對(duì)建筑節(jié)能基本途徑的探討

鄭重陳小剛謝靖韋勇軍

（1.冀東油田公司工程監(jiān)督中心；2.冀東油田分公司勘察設(shè)計(jì)研究院；3.中國(guó)石油京唐液化天然氣有限公司）

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，會(huì)出現(xiàn)大量的發(fā)展耗能，其中建筑能耗是構(gòu)成發(fā)展能耗的很重要的一個(gè)部分。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑能耗所占的比例大概在1/10～4/10，而在我國(guó)，建筑能耗所占的比例大概在25%左右。節(jié)約建筑能源并不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作，它需要能夠?qū)ㄖM(jìn)行綜合性的把控，包括建筑設(shè)備，建筑系統(tǒng)等等，才能夠更加有效的進(jìn)行建筑節(jié)能工作。

1 節(jié)約建筑材料

1.1 建筑設(shè)計(jì)的平面形狀和建筑的設(shè)計(jì)朝向

建筑物設(shè)計(jì)時(shí)確定的平面形狀和大體朝向是影響建筑節(jié)能的很重要的一個(gè)方面。根據(jù)相關(guān)研究，我們可以得出結(jié)論，如果兩棟建筑物選擇了相同的平面形狀，那么選擇南北朝向的建筑要比選擇東西朝向的建筑能源消耗少，特別是如果兩棟建筑擁有相同大小的面積的時(shí)候，主要方向朝向越正，這種趨勢(shì)就會(huì)越明顯，所以，如果我們想要進(jìn)行建筑節(jié)能，在選擇朝向的時(shí)候，首先應(yīng)該選擇的就是南北朝向。而當(dāng)建筑物擁有相同體積的情況下，通常面積越小的，資源消耗也就越少，所以我們?cè)谶M(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該盡可能的采用方形的，或者圓形的設(shè)計(jì)。

1.2 關(guān)于保溫性能在建筑結(jié)構(gòu)上的表現(xiàn)

要想對(duì)建筑進(jìn)行資源節(jié)約，首先應(yīng)該對(duì)建筑圍護(hù)的保溫性能進(jìn)行改善。從上個(gè)世紀(jì)后半段開始，很多國(guó)家已經(jīng)開始意識(shí)到圍護(hù)保溫的重要性，對(duì)它們進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制定，將保溫性能加以改善，對(duì)其消耗能源的多少進(jìn)行了限制。

1979年，英國(guó)也曾經(jīng)頒發(fā)一個(gè)節(jié)能法規(guī)，在法規(guī)里，列舉了具體的傳熱系數(shù)，見表1。

表1 建筑物傳熱系數(shù)在各個(gè)部分的數(shù)值

同樣，日本在1980年也曾經(jīng)發(fā)表過關(guān)于建筑節(jié)能的文章，相關(guān)學(xué)者在里面首次提出了熱損失系數(shù)這個(gè)名詞，并且對(duì)此進(jìn)行了分析和講解。文章通過對(duì)供暖度的分析，將日本做了五個(gè)區(qū)的劃分，并根據(jù)熱損失系數(shù)對(duì)不同的區(qū)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見表2。

除了這兩個(gè)國(guó)家之外，丹麥、加拿大、前西德、瑞典等國(guó)家也曾經(jīng)出臺(tái)過關(guān)于圍護(hù)保溫這方面的文章，并對(duì)系數(shù)做了規(guī)定。而我國(guó)，也緊隨其后，對(duì)相關(guān)的傳熱系數(shù)做出了數(shù)值的規(guī)定，見表3。

表2 熱損失系數(shù)在建筑住宅上的表現(xiàn)

根據(jù)相關(guān)實(shí)際操作可以證明，如果在建筑施工的時(shí)候重視對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能保溫，那么建筑的總體資源消耗大概可以下降3/10到4/10左右，造價(jià)可能會(huì)增加大約5%左右。

表3 我國(guó)最大的建筑圍護(hù)傳熱系數(shù)

1.3 建筑遮陽以及窗戶隔熱

1）建筑遮陽在一定程度上可以對(duì)日射起到一定的遮擋作用。通常我們?cè)诮ㄖ┕さ臅r(shí)候，會(huì)在窗戶外部設(shè)置一定凸出物，比如說遮陽板、屋檐陽臺(tái)、以及建筑花格等等。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)我們可以得出結(jié)論，相對(duì)于窗戶的內(nèi)遮陽效果，外遮陽能更好的減少直接日射或一些間接日射。如果建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)能對(duì)窗戶外面的外遮陽進(jìn)行一些考慮的話，就能夠較好的減少日射，最大程度可以減少8/10的日射熱量[3]。

2）窗戶隔熱。我們使用玻璃窗，主要是用它來進(jìn)行采光，但是玻璃的熱阻實(shí)際上要比墻體小得多，很容易造成大量的熱能損失。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在夏天的時(shí)候，通過玻璃窗得到的日射熱量大概占制冷機(jī)負(fù)荷的2/10到3/10，冬天的時(shí)候，如果用單層玻璃對(duì)日射熱量進(jìn)行采集，那么大概會(huì)有1/10到2/10的熱能損失。

2 關(guān)于設(shè)備節(jié)能

建筑設(shè)備想要節(jié)能很大一部分必須通過空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造來實(shí)現(xiàn)。空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，通常熱能和電能會(huì)被大量的消耗，如果我們不將空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能源降下來，那空調(diào)的使用很快就會(huì)被迫停止。這樣不但會(huì)影響到工廠的產(chǎn)品生產(chǎn)，還會(huì)影響到住宅居民的日常生活與工作。為了解決這個(gè)問題，必須對(duì)空調(diào)節(jié)能投入大量人力物力[4]。

空調(diào)耗能和其他工程耗能不一樣，它有著自己獨(dú)特的特點(diǎn)：

◇空調(diào)系統(tǒng)日常消耗的能源具有季節(jié)性；

◇系統(tǒng)需要同時(shí)進(jìn)行兩種能源工作，不斷提高冷度和放出冷氣；

◇一旦設(shè)計(jì)方案不合理，會(huì)立即帶來多種資源不必要的消耗。

為此在進(jìn)行建筑設(shè)備節(jié)能的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的這些特點(diǎn)來入手，制定節(jié)能方案。

2.1 有效地對(duì)空調(diào)系統(tǒng)里面擁有的資源進(jìn)行利用

空調(diào)系統(tǒng)日常消耗的能源具有季節(jié)性，所以在使用空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，很可能因?yàn)榧竟?jié)變換而出現(xiàn)問題，因此應(yīng)該對(duì)太陽能、地?zé)崮艿拈_發(fā)予以鼓勵(lì)。目前，雖然在空調(diào)系統(tǒng)上不乏對(duì)太陽能的使用，但大部分還是處在所謂的被動(dòng)式的形式之中。這些方式雖然不一定最為科學(xué)，但也有著自己的優(yōu)點(diǎn)，它能夠利用直接照射進(jìn)來的太陽光對(duì)熱能進(jìn)行吸收，最終轉(zhuǎn)換為熱能對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行提升[5]。

2.2 對(duì)室內(nèi)溫度以及濕度進(jìn)行研究，制定出更為合理的標(biāo)準(zhǔn)

通過對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能研究，各國(guó)學(xué)者都認(rèn)為節(jié)能應(yīng)該從對(duì)室內(nèi)濕度以及溫度的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂入手。我國(guó)也對(duì)建筑空調(diào)的溫濕度做出了新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。一方面是為了能夠節(jié)約建筑能耗；另一方面也是為了居民的生活品質(zhì)，身心健康考慮。相關(guān)學(xué)者得出結(jié)論，空調(diào)房的溫濕度應(yīng)該在夏天盡可能的提高基數(shù)，在冬天盡可能的降低基數(shù)。

2.3 將負(fù)荷分析加入部分空調(diào)設(shè)計(jì)之中

通常設(shè)計(jì)部門在對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，都會(huì)考慮到負(fù)荷的問題，會(huì)盡量選擇容積比較大的設(shè)備。但一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行其實(shí)不會(huì)達(dá)到那么高的負(fù)荷，因此，設(shè)備很大一部分能源是被浪費(fèi)了的，屬于無效使用。為了解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)該充分對(duì)各種型號(hào)的空調(diào)進(jìn)行考慮，合理選擇不同的容量設(shè)備，再加以合理的匹配與控制，這樣才能保證空調(diào)系統(tǒng)不但能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還能夠最大程度的節(jié)約能源。

2.4 自動(dòng)化的建筑設(shè)備

比起建筑設(shè)備的人工化管理，自動(dòng)化系統(tǒng)擁有更多的優(yōu)點(diǎn)，他能夠?qū)πl(wèi)生、空調(diào)、防火警報(bào)、電氣等進(jìn)行集中性管理，也能夠?qū)λ鼈冞M(jìn)行最佳的控制。因此，能夠?qū)ㄖ镏械臒?、冷能量，運(yùn)行方式、自動(dòng)顯示、設(shè)備開啟、設(shè)定溫濕度等等進(jìn)行很好的控制。它可以將室內(nèi)的各種空氣參數(shù)作為約束條件，對(duì)房屋舒適度進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到最小的能源消耗。它還能將能量參數(shù)做為依據(jù)，對(duì)冷熱能源進(jìn)行確定和判定，對(duì)水泵、空調(diào)機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的工作順序、系統(tǒng)環(huán)境、運(yùn)行臺(tái)數(shù)等進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。

3 結(jié)語

通過研究分析，建筑節(jié)能的基本途徑是節(jié)約建筑材料和建筑設(shè)備的節(jié)能。他不僅可以節(jié)約資源、避免浪費(fèi)，還可以對(duì)有限的資源進(jìn)行再利用，減少熱能和電能的消耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]黃曉鶯.試論建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能[J].工業(yè)建筑,2003(10):1-4.

[2]喻偉.住宅建筑保障室內(nèi)(熱)環(huán)境質(zhì)量的低能耗策略研究[D].重慶大學(xué),2011.

[3]余曉平.建筑節(jié)能科學(xué)觀的構(gòu)建與應(yīng)用研究[D].重慶大學(xué),2011.

[4]陳曦.可再生能源在建筑中應(yīng)用的最新發(fā)展[C].中國(guó)城市科學(xué)研究會(huì)、中國(guó)綠色建筑與節(jié)能專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)生態(tài)城市研究專業(yè)委員會(huì)、中城科綠色建材研究院:2013:8.

[5]張海濱.寒冷地區(qū)居住建筑體型設(shè)計(jì)參數(shù)與建筑節(jié)能的定量關(guān)系研究[D].天津大學(xué),2012.