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談我國(guó)建筑節(jié)能的現(xiàn)狀及發(fā)展

2014-04-08 04:21:58樊日紅
山西建筑 2014年14期
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能能耗建筑

樊日紅

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測(cè)站,山西太原 030001)

1 概述

隨著節(jié)能減排工作的推進(jìn),建筑節(jié)能在建筑行業(yè)中占著越來(lái)越重要的位置,也是建筑技術(shù)的重要標(biāo)志。建筑節(jié)能的主要目的是在建筑施工和使用中降低能源需求量,提高能源利用率。建筑節(jié)能是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展、綠色環(huán)境、提高人民生活質(zhì)量的有力措施。

2 我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀

建筑是一個(gè)高能耗的行業(yè),我國(guó)建筑能耗占全社會(huì)總能耗的比例約為1/3。目前我國(guó)現(xiàn)有建筑面積可達(dá)400億m2,其中95%的既有建筑和85%的新建建筑都是高能耗建筑,年建筑能耗3.50億t標(biāo)準(zhǔn)煤。隨著科技的進(jìn)步,我國(guó)每年都有大量的新建建筑物出現(xiàn)。每年新建面積高達(dá)20億m2,消耗全世界近40%的水泥和鋼材。預(yù)計(jì)到2020年將增加300億m2的建筑面積,建筑能耗將達(dá)到10.89億t標(biāo)準(zhǔn)煤。所以建筑節(jié)能,節(jié)約資源是建筑工作中的重點(diǎn)任務(wù)[1]。同時(shí),可以看出我國(guó)建筑節(jié)能有著巨大的提升空間。

我國(guó)采暖設(shè)備主要燃料為煤炭,與氣候條件相近的發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)建筑每平方米采暖能耗約是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍。例如,在北京郊區(qū)農(nóng)村每年冬季取暖用煤430萬(wàn)t。而煤炭在燃燒時(shí)會(huì)向空氣中排放大量的煙塵、廢氣等污染物,這些污染物能夠在空氣中積淀,成為造成霧霾天氣的重要原因,對(duì)人體的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。因此,建筑節(jié)能工作的開(kāi)展是保護(hù)大氣環(huán)境的重要手段之一。

建筑節(jié)能在我國(guó)有著非常長(zhǎng)的道路要走。我國(guó)建筑特點(diǎn)是占地多,缺乏統(tǒng)一的建筑規(guī)劃;建造技術(shù)水平低,缺乏科學(xué)性,能源利用率低,保溫隔熱性能差,門窗氣密性差,整體能耗大,舒適度低。因此,需要科學(xué)制定農(nóng)村建筑規(guī)劃體系,因地制宜地在廣大農(nóng)村地區(qū)推廣建筑節(jié)能技術(shù),發(fā)展節(jié)能建筑[2]。

國(guó)家非常重視建筑節(jié)能工作,逐步建立了以節(jié)能50%為目標(biāo)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,并出臺(tái)了一系列的相關(guān)法律法規(guī)來(lái)對(duì)建筑相關(guān)部門進(jìn)行指導(dǎo)和約束。如《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》《既有居住建筑節(jié)能改造指南》等。如果對(duì)目前城市中不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的既有建筑實(shí)行節(jié)能改造,每年即可節(jié)約3 500萬(wàn)t左右的標(biāo)煤,且如果僅對(duì)既有建筑中近20億m2的大型公共建筑進(jìn)行全面的節(jié)能改造,即可帶動(dòng)形成近4 000億元的建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)鏈。

3 建筑節(jié)能措施

3.1 整體規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)

以節(jié)能減排作為建筑設(shè)計(jì)的主要原則,從整體綜合的角度,充分利用自然資源,降低能耗。建筑設(shè)計(jì)要嚴(yán)格依照《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范進(jìn)行。設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,如:溫度、濕度、日照時(shí)間、降水量、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境、附近建筑物情況等,項(xiàng)目選址要合理,符合城鄉(xiāng)規(guī)劃要求。建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向,主要房間宜避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向。建筑物的樓間距要合理,滿足采光、通風(fēng)的需求。建筑物之間要有合理的綠化,既可以凈化空氣,遮擋風(fēng)沙,還可以降低噪聲,遮陽(yáng)為人們提供舒適的生活環(huán)境,形成良好的微氣候。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)指的是建筑及房間各面的圍擋物,如門、窗、墻、屋頂?shù)取o(hù)結(jié)構(gòu)要求具有良好的保溫性、隔熱性、隔音性、耐候性、耐火性等,達(dá)到有效抵御不利環(huán)境的影響。

3.2.1 墻體保溫系統(tǒng)

在建筑建材之中,墻體材料比例達(dá)到70%,所以選擇合適的墻體材料對(duì)建筑物的節(jié)能有著非常重要的意義。墻體材料主要包括空心磚、粘土磚、復(fù)合板材、加氣混凝土等等。加氣混凝土由于具有良好的性能,將成為以后建筑中主要的墻體材料[3]。加氣混凝土質(zhì)地比較輕,孔隙達(dá)70%~85%,可以減輕建筑物自重,大幅度降低建筑物的綜合造價(jià);具有良好的耐火性能;良好的保溫隔熱性能,導(dǎo)熱系數(shù)為0.11 W/(m·K)~0.16 W/(m·K);良好的抗震性,比粘土磚提高2個(gè)抗震級(jí)別;環(huán)保無(wú)污染;耐候性強(qiáng)。新型環(huán)保再生墻體材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、爐渣等等廢料為主要原料。這些材料充分利用自然中的光能、熱能達(dá)到節(jié)約能源、減少污染和垃圾排放。再生材料在市場(chǎng)中將占有越來(lái)越重要的比例。例如:廣州市建委要求市政工程、園林工程等等項(xiàng)目使用再生建材占同類建材產(chǎn)品的比例不低于30%,財(cái)政和國(guó)有資金的房屋建筑工程、保障性住房、綠色建筑等項(xiàng)目,比例不低于15%。

保溫隔熱材料正朝著高效、節(jié)能、薄層、隔熱、防水外護(hù)一體化方向發(fā)展。保溫隔熱材料主要包括發(fā)泡聚苯乙烯保溫板、擠塑型聚苯乙烯保溫板、水泥聚苯空心砌塊、苯乙烯泡沫塑料、泡沫混凝土、玻璃棉、巖石棉等。泡沫混凝土保溫板是一種具有輕質(zhì)保溫、耐久性好、燃燒性能達(dá)到A級(jí)、低碳環(huán)保、節(jié)能利廢等特點(diǎn),將替代苯板等有機(jī)材料用作外墻保溫材料。

3.2.2 門窗節(jié)能設(shè)計(jì)

門窗在整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)中絕熱性能最差,耗能最高。在門窗的設(shè)計(jì)過(guò)程中,要合理確定門窗的形式、板材、穿墻比例、面積等,以降低噪聲污染、光污染,能量損耗?!睹裼媒ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定:窗戶(包括陽(yáng)臺(tái)門上部透明部分)面積不宜過(guò)大。窗墻面積比按照房屋朝向的不同有著不同的規(guī)定。

門窗玻璃有Low-E光化、真空、熱反射以及中空等玻璃。采用中空玻璃降低門窗的傳熱系數(shù),增強(qiáng)門窗的密封性。暖邊中空玻璃的暖邊種類很多,如:硅酮泡沫間隔條、斷U形金屬間隔條、塑料條、復(fù)合膠條、優(yōu)質(zhì)鋼條和不銹鋼間隔條等。其中不銹鋼由于具有適應(yīng)性強(qiáng),成型性好,節(jié)能效果好,投資小而被廣泛使用。充氣中空玻璃內(nèi)部填充惰性氣體,惰性氣體導(dǎo)熱系數(shù)都比空氣小,是較好的隔熱體。但充氣中空玻璃在使用過(guò)程中必須考慮氣體保持時(shí)間。鍍膜高性能中空玻璃,在外側(cè)玻璃中間空氣層側(cè)涂上一層熱性能好的特殊金屬膜,可以截止由太陽(yáng)射到室內(nèi)的相當(dāng)?shù)哪芰?,起到更大的隔熱效果。從?jié)能、安全、美觀等綜合考慮,鍍膜中空玻璃將成為建筑玻璃的發(fā)展趨勢(shì)。

3.2.3 屋頂和地面節(jié)能設(shè)計(jì)

屋頂節(jié)能主要是通過(guò)降低屋頂所受的太陽(yáng)輻射熱,阻止熱傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常用的措施有架空屋面、反射屋面、種植屋面、蓄水屋面等等。其中,種植屋面由于技術(shù)簡(jiǎn)單、保溫隔熱效果好、綠色環(huán)保等等優(yōu)點(diǎn)將成為現(xiàn)在建筑流行的趨勢(shì),但是在此過(guò)程中要注意由于覆土給屋頂承重帶來(lái)的問(wèn)題,以及對(duì)建筑結(jié)構(gòu)要求更高。隨著科技的進(jìn)步,新型的太陽(yáng)能集熱屋頂、可控制的通風(fēng)屋頂以及冷屋頂節(jié)能技術(shù)等等也在不斷的發(fā)展,以更好的實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

地面能耗在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中能耗較小,但不可忽視。地面節(jié)能工程主要包括采暖建筑接觸土壤的墻體和地面,不采暖地下室、車庫(kù)上面的樓板,接觸室外空氣的地面。地面節(jié)能的保溫材料主要有:聚苯乙烯板(XPS)(EPS)、加氣混凝土、泡沫混凝土板、膨脹蛭石(粒徑3 mm~15 mm)、膨脹珍珠巖、礦棉、巖棉、玻璃棉、爐渣(粒徑3 mm~15 mm)等。保溫材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)檢測(cè)其密度、抗壓強(qiáng)度及導(dǎo)熱系數(shù),保溫材料的厚度應(yīng)符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求,施工過(guò)程應(yīng)保證保溫材料的粘貼強(qiáng)度和干燥。

3.2.4 建筑設(shè)備設(shè)施節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑設(shè)備設(shè)施的節(jié)能主要包括電氣、暖通、空調(diào)、消防給排水等[4]。

綠色照明是節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的需要。盡量減少白熾燈、高壓汞燈的使用量。建議使用直管型細(xì)管徑熒光燈和緊湊型熒光燈和高光效、壽命長(zhǎng)的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。燈具除了應(yīng)該具有良好的機(jī)械以及電氣性能外,更要有良好的光學(xué)性能,例如:光強(qiáng)分布(配光)、遮光角、燈具效率,該性能對(duì)于節(jié)約能源有著重要的影響。充分利用天然光,如鏡面反射光,合理的照明控制系統(tǒng)。

中央空調(diào)系統(tǒng)耗電占辦公建筑電耗達(dá)60%。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,歐洲節(jié)能型中央空調(diào)超過(guò)15%,美國(guó)在20%以上,澳大利亞在60%以上,而我國(guó)僅有1%的建筑使用了節(jié)能型的中央空調(diào)。中央空調(diào)在節(jié)能方面還有很大的提升空間。使空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能效果最基本的是選擇變頻空調(diào)系統(tǒng),同時(shí)還應(yīng)輔以適當(dāng)增加供回水溫差、提高系統(tǒng)效率、變流量水系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)等等方法。

建筑節(jié)水的主要目的是減少水資源的用量,提高水資源的利用率。選擇節(jié)水型的配水裝置和衛(wèi)生設(shè)備,一般可節(jié)約水15%~20%。保證合理的管網(wǎng)設(shè)計(jì)和合格的供水管材,減少跑冒滴漏現(xiàn)象。積極采取廢水循環(huán)利用措施,并設(shè)計(jì)中水以及雨水回用系統(tǒng)。

3.2.5 可再生能源在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

可再生能源在建筑節(jié)能工作中有著重要的位置??晒┙ㄖ褂玫目稍偕茉从猩镔|(zhì)能、太陽(yáng)能、地?zé)?、熱泵、風(fēng)能等[5]。太陽(yáng)能既可提供供熱所需能量,結(jié)合光伏電池技術(shù),還可以供電。例如印度孟買的蛋形辦公樓,專門為里約熱內(nèi)盧2016年奧運(yùn)會(huì)設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能塔。地?zé)岵膳谛陆ㄗ≌袘?yīng)用普遍,是一種技術(shù)成熟、熱效率高,節(jié)能的采暖方式。目前我國(guó)建筑用可再生能源以太陽(yáng)能和地?zé)崮転橹?。未?lái)5年內(nèi)太陽(yáng)能、淺層地能和生物質(zhì)能是建筑用可再生能源的重點(diǎn)方向。到2020年,實(shí)現(xiàn)可再生能源在建筑領(lǐng)域消費(fèi)比例占建筑能耗達(dá)15%。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)建筑節(jié)能措施和效果與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還存在著一定的差距。建筑節(jié)能在我國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走。首先要進(jìn)一步建立健全建筑節(jié)能相關(guān)法律法規(guī),加強(qiáng)建筑節(jié)能監(jiān)督管理力度,爭(zhēng)取每一個(gè)建筑都能滿足國(guó)家相關(guān)節(jié)能要求。其次,堅(jiān)持節(jié)能設(shè)計(jì)理念,不斷發(fā)展新技術(shù),更多新型環(huán)保的建筑材料和可再生能源能夠應(yīng)用到建筑物中,為建筑節(jié)能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相信隨著技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的低能耗、零能耗建筑將會(huì)出現(xiàn),人類將會(huì)有一個(gè)更加健康、舒適的綠色環(huán)境。

[1]陳 曦.可再生能源對(duì)建筑節(jié)能貢獻(xiàn)的探討[A].第九屆國(guó)際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)論文集[C].2010.

[2]王 冉.淺析綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013(17):46.

[3]田雁晨,孫冬梅,劉 剛,等.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性檢測(cè)方法研究[J].綠色建筑,2010,2(6):36-39.

[4]張曉紅.太原市新建建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析及對(duì)策[J].山西建筑,2013,39(1):173-174.

[5]季永明,北方地區(qū)居住建筑通風(fēng)熱回收技術(shù)應(yīng)用分析[D].大連:大連理工大學(xué),2013.

[6]清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.2011中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.

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