淺談建筑節(jié)能技術(shù)

我國(guó)建筑節(jié)能起步較晚，建筑能耗要比發(fā)達(dá)國(guó)家高很多。為此，不斷地開(kāi)發(fā)新的建筑節(jié)能技術(shù)，提高建筑物的能源利用效率至關(guān)重要。實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑，在盡量減少建筑內(nèi)能源總需求量的同時(shí)，大力開(kāi)發(fā)利用可再生的新能源，從而減少使用在建筑領(lǐng)域內(nèi)易引起環(huán)境污染的能源。減少建筑內(nèi)能源總需求量主要從建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)，提高終端用戶用能效率，捉高總的能源利用效率方面著手，在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境方面，新能源的利用起至關(guān)重要的作用。建筑節(jié)能對(duì)建筑材料提出了比以往更高的要求。建筑材料在建筑節(jié)能中扮演著一個(gè)非常重要的角色。

建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、炊事、家用電器等方面的能耗。其中，以建筑采暖和空調(diào)能耗為主，占建筑總能耗的50%~70%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國(guó)建筑能耗日益增長(zhǎng)。1999年我國(guó)建筑能耗占社會(huì)總能耗的比例已達(dá)到20%～25%。而在西方國(guó)家，建筑能耗一般占全國(guó)總能耗的30%～40%。所以，隨著人民生活水平的不斷提高、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快以及住房體制改革的深化，我國(guó)的建筑能耗必將進(jìn)一步增加。建筑能耗在我國(guó)增長(zhǎng)空間很大，是我國(guó)今后能源消耗的一個(gè)主要增長(zhǎng)點(diǎn)。1999年，美國(guó)的能源消費(fèi)總量約占全世界能源消費(fèi)總量的26%，其中的建筑能耗已經(jīng)接近于我國(guó)的能源消費(fèi)總量。因?yàn)槲覈?guó)的人口是美國(guó)人口的4.5倍左右，設(shè)想如果我國(guó)的人均建筑能耗水平達(dá)到目前美國(guó)的人均水平，那么我國(guó)的建筑能耗將占當(dāng)前全世界總能耗的40%。這種情況是難以想象的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境舒適程度要求的不斷提高，我國(guó)建筑節(jié)能究竟如何辦呢？但建筑節(jié)能不能以犧牲人的舒適和健康為代價(jià)，否則節(jié)能便失去了意義。所謂的建筑節(jié)能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的資源和最小的能源消費(fèi)代價(jià)取得最大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。因此，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發(fā)展趨勢(shì)。其解決途徑只有兩種：一方面通過(guò)開(kāi)發(fā)利用可再生能源及節(jié)能建材等途徑降低建筑能耗的需求；另一方面要提高能耗系統(tǒng)的效率，從而降低終端能源使用量。

l　實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑及動(dòng)態(tài)

經(jīng)粗略估算，采取周密、有效的建筑技術(shù)措施可以降低2/3～3/4的建筑能耗。因此，在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造和使用過(guò)程中，在滿足室內(nèi)環(huán)境舒適、衛(wèi)生、健康的條件下，采取合理有效的建筑節(jié)能技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能和環(huán)保共進(jìn)的目標(biāo)。日本最近提出“建筑的節(jié)能與環(huán)境共存設(shè)計(jì)”的概念便是這一思想的體現(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑為：盡量減少建筑內(nèi)能源總需求量的同時(shí)，大力開(kāi)發(fā)利用可再生的新能源，從而減少使用在建筑領(lǐng)域內(nèi)易引起環(huán)境污染的能源。

1.1減少建筑內(nèi)的能源總需求量

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家，空調(diào)采暖能耗占建筑能耗的65%。目前，我國(guó)的采暖空調(diào)和照明用能量近期增長(zhǎng)速度己明顯高于能量生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度，因此，減少建筑的冷、熱及照明能耗是降低建筑能耗總量的重要內(nèi)容，一般可從以下幾方面實(shí)現(xiàn)。

1.1.1建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)

面對(duì)全球能源環(huán)境問(wèn)題，不少全新的設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生，如低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等，它們本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設(shè)計(jì)概念出發(fā)，堅(jiān)持與能源分析專家、環(huán)境專家、設(shè)備師和結(jié)構(gòu)師緊密配合。在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)大范圍的氣候條件影響，針對(duì)建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征，重視利用自然環(huán)境(如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等)創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候，以盡量減少對(duì)建筑設(shè)備的依賴。具體措施可歸納為以下三個(gè)方面：合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)(主要方法為：在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻)；合理設(shè)計(jì)建筑形體(包括建筑整體體量和建筑朝向的確定)，以改善既有的微氣候；合理的建筑形體設(shè)計(jì)是充分利用建筑室外微環(huán)境來(lái)改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關(guān)鍵部分，主要通過(guò)建筑各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)和建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，可借助相關(guān)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如運(yùn)用天正建筑(Ⅱ)中建筑陰影模擬，輔助設(shè)計(jì)建筑朝向和居住小區(qū)的道路、綠化、室外消閑空間及利用CFD軟件，如：PHOENICS，F(xiàn)luent等，分析室內(nèi)外空氣流動(dòng)是否通暢。

1.1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件(屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽(yáng)設(shè)施)的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺(jué)和熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達(dá)20%～40%。通過(guò)改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。首先，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能，一般通過(guò)改變其組成材料的熱工性能實(shí)行，如歐盟新研制的熱二極管墻體(低費(fèi)用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱，可以產(chǎn)生隔熱效果)和熱工性能隨季節(jié)動(dòng)態(tài)變化的玻璃。然后，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒔ㄖ牡乩砦恢煤统?，以建筑能耗軟件DOE－2.0的計(jì)算結(jié)果為指導(dǎo)，選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。最后，評(píng)估圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部件與組合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，以確定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。