浅析建筑节能的相关问题

建筑能耗,即建筑物使用过程中用于供暖、通风、空调、照明、家用电器、烹饪、给排水和热水供应等的能耗。本世纪以来,人类在能源消耗上的增长速度,大大超过了人口的增长,能源问题已倍受各国重视,已成为当代社会的四大问题之一。我国经济正处在高速发展期,能源需求也正快速增长,城乡建设与能源供需矛盾日益突出。特别是建筑领域中的建筑业和住宅产业是能源消耗大户,我国建筑节能与发达国家相比,差距很大,如何大幅度降低能源消耗、节约资源,已严峻地摆在我们面前。

1建筑节能面临的问题

随着建筑能源消耗的迅速增加,建筑节能的重要性已逐步被人们所认识。近年来,全球能源形势日趋严峻,据一些国际研究机构分析,世界一次性能源仅够人类使用30年,能源危机始终困扰着各国。在经济快速发展的中国,能源匮乏也同样引起了人们的高度关注。中国煤炭消耗量占世界消耗总量的40 %,石油消耗量成为仅次于美国的第二大国。人类从自然界所获得的50 %以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设施,这些建筑在建造与使用过程中又消耗了全球能源的50 %左右。我国建筑单位面积耗能是发达国家的2倍～3倍。严峻的事实告诉我们,要走可持续发展道路,要贯彻落实党中央、国务院提出的建设节约型社会,开展资源节约工作的精神,要深入贯彻落实《民用建筑节能条例》,进一步推进住房城乡建设领域节能工作。

住房和城乡建设部、国家发改委对新建建筑提出了节能要求,并对既有建筑实施节能改造。当前,新建建筑节能强制标准执行率不高,既有建筑的节能改造困难重重,难以全国启动,离国家设定的建筑节能总体目标差距较大,这是各地普遍存在的问题。从问题的普遍性分析,一是全社会没有充分认识到建筑节能工作的重要意义,缺乏节能建筑的基本知识和主动意识;二是缺乏可操作的强制各方利益主体必须积极参与的地方性法规;三是对节能建筑缺乏有效的激励政策进行引导和扶植;四是建筑节能、节地、节水、节材和环境保护的综合性标准体系还不够完善;五是缺乏有效的行政监管体系。

2建筑节能的主要措施

建筑的节能主要依靠减少围护结构的散热以及提高供热系统的热效率两个方面。建筑外形尽可能规整,避免不必要的凸凹变化;在夜间加强保温的条件下,要合理提高锅炉的负荷率,改善锅炉运行状况,采用管网水平衡技术以及加强供热管道保温等等。

2.1控制建筑的体形系数

争取南北朝向,适当开大南窗,以增加太阳热能的获得。南北朝向建筑物夏季可以减少太阳辐射散热,冬季可以增加太

阳辐射得热,是最有利的朝向。建筑体形系数指建筑物外表面积与其所包围的体积的比值。体形系数越大,建筑物的外围护结构的热损失越大。因此建筑外形尽可能规整,避免不必要的凸凹变化。

2.2提高墙体、屋顶的热工性能

外墙、屋顶和地面的保温,采用高效保温材料复合,使用多层门窗,用空心砖、加气混凝土等新型墙体材料代替实心粘土砖;提高建筑物的气密性,选用密封性能好的门窗并加密封条,用密封材料填实穿墙管线连接处裂隙。 2.3提高窗户的热工性能

在一般建筑中,门窗面积占建筑外围结构面积的30 %,门窗能耗占建筑外围结构热损失的40 %～50 %,在建筑能耗中占相当大的比例,因而研制新型保温门窗是当前门窗行业的主攻方向。中空玻璃作为一种最佳的窗用节能建材和一种成熟的高科技产品,已日益受到我国有关方面的重视。与普通玻璃相比,它具有卓越的保温、隔热、隔音、抗凝霜结露等性能,在窗户中玻璃面积占窗户面积的58 %～87 %,由于普通玻璃的热阻值很小,单层玻璃是窗户保温节能薄弱的环节。国内外实践证明,使用中空玻璃是实现门窗节能的重要途径。

3建筑节能的发展方向

3.1开发新材料,采用新工艺

在建材生产方面,研制开发多种节能新材料新工艺来降低建材生产能耗。例如,过去我国一直采用标准粘土砖作为主要的墙体材料,这种传统墙材的生产不但毁坏了大量耕地,使我国本已十分紧张的人均耕地面积愈加减少,严重地威胁着我国的农业生产,而且烧制粘土砖需要大量的能源,不利于节能。同时粘土砖自重大、热工性能不够好,施工劳动强度大,不利于建筑工业化。诸多自身无法克服的缺点,限制了它的继续使用,现在国家已明令限制使用标准粘土砖,取而代之的是用工业废料制成的砌块和板材。如现在广为应用的粉煤灰砌块,由于其质轻、节能,还能减轻工业废料的处理压力,已成为环保型的新生墙材。此外,改进常用建材的加工工艺或采用新工艺,也是节能的有效途径。

3.2低能耗建筑综合技术组成

建筑围护结构。墙体是建筑外围护结构的主体。传统的建筑外围护结构往往是承重功能与保温功能相结合,构成较为简单,单纯用砖石、混凝土或木材筑成。这种材料的保温隔热效能很差。例如,传统的普通粘土砖砌体的导热系数高达0.81 W/(m•k),而近期迅速发展的能够工业化大生产的泡沫聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等高效保温材料,则可低至0.035 W(m•k)～0.04 W(m•k)左右,也就是说,其保温效能可以高出普通粘土砖砌体的20倍。于是,人们了解到,用高效保温材料、隔汽材料和覆面加强材料组合而成的复合墙体,可以以薄很多的结构,取得高许多倍的保温隔热效果。按保温材料所处位置不同,又分有多种方式,其中外墙内保温和外墙外保温是目前最常用的两种方式。

近年来,参照国外经验,用挤塑聚苯乙烯板(XPS)做倒置式屋面保温层,即从结构层往上分别是防水层、保温层、砌体保护层。倒置式屋面保温层对屋面结构进行了革新,效果良好。已在不少工程中得到应用。XPS板具有连续的表层和闭孔式蜂窝状结构、组织均匀、连接紧密、抗压强度高、低热导性高、高抗水汽浸透性能和耐气候性能好,不易老化。用这种XPS板做屋面保温覆盖在防水层上,使保温层起到保护防水层的作用,即可使防水层免受日光的暴晒,又大大缓解了防水层受外界温度的影响,还可避免防水层受到磨损、冲击、穿刺等破坏,使其寿命大大延长。

能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。目前我国能源形势相当严峻,今后在较长时期内也难以缓解,为使我国国民经济持续、稳定、协调发展,提高环境质量,必须节约使用能源,逐步扭转能源浪费严重的状况。