綠色節(jié)能改造和“被動建筑”節(jié)能的探討

李劍鋒

(黎城縣城市經(jīng)營公司，山西黎城 047600)

0 引言

綠色建筑是指建筑要與自然和諧共融，核心是采用綠色科技，綠色材料，盡可能減少能源使用和資源消耗，盡量不對環(huán)境造成破壞。

隨著綠色建筑理念的興起，綠色建筑節(jié)能技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，它要有科學(xué)合理的整體規(guī)劃，并融合自然通風(fēng)、自然采光和低能耗的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，倡導(dǎo)使用綠色建材、高效能源以及智能控制等前沿科技，總體而言，它具有合理利用、高效節(jié)能、循環(huán)共生、環(huán)境舒適、功能靈活、排放降低等特點(diǎn)，可在滿足建筑需求的基礎(chǔ)上做到建筑經(jīng)濟(jì)性和資源使用的合理性。

1 建筑綠色節(jié)能改造技術(shù)

建筑的能耗是指建設(shè)中所用材料以及設(shè)備的生產(chǎn)和運(yùn)輸能耗、施工能耗、建筑物在使用過程中的能耗以及拆除時(shí)的能耗的總和。

現(xiàn)階段，綠色建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展迅速，在很多方面取得了卓越的成果。比如太陽能、地能等新能源的開發(fā)和使用，室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)的研究和發(fā)展;空調(diào)制冷系統(tǒng)的仿真模擬技術(shù)以及智能控制技術(shù);墻體、門窗、屋面等新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開發(fā)和使用;舊建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和采暖空調(diào)系統(tǒng)等的節(jié)能改造等等，都在很大程度上降低了建筑能耗。在整個耗能中，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗占到了使用能耗的80%左右，而在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗中，外墻、門窗和屋面的能耗均能占到20%左右，地面和空氣滲透的能耗也比較多，因此做好建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造對于建筑節(jié)能來講是非常重要的。

1．1 外墻保溫改造

外墻保溫改造及新型墻體技術(shù)的應(yīng)用是綠色節(jié)能外墻改造的主要實(shí)現(xiàn)方式。

外墻保溫通常有:外墻內(nèi)保溫、外墻外保溫和夾芯保溫三種主要形式。夾芯保溫不適合在建筑改造中使用。前兩者對比，外墻外保溫比內(nèi)保溫更具優(yōu)勢，使用同等規(guī)格型號、同樣尺寸的保溫材料，外保溫要具有更明顯的效果。使用外墻外保溫技術(shù)，工程施工靈活、造價(jià)較低，不占使用面積，便于保護(hù)主體構(gòu)造，其保溫層在使用中要采用耐火輕質(zhì)、收縮率小、吸水率低的材料，能夠減輕墻體的重量，改善居住環(huán)境，提高室內(nèi)保溫性能。外保溫技術(shù)因而得到了廣泛應(yīng)用，更適用于舊建筑的節(jié)能改造。

新型太陽能墻體的不同之處是它具有吸收太陽能而用于建筑的能量轉(zhuǎn)換裝置。目前業(yè)界使用比較成熟的太陽能墻體技術(shù)是雙層皮幕墻技術(shù)和安裝有玻璃的墻面這兩種。此外還有較為先進(jìn)的相變蓄熱墻體技術(shù)和太陽墻技術(shù)，但并未得到良好使用。

1．2 門窗改造

毋庸置疑，門窗面積的大小及其熱工狀況能夠極大的影響能耗和室內(nèi)熱環(huán)境。門窗改造技術(shù)主要有門窗洞口改造和門窗構(gòu)件的更新。

出于對立面效果和建筑風(fēng)格的追求，我們能夠看到很多的建筑物其開窗位置和開窗面積非常不合理，使得建筑內(nèi)部要么光線不足要么照射刺眼，不僅使業(yè)主居住不適，而且增加取暖和空調(diào)負(fù)荷，浪費(fèi)了能源。必須對洞口進(jìn)行改造，一般有改變門窗洞口面積和改變門窗洞口的形狀、朝向，盡可能的利用自然光，并避開太陽直射。

受材料水平和技術(shù)水平的制約，早年的房屋建筑中，窗戶和玻璃無疑是重點(diǎn)能耗部位，也是最薄弱的環(huán)節(jié)。窗戶的朝向和結(jié)構(gòu)、窗墻連接、窗框密封、玻璃的種類等等，都對建筑熱損失造成直接影響。必須要做好整體設(shè)計(jì)，采取綜合措施，做好門窗框的處理、玻璃的選擇、玻璃貼膜改造等工藝，將薄弱環(huán)節(jié)的影響降到最低。

1．3 遮陽改造

很多的建筑得熱過度或室內(nèi)眩光都是因?yàn)闆]有遮陽設(shè)施或者遮陽不當(dāng)造成的，做好遮陽改造可以大幅度的實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。由于陽光熱量已進(jìn)入室內(nèi)，所以百葉簾等內(nèi)遮陽方式效果并不明顯。而外遮陽在陽光進(jìn)入室內(nèi)之前被阻擋，對于隔絕熱能更為有效。外遮陽必須保證施工細(xì)致、牢固可靠，才可抵御外部惡劣自然條件的影響。另外，在設(shè)計(jì)中，要把遮陽構(gòu)件作為建筑的一部分和整體結(jié)構(gòu)有機(jī)融合起來，使其不僅能夠滿足遮陽功能還可成為一種風(fēng)格獨(dú)特的建筑特色。

1．4 屋面以及過渡空間的改造

屋面的能耗是能耗損失的重要位置，統(tǒng)計(jì)表明其能耗可以占到圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗總值的20%以上。大部分現(xiàn)有建筑的屋面保溫隔熱性差，尤其是平屋面，甚至不如外墻的保溫隔熱能力強(qiáng)，非常有必要進(jìn)行綠色節(jié)能改造。傳統(tǒng)屋面改造方式有:頂加設(shè)保溫層、頂增設(shè)架空保溫層或者屋頂改坡屋頂。綠色屋面系統(tǒng)改造主要指種植節(jié)能屋面。種植屋面指的是利用植物光合作用、葉面蒸發(fā)作用以及對太陽輻射熱的遮擋作用來降低熱輻射、降低溫度，利用植物培植基質(zhì)材料的熱阻與熱惰性，降低屋面內(nèi)表面溫度與溫度振幅。研究結(jié)果顯示，種植屋面的內(nèi)表面溫度比同等條件下其他屋面能夠降低3℃甚至7℃。

建筑外走廊、樓梯間、陽臺、門廳等部位是建筑與室外環(huán)境過渡部分，是一種過渡空間，也直接連接了建筑使用空間，它的保溫隔熱等性能會直接影響到建筑內(nèi)部的舒適性，要通過陽臺、外走廊、樓梯間等的改造做好節(jié)能措施。

2 “被動建筑”節(jié)能技術(shù)

“被動建筑”概念的興起來源于德國、瑞典等歐洲國家。它是基于被動式設(shè)計(jì)建造的節(jié)能建筑物，不是借助于傳統(tǒng)采暖方式和主動的空調(diào)形式來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境需求，設(shè)計(jì)的主要目的是用極小能耗來帶動室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，核心是實(shí)現(xiàn)建筑冷暖使用能耗的最小化?！氨粍咏ㄖ笔紫仁腔趯π枨蟮挠行Э刂?，采用的是可再生能源，通過提高能源使用效率等等手段完成優(yōu)化供給，以此節(jié)約能源、降低能耗?！氨粍咏ㄖ辈粌H僅是一種節(jié)能建筑類型，更重要的是它已成為一種可持續(xù)性的建筑設(shè)計(jì)手法，即被動式節(jié)能方法。

“被動建筑”旨在極大限度、最大可能來降低建筑熱損失，加強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的保溫性能、提高建筑的氣密性能以及機(jī)械送風(fēng)和熱回收系統(tǒng)的應(yīng)用是其主要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段。其中，加強(qiáng)保溫性能是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的先決條件，通風(fēng)換氣是保證室內(nèi)良好空氣品質(zhì)的前提和技術(shù)措施。測試研究結(jié)果表明，通過被動建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化，建筑能耗僅為傳統(tǒng)建筑平均能耗的一成左右，而建筑每年的總能耗可以降低約三成，碳排放量可降低一半。

以下舉例說明被動建筑的實(shí)現(xiàn)手段，如:加強(qiáng)保溫措施:采取400 mm～500 mm厚度的保溫層，滿足各圍護(hù)結(jié)構(gòu)規(guī)定限制;減少熱橋效應(yīng):保溫層要連續(xù)性覆蓋建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，盡量避免內(nèi)層伸出外部的構(gòu)件，減少沒有保溫層的構(gòu)件;太陽能或地?zé)嵩吹谋粍永?可在建筑立面安裝太陽能集熱器或利用熱泵作為建筑熱源;有組織通風(fēng)排氣的熱回收:可使用熱交換器，利用排出的熱空氣的熱量來對進(jìn)入的冷空氣進(jìn)行加熱，降低冷風(fēng)滲透和無組織通風(fēng)造成的熱量損失;高效率的熱水供應(yīng):保證熱水管道的良好保溫，最好是循環(huán)熱水管系統(tǒng);空氣質(zhì)量傳感器:保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，控制各個房間的進(jìn)風(fēng)量，盡量減少換氣量;紅外熱反射技術(shù):在建筑物內(nèi)外表面采用高效熱反射材料反射大部分紅外熱，對建筑物起到保溫隔熱作用。

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