浅析节能环保型建筑实现的物质基础和技术基础

宋志锴 冯淑莲

（郑州工商学院，河南 郑州 450000）

0 引言

节能环保型建筑材料和节能环保技术以其高性能、高科技、高环保、高节能、无害无毒的优势越来越广泛地应用于现代建筑施工中，不仅满足了我国对节能减排、绿色环保的政策要求，还可使建筑工程产业得到更快、更好、更健康的发展，对于提高建筑工程的经济效益、社会效益有着重要作用。节能环保型建筑材料和节能环保技术是节能环保型建筑实现的物质基础和技术基础，是节能环保型建筑实现的基本途径，本文对此作简要分析，仅供参考。

1 节能环保型建筑实现的物质基础

节能环保绿色建筑材料的设计、制造和使用都以减少对环境的不利影响为目标，通过降低能源消耗、减少污染来实现，其能促进建筑的可持续性和绿色发展，是节能环保型建筑实现的物质基础。常见的节能环保绿色建筑材料有：可再生资源、保温隔热材料、低挥发性有机化合物(VOC)涂料、高性能混凝土等。

1.1 可再生材料和资源

（1）可再生木材和竹材是常见的可再生建筑材料，这些材料广泛用于建筑的结构、内饰、地板和外墙装饰，具有良好的隔热性能，能够降低采暖和制冷对能源消耗，减少对有限资源的依赖。

（2）生态混凝土是另一种可再生建筑材料，通常使用废弃建筑材料或废弃的混凝土等加工制造而成，这些材料不仅减少了资源浪费，且其结构强度较高，而且还具有良好的隔热性能，能够改善建筑的绝热效果，碳排放少，资源消耗少，对建筑与环境的影响小。

（3）在绿色建筑中，如太阳能和风能等可再生能源被广泛应用，旨在减少对传统能源的依赖，太阳能光伏系统可以安装在建筑物的屋顶上，通过太阳辐射转化为电能，提供电力供应；风能系统也可以用于建筑物的通风和电力生产，这些可再生能源系统能够降低建筑的能源消耗和碳足迹。

1.2 保温隔热材料

（1）保温隔热材料常常用于外墙保温系统，这些材料可以降低建筑的热传导，提高隔热性能，减少室内与室外温度的热交换。常见的保温隔热材料包括聚苯板、岩棉、玻璃纤维等，它们被用于墙体的隔热层，可有效减少采暖和制冷所需能源的消耗，降低碳排放[1]。

（2）保温隔热材料也广泛用于屋顶和天花板，减少室内外温差的影响，保持室内温度的稳定性，提高室内舒适度，同时，还能降低采暖和制冷成本。

1.3 低挥发性有机化合物(VOC)涂料

低挥发性有机化合物(VOC)涂料广泛用于室内装修和涂装工程中，包括墙壁、天花板、地板以及家具、门窗等表面的涂装，这些涂料减少了挥发性有机化合物的释放，降低了室内空气中的有害气体浓度，能够创造更健康的室内环境，避免室内空气因污染而影响人们的健康[2]。

1.4 高性能混凝土

（1）高性能混凝土通常具有更高的隔热性能，其具有的低热传导率，能够减少能源浪费，实现节能目标。这种隔热性能使其在墙体、屋顶和地板等部的应用效果极为突出。

（2）高性能混凝土通常具有更高的抗压强度和更强的抗风化性能，其建筑物的耐久性较普通混凝土更持久，可以降低建筑材料的更替和维护成本，减少资源浪费[3]。

（3）高性能混凝土制造时还可以采用更多的可替代材料，减少对水泥的使用，降低混凝土的碳足迹。其具有的长寿命和耐用性，还能够降低整个建筑对环境造成的影响。

2 节能环保型建筑实现的技术基础

建筑中常见的节能环保技术有：太阳能利用技术、建筑保温隔热技术、雨水收集与利用技术、绿色建筑景观设计技术、建筑智能管理系统技术等。这些技术不仅能减少建筑物对环境的不利影响，降低能源消耗，还能改善室内环境质量并促进可持续发展，从而创造更环保高效、资源节约、健康舒适的建筑环境，是节能环保型建筑实现的技术基础。

2.1 太阳能利用技术

（1）太阳能光伏系统是将太阳能转化为电能的新型技术。在绿色建筑中，光伏电池板通常安装在建筑物的屋顶或外墙上，吸收阳光并将其转化为电能，产生的电能可以用于建筑物的照明、电力供应以及其他用途，不仅减少了建筑的电力消耗，还能够减少对传统能源的依赖，降低碳足迹。

（2）太阳能热水系统利用太阳能来加热水，如太阳能集热器，用于捕捉太阳能并将其传递给水，加热的水可以用于建筑的热水供应、暖气系统或者制冷系统。通过采用太阳热水系统，建筑物可以减少对天然气或电力的依赖，实现能源节约[4]。

（3）被动式太阳能设计是一种优化建筑结构和布局、最大程度利用太阳能的方法，包括合理的建筑朝向、窗户和采光系统的设计，以及使用太阳能热量，实现温度调节，如南向窗户可以利用冬季的太阳能来加热室内，减少采暖需求，适当的遮阳装置可以防止夏季过度的太阳辐射，降低冷却成本。

2.2 建筑保温隔热技术

（1）外墙保温是建筑保温隔热技术的主要应用方式，即在建筑物外墙上使用聚苯板、岩棉、玻璃纤维等保温材料，以提高外墙的隔热性能，有效减少热量散失，降低采暖和制冷的能源消耗，减少室内与室外温度的差异，使室内温度被控制在合理状态。

（2）建筑物的屋顶上使用保温材料，减少热量在屋顶部分的散失，屋顶保温可以降低室内和室外温度之间的温差，减少采暖和制冷成本，同时延长屋顶的使用寿命[5]。

（3）保温技术还包括窗户和门窗的隔热设计，采用双层玻璃窗户、低辐射玻璃、热桥断热等技术，增强窗户和门窗的隔热性能，可有效降低门窗部分的热传导，减少室内与室外的热量交换，减少采暖和制冷成本。

2.3 雨水收集与利用技术

（1）屋顶雨水收集技术通过设计特殊的屋顶结构，将雨水导向收集系统，屋顶通常覆盖有雨水排水板或排水槽，可以将雨水有效地收集并储存在水箱或地下储水系统中。收集到的雨水可以用于冲洗马桶、浇灌花园，甚至作为建筑的冷却水。通过屋顶雨水收集，建筑可以减少自来水的使用，降低用水成本，减少排放到雨污水系统的水量[6]。

（2）通过铺设透水铺装、绿地和雨水花园，将雨水渗透到地下，减少雨水径流，降低洪水风险，并改善地下水质。地面雨水渗透还能够降低城市热岛效应，提高城市生态环境。收集的雨水需要采取颗粒过滤、消毒和沉淀等工艺进行适当过滤和处理，以去除悬浮物和有害微生物，确保雨水安全用于冲洗、灌溉或其他用途。

2.4 绿色建筑景观设计技术

（1）绿色建筑景观设计，包括在建筑物的屋顶、庭院种植草坪、花卉、灌木和树木，通过绿化，不仅美化了环境，而且能够降低气温，改善空气质量，减少城市热岛效应。同时，植被还可以提供阴凉和遮挡，减少室内制冷需求，降低能源消耗。

（2）绿色建筑景观设计还包括雨水管理，如通过设计生态池塘、雨水花园和渗透沟渠等来收集和处理雨水，减少雨水径流，改善地下水质和降低洪水风险。生态池塘和雨水花园还提供了生态栖息地，有益于野生动植物[7]。

（3）绿色建筑景观设计还强调使用可持续材料，如可回收材料、低维护材料和气候适应性设计，包括选择抗腐蚀和耐久性强的材料，减少维护和更换成本，在设计过程中，还要充分考虑建筑和景观在不同季节、气象条件下的性能，提高建筑的适应性。

2.5 建筑智能管理系统技术

（1）智能建筑管理系统可以监测和控制建筑内部的能源使用，通过传感器和自动控制系统来调整照明、暖通空调、供暖和冷却系统，确保能源的有效使用。如当建筑内部无人时，系统可以自动关闭灯光和暖通空调，减少不必要的能源消耗。借助能源管理系统实时监测和优化，能够降低建筑的用能成本，减少温室气体排放，提高能源利用效率。

（2）智能建筑管理系统还可以监测和维护室内空气质量，检测二氧化碳、甲醛、温湿度等参数，并在需要时调整通风系统以提供清新的室内空气，提高居住和工作环境的质量，减少室内空气污染[8]。

（3）智能建筑管理系统还包括安全控制功能，可以监控火灾、烟雾和紧急情况，自动触发警报和安全措施，实时进行建筑内部设备和设施的远程控制，如电梯、门禁、照明等，提高建筑的安全性和便利性。

3 案例分析

某公司决定建设一座节能环保型总部大楼，旨在降低能源消耗、减少环境影响、提高员工室内舒适度。为实现这一目标，该公司大量采用绿色建筑材料和节能环保技术，取得了明显的效果。

（1）在该项目中采用了高效保温材料，包括R-30级别的隔热保温材料用于外墙隔热。通过公式U值=热传导系数（热阻值/面积）计算可知，该大楼采用隔热保温材料后，其热传导系数（U 值）降低到0.18W/（m²·K），远低于传统建筑的1.0W/（m²·K）。

（2）在大楼屋顶安装了太阳能光伏板，总面积为1000m2，这些光伏板的额定发电功率为200kW，每年预计发电量可达180000kW/h 时，减少碳排放，降低能源成本。

（3）通过采用智能照明系统，包括LED照明和自动传感器，实现自动控制每个房间的照明，根据公式：节电量=（传统照明功耗-LED 照明功耗）×使用小时数，根据白天、黑夜、房间占用情况，调整照明强度，降低了用电成本。

（4）采用双层低辐射（Low-E）玻璃窗户和热桥设计，降低了传热系数（U 值=热传导系数（热阻值/面积）），提高了窗户的绝热性能。

（5）在总部大楼顶部，安装了雨水收集系统，可捕捉雨水用于灌溉和冷却系统，减少自来水的使用，降低水费支出[9]。

通过采用以上技术和节能材料的使用，该公司总部大楼不仅能源消耗、碳排放和运营成本低，还实现可持续性的环保目标。

4 结束语

综上所述，节能环保型建筑材料和节能环保技术是节能环保型建筑实现的物质基础和技术基础，是节能环保型建筑实现的基本途径。案例工程在绿色建筑材料和节能环保技术的支持下，达到了节能环保型建筑的建设要求，不仅降低了能源消耗，减少了废弃物产生，改善了室内空气质量，减轻环境压力，还为其他建筑工程提供了成功的解决方案。随着技术的不断进步与发展，未来的建筑将在更绿色的建筑材料和更节能的环保技术的支撑下，实现更高效、更节能、更环保的绿色可持续发展目标，为子孙后代创造更为美好的未来。