論建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

孫宏波

摘 要：節(jié)能減排是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要舉措。文章分析了建筑耗能存在的問題，給出了關(guān)于解決建筑節(jié)能問題的技術(shù)方案和相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能 建筑能耗 新能源 節(jié)能新技術(shù)

1、引言

我國建筑節(jié)能起步較晚，建筑能耗要比發(fā)達(dá)國家高很多。為此，不斷地開發(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。

2、建筑能耗

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。建筑能耗在我國增長空間很大，是我國今后能源消耗的一個(gè)主要增長點(diǎn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，人們對建筑室內(nèi)環(huán)境舒適程度要求的不斷提高，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。其解決途徑只有兩種：一方面通過開發(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。

3、實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑及動態(tài)

3.1減少建筑內(nèi)的能源總需求量

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在發(fā)達(dá)國家，空調(diào)采暖能耗占建筑能耗的65%。目前，我國的采暖空調(diào)和照明用能量近期增長速度己明顯高于能量生產(chǎn)的增長速度，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)。

3.1.1建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)

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)；合理設(shè)計(jì)建筑形體，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)境來改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關(guān)鍵部分，主要通過建筑各部件的結(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)外空氣流動是否通暢。

3.1.2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、遮陽設(shè)施）的設(shè)計(jì)對建筑能耗、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)動態(tài)變化的玻璃。然后，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、建筑的地理位置和朝向，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)。

3.1.3提高終端用戶用能效率

高能效的采暖、空調(diào)系統(tǒng)與上述削減室內(nèi)冷熱負(fù)荷的措施并行，才能真正地減少采暖、空調(diào)能耗。首先，根據(jù)建筑的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)高能效的暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)，例如：熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等。然后，在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調(diào)控室內(nèi)的舒適度、室內(nèi)空氣品質(zhì)和能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強(qiáng)度，然后基于建筑動態(tài)模型預(yù)測采暖和空調(diào)負(fù)荷，控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設(shè)備方面，應(yīng)盡量使用節(jié)能認(rèn)證的產(chǎn)品。

3.2利用新能源

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。新能源通常指非常規(guī)的可再生能源，包括有太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、生物質(zhì)能等。人們對各種太陽能利用方式進(jìn)行了廣泛的探索，逐步明確了發(fā)展方向，使太陽能初步得到一些利用，但從總體而言，目前太陽能利用的規(guī)模還不大，技術(shù)尚不完善，商品化程度也較低，仍需要繼續(xù)深入廣泛地研究。在利用地?zé)崮軙r(shí)，一方面可利用高溫地?zé)崮馨l(fā)電或直接用于采暖供熱和熱水供應(yīng)；另一方面可借助地源熱泵和地道風(fēng)系統(tǒng)利用低溫地?zé)崮?。風(fēng)能發(fā)電較適用于多風(fēng)海岸線山區(qū)和易引起強(qiáng)風(fēng)的高層建筑，在英國和香港已有成功的工程實(shí)例，但在建筑領(lǐng)域，較為常見的風(fēng)能利用形式是自然通風(fēng)方式。

4、建筑節(jié)能新技術(shù)

4.1減少能源消耗，提高能源的使用效率

為了維持居住空間的環(huán)境質(zhì)量，在寒冷的季節(jié)需要取暖以提高室內(nèi)的溫度，在炎熱的季節(jié)需要制冷以降低室內(nèi)的溫度，干燥時(shí)需要加濕，潮濕時(shí)需要抽濕，而這些往往都需要消耗能源才能實(shí)現(xiàn)。從節(jié)能的角度講，應(yīng)提高供暖（制冷）系統(tǒng)的效率，它包括設(shè)備本身的效率、管網(wǎng)傳送的效率、用戶端的計(jì)量以及室內(nèi)環(huán)境的控制裝置的效率等。這些都要求相應(yīng)的行業(yè)在設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行質(zhì)量、節(jié)能系統(tǒng)調(diào)節(jié)、設(shè)備材料以及經(jīng)營管理模式等方面采用高新技術(shù)。近年來低溫地板輻射技術(shù)己被證明節(jié)能效果比較好，它是采用交聯(lián)聚乙烯（PEX）管作為通水管，用特殊方式雙向循環(huán)盤于地面層內(nèi)，冬天向管內(nèi)供低溫?zé)崴ǖ責(zé)?、太陽能或各種低溫余熱提供）；夏天輸入冷水可降低地表溫度（目前國內(nèi)只用于供暖）；該技術(shù)與對流散熱為主的散熱器相比，具有室內(nèi)溫度分布均勻，舒適、節(jié)能、易計(jì)量、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

5、結(jié)語

節(jié)能設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，不只是某個(gè)單獨(dú)方面或某個(gè)單獨(dú)的專業(yè)的工作。但是在實(shí)際工作中要加快建筑節(jié)能政策的制訂和落實(shí)，推廣和應(yīng)用建筑節(jié)能技術(shù)，加大建筑節(jié)能的教育和宣傳力度，培養(yǎng)市民的節(jié)能意識，相信在不久的將來，建筑節(jié)能一定能結(jié)出豐碩之果，達(dá)到世界發(fā)達(dá)國家的節(jié)能水平。