关于建筑节能的应用及发展趋势的几点思考

朱宏文

摘 要：近几年，随着“以人为本”设计理念的提出，人们对住宅的舒适性要求越来越高，建筑能耗也随之增高。据统计，目前我国建筑能耗约占国民经济总能耗的25%左右，且呈上升趋势。另一方面，随着建筑能耗的增加和大量空调设备的安装，“城市热岛效应”日益严重，使环境日益恶化。我国建筑节能的重点应为：建筑本体的节能、采暖系统节能、提高照明和其他电器的效率、大型公共建筑节能。

关键词：建筑节能；新能源；节能材料

随着科学技术的日新月异，能源短缺已不容忽视，节约能源已受到世界性的普遍关注，在我国亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重影响世界经济的可持续发展。因此，能源问题将成为本世纪的热门话题。

1 世界其他国家在节能建筑方面的作为

美国一家大学曾设计建造了一种四居室的生态房。它的热能来源于人工散热、阳光及使用家电设备所产生的热量；用电依靠风力发电机和太阳能电池；用水是从屋檐流下来经过处理的雨水；粪便和污水则流入一个堆肥坑里，经发酵后供花园施肥用。美国一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋，墙壁是用回收的轮胎和铝合金废料建造的；屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的。

日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外，墙体还被设计成双重结构，每个房间建有通风口，整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用，其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃，从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污源，节约了能源。

德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上，由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后，该房屋便反向转动，回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%，而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。

2 中国建筑能耗基本情况和几本问题

我国正处于房屋建筑的高峰时期，建筑速度之快，规模之大，可谓前所未有。2003年，我国城乡建筑竣工面积达20.3亿平方米（其中城镇12.7亿平方米），超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。但令人忧虑的是，在新竣工的建筑中，节能建筑面积不到1亿平方米，尚不足竣工建筑的5%。至今，在我国城乡既有建筑约400亿平方米中（其中城市约140亿平方米），只有3.2亿平方米房屋是节能建筑，不到全国既有建筑的1%。

我国是一个能源短缺的国家，但我国单位建筑面积能耗目前却是发达国家的2至3倍。与发达国家相比，我国建筑钢材消耗高出10%至25%，每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤；卫生洁具的耗水量高出30%以上，而污水回用率仅为发达国家的25%。此外，在我国人均耕地只有世界人均耕地1/3的情况下，实心黏土砖每年毁田12万亩。

我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。

我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量：外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4～5倍，屋顶为2.5～5.5倍，外窗为1.5～2.2倍；门窗透气性为3～6倍；总耗能是3～4倍。

3 我国学要发展的重点领域

3.1 优化建筑设计

建筑造型及围护结构形式对建筑物性能有决定性影响。直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平等。而这三方面涉及的内容将构成70%以上的建筑采暖通风空调能耗。不同的建筑设计形式会造成能耗的巨大差别。然而，建筑物是个复杂系统，各方面因素相互影响，很难简单地确定建筑设计的优劣。例如，加大外窗面积可改善自然采光，在冬季还可获得太阳能量，但冬季的夜间会增大热量消耗，同时夏季由于太阳辐射通过窗户进入室内使空调能耗增加。这就需要利用动态热模拟技术对不同的方案进行详细的模拟测试和比较。

3.2 建筑围护结构材料和部品

开发新的建筑围护结构部件，以更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求，甚至可根据变化了外界条件随时改变其物理性能，达到维持室内良好的物理环境同时降低能源消耗的目的。这是实现建筑节能的基础技术和产品。主要涉及的产品有：外墙保温和隔热、屋顶保温和隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型饰面材料。自上个世纪90年代起，我国自主研发和从国外吸收消化的外墙、屋顶保温隔热技术被慢慢的采用。尤其外墙外保温可通风装饰板、通风型屋顶产品、通风遮阳窗帘的使用，都大大提高产品的质量、降低建筑运行成本。

3.3 建筑中的可再生能源技术

可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等多种形式。可再生能源日益受到重视。开发利用可再生能源世界能源是持续发展战略的重要组成部分。太阳能既是一次性能源又是可再生能源，资源丰富对环境无污染，是一种非常洁净的能源。应提倡在建筑中广泛应用。

3.4 其他方面还有很多包括

通风装置与排风热回收装置与各种泵技术。

4 结语

虽然，我国在这方面还存在许多问题，但只要我们提高认识，加强管理，那么不久的将来我国一定有望发展成为能源节约大国！

参考文献

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