浅谈我国建筑节能新技术的发展及应用

Abstract: The building energy conservation technology is an important research topic of building sustainable development, it is directly related to the strategic national resources, environmental protection and sustainable development, it is also the construction of an important, arduous and urgent task, it should be worth the whole community to pay attention.

Key words: building energy efficiency; new technology; measures

随着我国经济的不断增长，人们对建筑室内环境舒适程度要求的不断提高，我国建筑节能究竟如何办呢?建筑节能不能以牺牲人的舒适和健康为代价，否则节能便失去了意义。所谓的建筑节能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应。因此，建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。

一、建筑节能新技术

理想的节能建筑应在最少的能量消耗下满足以下三点，一是能够在不同季节、不同区域控制接收或阻止太阳辐射;二是能够在不同季节保持室内的舒适性;三是能够使室内实现必要的通风换气。目前，建筑节能的途径主要包括：尽量减少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率;减少建筑围护结构的能量损失;降低建筑设施运行的能耗。在这三个方面，高新技术起着决定性的作用。当然建筑节能也采用一些传统技术，但这些传统技术是在先进的试验论证和科学的理论分析的基础上才能用于现代化的建筑中。

(一)减少建筑围护结构的能量损失

建筑围护结构的节能技术集中体现在对通过建筑围护结构的能量控制上。在建筑实体墙部分，通过建筑的内、外保温技术，在冬季的采暖季节，降低通过围护结构向外的热损失，在夏季的空调季节，降低通过围护结构向低通季节，充分利用自然通风作用，调节室内环境。在建筑物透明结构部分，主要是控制窗户的太阳能热流，采光性能，通风性能等。如通过设计控制合适的窗墙面积比，选择合适的窗户结构，通过采用遮阳技术和镀膜技术等，来达到冬季采暖季节时，可以阻止室内热辐射通过透明结构的损失，增加太阳能对室内的渗透，在夏季空调季节时，可以阻止室外热量向室内渗透，减少室内冷气的损失。

(二)降低建筑设施运行的能耗

建筑内的能耗设备与系统主要包括建筑的空调系统、照明系统、热水供应系统、电梯设备等。其中空调系统和照明系统在大多数的民用建筑能耗中占主导地位，空调系统的能耗更接近建筑能耗的40%到60%，成为主要的控制对象。而降低能耗又成为建筑设施节能的关键，当前主要技术措施有:一是建筑能源的梯级应用。根据建筑不同用能设备和系统等级的划分，优先满足用能品位高的设备和系统，利用这些设备和系统的排出能量满足用能品位低的下游设备和系统。二是能源回收技术。通过能源回收设备，将排出建筑物的一些能量进行回收再利用，是降低建筑能耗的一个重要措施。三是通过控制调节系统来降低能耗。由于建筑内部设备与系统的设计往往是在满负荷的条件下进行的，而这些设备和系统往往运行在非满负荷条件下，这就要求这些设备和系统配备有优良的控制和调节系统，并要求物业管理人员有敬业精神和专业技能，可以根据不用负荷特点对有关设备和系统进行自动或人工调节，避免大马拉小车现象。控制调节技术对于既有建筑的节能有其特殊的意义。四是采用高能效的设备。

(三)减少能源消耗，提高能源的使用效率

为了维持居住空间的环境质量，在寒冷的季节需要取暖以提高室内的温度，在炎热的季节需要制冷以降低室内的温度，干燥时需要加湿，潮湿时需要抽湿，而这些往往都需要消耗能源才能实现。从节能的角度讲，应提高供暖(制冷)系统的效率，它包括设备本身的效率、管网传送的效率、用户端的计量以及室内环境的控制装置的效率等。这些都要求相应的行业在设计、安装、运行质量、节能系统调节、设备材料以及经营管理模式等方面采用高新技术。如目前在供暖系统节能方面就有三种新技术：

1、利用计算机、平衡阀及其专用智能仪表对管网流量进行合理分配，既改善了供暖质量，又节约了能源;

2、在用户散热器上安设热量分配表和温度调节阀，用户可根据需要消耗和控制热能，以达到舒适和节能的双重效果;

3、采用新型的保温材料包敷送暖管道，以减少管道的热损失。近年来低温地板辐射技术己被证明节能效果比较好，它是采用交联聚乙烯(PEX)管作为通水管，用特殊方式双向循环盘于地面层内，冬天向管内供低温热水(地热、太阳能或各种低温余热提供);夏天输入冷水可降低地表温度(目前国内只用于供暖);该技术与对流散热为主的散热器相比，具有室内温度分布均匀，舒适、节能、易计量、维护方便等优点。

二、实现建筑节能的技术

在建筑规划和设计时，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境(如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等)创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。

(一)围护结构

建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%，而节能却可达20%～40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。首先，提高围护结构各组成部件的热工性能，一般通过改变其组成材料的热工性能实行，如欧盟新研制的热二极管墙体(低费用的薄片热二极管只允许单方向的传热，可以产生隔热效果)和热工性能随季节动态变化的玻璃。然后，根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗软件DOE-2.0的计算结果为指导，选择围护结构组合优化设计方法。最后，评估围护结构各部件与组合的技术经济可行性，以确定技术可行、经济合理的围护结构。

(二)屋面节能

屋面作为外围护结构的一部分，它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层，也可采用倒置式或架空式的屋面来达到提高保温隔热性能的目的。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用导热系数较高、密度较大的保温材料，以免屋面厚度、重量过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防因保温层大量吸水而降低保温效果。目前，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的水泥珍珠岩或沥青珍珠岩做法，此外，其导热系数较低，密度较小，蒸汽渗透系数和吸水率也都很低，更显示出了它保温性能的优越性。

(三)墙体节能

墙体是建筑外围护结构的主体，我们可以采用蓄热能力强、保温性能好及强度较低的砌块墙体，如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。也可以采用复合墙体的形式，如内保温复合墙体、夹芯复合墙体、外保温复合墙体等。复合墙体主要是通过在墙体主体结构上，增加一层或几层的绝热保温材料来增强墙体的热工性能，使几种材料的性能得到了很好的发挥，既不会使墙体过重，又不会过厚，保温效果又好。由于复合墙体能够满足围护结构各种功能的需要，同时又由于内保温复合墙体所产生的热桥对保温的影响较大，国家已经对内保温复合墙体的使用进行了限制。其适用范围广，技术含量高，有着更加明显的优越性，使用同样尺寸、规格和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温包在主体结构的外侧，起到保护主体结构，延长建筑寿命，减少建筑热桥，增加房屋使用面积，避免装修对保温层的破坏，改善墙体潮湿情况，保持室温稳定，提高了居住的舒适度的作用。因此，要达到国家规定的建筑节能标准，除部分采用加厚的单一墙体外，使用外墙外保温技术将是大势所趋。

(四)门窗节能

外门窗是围护结构中节能的一个重要环节，是能耗散失的最薄弱、最重要的部位。在整个建筑物的热损失中，其能耗占总能耗的比例较大，而门窗缝隙空气渗透的热损失则占20%～30%，所以在保证采光、通风、日照、观景等要求的条件下，尽量提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，控制窗墙比，减少外门窗本身的传热量，提高外门窗本身的保温性能。