房屋建筑的节能技术探究

摘 要：当代的建筑业飞速发展,为开创资源节约型、可持续发展的社会,建筑节能已成为我国重大的战略问题,建筑节能势在必行,本文就我国建筑耗能的特点、建筑节能的发展潜力以及建筑节能技术方面作简单论述.

关 键 词：建筑节能；技术研究；耗能

随着我国城市化进程的加快和人民生活质量的提高,建筑能耗占总能耗的比重越来越大,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,逐渐成为我国能源消耗的三大“耗能大户”.节能不仅是我国经济和社会发展的一项长远战略方针,也是当前一项极为紧迫的任务,成品油一涨再涨、供电限制、燃煤紧张等这些情况均显示出我国正面临一场真正的能源危机,作为耗能大户的房屋建筑受到极大的关注,建筑节能迫在眉睫.

1我国建筑耗能的特点

我国现有建筑面积为400多亿平方米,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近25亿平方米,其中95%以上仍是高能耗建筑,我国建筑单位面积能耗是气候相近发达国家的3倍～5倍,建筑节能水平还远低于发达国家.目前,我国建筑能耗特点可以概括为：南方和北方地区气候差异大,北方建筑需要供暖,采暖能耗高,占能耗的比例较大,应为建筑节能的重点；城乡住宅能耗使用差异大,且农村建筑能耗低,主要以非商品能源为主；住宅与一般公共建筑与发达国家相比能耗尚处在较低水平,但目前呈增长趋势；大型公共建筑能耗浪费严重,节能潜力大,而且在新建的建筑中此类建筑的比例呈增长趋势；长江流域大面积居住建筑新增采暖需求,必须找到有效地解决方案,否则将成为严重的能源负担[1].

2我国建筑节能发展潜力

在科学发展观的指引下,建设领域明确了必须走资源节约型、环境友好型的新型工业化道路.我国于2010年3月18日发布了新版的《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26-10）,2010年8月1起开始实施,同时废止了原《没用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）,新标准基于将居住建筑的采暖能耗降低65%左右作为节能设计的标准体系.据统计,2009年全年新增节能建筑面积近10亿平方米,形成了900万吨标准煤的节能能力以及减排1800万吨的二氧化碳气体,由此可见这是一个潜力巨大的节能领域[2].特别是大型的公共建筑方面有很大的节能潜力,大型公共建筑比普通住宅运行能耗高5-10倍,甚至10-20倍,公共建筑能耗过大的关键在于这些公用建筑采用了不适当的集中空调技术,经常出现“大马拉小车”的局面,导致能源的无谓消耗.目前全国公共建筑面积大约为45亿平方米左右,其中采用空调的大型商厦、办公楼、宾馆为5亿到6亿平方米.如果按节能50％的标准进行改造,总的节能潜力约为1.35亿吨标准煤.另外在住宅方面,我国检测如推广城镇住宅全装修,每年可以减少三百亿元的物耗和相应的能源消耗.据测算,与传统施工方式相比,绿色施工方式每平方米能耗可以减少约20%,水耗可以减少63%,木模板消耗量减少87%,产生的施工垃圾量减少91%[3].总之,如果我国从现在起对新建建筑全面执行建筑节能设计标准,并对既有建筑有步骤地推行节能改造,则到2020年,我国建筑能耗可减少3.5亿吨标准煤,空调高峰负荷可减少约8000万千瓦（约相当于4.5个三峡电站的满负荷出力,减少电力投资6000亿元）.如果要求2020年建筑能耗达到发达国家20世纪末的水平,则节能效果将更为巨大.

3房屋建筑节能技术的应用

近年来,随着我国住宅节能工作的不断深入及节能标准的不断提高,在学习和引进国外先进技术的基础上,我国研发并推广应用了众多采用不同材料、不同做法的建筑节能技术.

1．建筑设计布局

合理的建筑设计是降低建筑使用过程中的能耗的重要前提条件.如当一栋建筑的功能、规模、场地确定后,建筑的朝向和外形会在很大程度上影响建筑能耗.设计应从建筑选址、分区、建筑和道路布局走向,建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究.如在小区房屋建筑的节能设计中,良好的建筑设计朝向为接近南北朝向；建筑物之间最适宜的间距应该是经日照后分析,符合当地日照标准要求；在总建筑面积不变的情况下,低密度、高容积率对节能有利,要选择在采光、通风条件比较好的地段进行建设,良好的自然通风可以采用排列式布局,主立面和开口迎向夏季主导风向,避开冬季主导风向,这样可以使整个小区自然通风顺畅,无“风影区”[4]；绿化对居住区气候条件起着显著的作用,如果可以采用整合地面绿化、空中绿化和屋顶花园为一体的立体绿化系统,既可以提高绿地率和绿化率,也可起到遮阳、降温、导风的作用,对节能有利.

2．建筑围护结构

建筑围护结构热工性能的优劣,是直接影响建筑使用能耗大小的重要因素,改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷.在一栋建筑的护结构中,墙体所占的比例最大,通过墙体传入或传出的热量也最多,因此需要提高墙体的保温隔热性能.有数据分析,房屋墙体围护结构的传热系数每增大1Ｗ/(m2Ｋ),在其他工况不变条件下,空调系统设计计算负荷增加近30%.提高墙体围的保温隔热性能,一般可以通过选择其组成材料的热工性能实现,如我国正在推广使用的墙体贴保温隔热板,欧盟新研制的热二极管墙体、只允许单方向的传热,可以产生隔热效果；以及断桥铝合金中空玻璃、能随季节动态变化的玻璃等[5].另外,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.

3．室内环境控制技术

室内环境控制包括自然通风利用、自然光利用、空气处理系统等,其中暖通空调系统的技术应用最为重要.我国绝大部分建筑是内部空间分隔较小的住宅以及内部空间分隔成小空间的办公楼,这种内部空间分隔的建筑都可以采用分体式空调.分体式空调从自身能源转换效率上讲可能不如集中式空调,但是,分体式空调避免了大马拉小车,可以灵活的控制开启具体某个房间的空调和用能.我国的建筑节能有一个非常奇特的现象：北方地区由于建筑的保温做得不够以及没有大面积实行供热计量,建筑能耗比北欧要高3-5倍,但是,南方地区由于采用了大量的分体式空调,其能耗仅为发达国家和地区能耗的1/3不到,根本原因就是分体式空调帮了大忙.