淺析生態(tài)建筑建材的節(jié)能方式

張 軍

（天津三建三分公司 天津 300160）

1 綠色建筑中的被動(dòng)式技術(shù)

被動(dòng)式節(jié)能方式定義：被動(dòng)式節(jié)能方式是指以非機(jī)械電氣設(shè)備干預(yù)手段實(shí)現(xiàn)建筑能耗降低的節(jié)能技術(shù)，具體指在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中通過(guò)對(duì)建筑朝向的合理布置、遮陽(yáng)的設(shè)置、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術(shù)、有利于自然通風(fēng)的建筑開(kāi)口設(shè)計(jì)等實(shí)現(xiàn)建筑需要的采暖、空調(diào)、通風(fēng)等能耗的降低。主動(dòng)式技術(shù)是要依靠連續(xù)的能源輸入維持機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)抗外界氣候條件和不利內(nèi)部環(huán)境變化，創(chuàng)造舒適室內(nèi)環(huán)境技術(shù)。

1.1 指導(dǎo)思想

被動(dòng)優(yōu)先主動(dòng)為輔是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。通過(guò)合理的被動(dòng)與主動(dòng)結(jié)合，達(dá)到綠色建筑節(jié)能的效果是我們的主要想法。

1.2 建材新技術(shù)簡(jiǎn)介

高效保溫結(jié)構(gòu)：氣凝膠玻璃。保溫門窗作為建筑必不可少的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，氣凝膠具有可調(diào)節(jié)硬度、裁剪便利、密度小、耐受高溫、絕對(duì)疏水、無(wú)機(jī)材料、綠色環(huán)保等優(yōu)越特性，其可替代玻璃纖維制品、石棉保溫氈、硅酸鹽纖維制品等不環(huán)保、保溫性能差的傳統(tǒng)柔性保溫材料。

氣凝膠玻璃的制備分兩步。首先，從硅烷中獲得硅醇凝膠；然后，使硅醇凝膠進(jìn)入結(jié)晶和干燥過(guò)程，以便從凝膠中排除溶劑，整個(gè)過(guò)程均在一定壓力和溫度下進(jìn)行，可用電子計(jì)算機(jī)控制整個(gè)制備過(guò)程。實(shí)踐證明，在兩層普通玻璃中間夾一層氣凝膠玻璃，使傳熱系數(shù)從3W/m2·K下降到0.5W/m2·K。此外，氣凝膠玻璃比所有無(wú)機(jī)材料的傳播聲音速度都慢。聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，在水中的傳播速度為1400~1500m/s，在金屬和普通玻璃中的傳播速度為500m/s，而在氣凝膠玻璃中僅為100~120m/s。

目前房屋建筑均未能做到此技術(shù)要求，僅采用膠粉聚苯顆粒外保溫系統(tǒng)或砂加氣砌塊保溫系統(tǒng)等方式進(jìn)行建筑節(jié)能施工。

1.3 生態(tài)房屋的效果評(píng)價(jià)

在透明復(fù)合板中集成透明/半透明的纖維素氣凝膠（這種材料層的總傳熱系數(shù)<0.6W/m2·K，每厘米厚度總太陽(yáng)輻射透過(guò)率大于90%）。與商品氣凝膠相比，這種新型的纖維素氣凝膠材料取材于廢紙或廢木料，既滿足節(jié)材的要求又達(dá)到造價(jià)低廉，可降解。同時(shí)此施工工藝相對(duì)外保溫系統(tǒng)等施工做法相對(duì)簡(jiǎn)單，且控制難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濕作業(yè)施工難度，間接地節(jié)省可人員施工開(kāi)支。

2 生態(tài)建筑中的多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)

2.1 太陽(yáng)能利用

太陽(yáng)能在建筑行業(yè)的利用是大勢(shì)所趨，國(guó)際上光伏和建筑一體化已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了，特別是太陽(yáng)能發(fā)電，包括反饋到電網(wǎng)。

國(guó)內(nèi)的利用主要還是太陽(yáng)能熱水器，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，正在大面積普及當(dāng)中。未來(lái)的發(fā)展是需要大力普及光伏和建筑一體化，重點(diǎn)在于利用光伏發(fā)電解決照明和家用電器用電，以及包括做飯和炒菜在內(nèi)的高等級(jí)能源需求，也為熱泵普及提供高級(jí)無(wú)碳電力支撐。

2.2 生物質(zhì)能利用

垃圾液化氣和秸稈生物質(zhì)能主要是為住宅提供生火做飯和炊事用能，包括沼氣在內(nèi)，是生物質(zhì)能的較好利用形式，也為熱泵和太陽(yáng)能聯(lián)合供暖、供熱水或發(fā)電實(shí)現(xiàn)了低碳或零碳建筑的互補(bǔ)手段。只有聯(lián)合利用這些低碳可再生能源，才能夠完全實(shí)現(xiàn)綠色建筑的零排放和零能耗，甚至正能量輸出，反饋到電網(wǎng)，為電網(wǎng)輸送綠色能源。

2.3 地?zé)崮芾?/h3>

熱泵技術(shù)主要用于采暖、制冷和洗澡的熱水。如果被動(dòng)房普及，地?zé)嶂饕怯糜跓崴?，用?lái)洗澡和洗衣服等，包括溫室大棚的保溫，適合什么就做什么，因地制宜。這里說(shuō)的是100℃以下的中低溫?zé)岜茫绻l(fā)展400℃以上的高溫?zé)岜?，那么在工業(yè)上的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。

3 被動(dòng)式建筑蓄熱技術(shù)

通過(guò)透明蓄水層提升整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性和蓄熱性，在和外界自然環(huán)境中能量變化的對(duì)抗中，TWSE先做到內(nèi)氣充盈，可以吸收和蓄存比常規(guī)圍護(hù)結(jié)構(gòu)更多的能量[1]。一般以靜態(tài)蓄水就可以對(duì)抗室外溫度波動(dòng)。夏季過(guò)熱時(shí)，通過(guò)建筑供水系統(tǒng)向蓄水模塊供水，回水直接用于盥洗室和衛(wèi)生間，多余熱能通過(guò)排水系統(tǒng)被耗散掉。用單位體積的水傳輸?shù)哪芰勘葐挝惑w積空氣傳輸?shù)哪芰看蟮亩?，很容易用小功率泵?shí)現(xiàn)四兩撥千斤，即以小能量調(diào)動(dòng)大能量。供水系統(tǒng)來(lái)自埋地的供水管道，很容易實(shí)現(xiàn)與大地溫度一致，而TWSE系統(tǒng)正是借大地和太陽(yáng)輻射的能量對(duì)抗冬季和夏季外界空氣環(huán)境中極端能量變化，正所謂借力打力。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可得出如下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）傳統(tǒng)的建筑業(yè)高能耗、高資源消耗，環(huán)境負(fù)荷太大，不可持續(xù)發(fā)展；（2）利用可再生的綠色建材和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展被動(dòng)生態(tài)建筑，可以實(shí)現(xiàn)超低能耗、超低排放、甚至是負(fù)排放的綠色建筑；（3）建材行業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)在以被動(dòng)房為代表的新一輪綠色建筑產(chǎn)業(yè)革命到來(lái)之際，大有作為，市場(chǎng)前景廣闊；要和建筑業(yè)攜手共進(jìn)，造福百姓、造福社會(huì)，實(shí)現(xiàn)合作共贏。