建筑節(jié)能現(xiàn)狀與建筑節(jié)能新技術(shù)

1、建筑節(jié)能現(xiàn)狀及建筑節(jié)能新技術(shù)隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，能源的產(chǎn)出與消耗之間的矛盾日益突出，建筑能 耗伴隨著建筑總量的不斷攀升和人們對居住舒適度要求的提高，呈急劇上升趨勢，因此建筑節(jié)能成為人們共同關(guān)注的熱點問題。建筑節(jié)能的不斷發(fā)展，不僅可以促進建筑新技術(shù)的不斷進步，而且可以 緩解能源資源的緊張局面，減輕大氣污染的程度，有利于我國社會經(jīng)濟、生態(tài) 環(huán)境的發(fā)展。除此之外隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，舒適 的建筑熱環(huán)境日益成為人們生活的需要， 建筑節(jié)能及其新技術(shù)的研究應(yīng)用也 成為提高建筑熱環(huán)境的質(zhì)量、滿足建筑界可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 因此對建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀及其新技術(shù)的研究顯得尤為重要。1建

2、筑節(jié)能概述建筑節(jié)能是指在建筑材料生產(chǎn)、房屋建筑施工以及使用過程中合理地使 用和有效地利用能源，以便在滿足同等需要或達到相同目的的條件下，盡可 能地降低能耗，達到提高建筑舒適性和節(jié)省能源的目標。建筑節(jié)能主要包括 建筑采暖、空調(diào)、照明、熱水供應(yīng)等方面的節(jié)能。建筑節(jié)能涉及的內(nèi)容廣泛、工作面廣，是一項系統(tǒng)工程。從建筑技術(shù)看， 建筑節(jié)能包括了眾多技術(shù)，如圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱技術(shù)、太陽能與建筑一體化 技術(shù)、建筑遮陽技術(shù)、照明節(jié)能技術(shù)、新型供冷供熱技術(shù)等。從建設(shè)程序看， 建筑節(jié)能與規(guī)劃、設(shè)計、施工、監(jiān)理等過程都密切相關(guān)，不可分割。從建筑 材料看，建筑節(jié)能包含了節(jié)能型門窗、節(jié)能玻璃、墻體材料、保溫材料等。2建筑節(jié)

3、能現(xiàn)狀我國建筑能耗約占社會總能耗的1/3 ,1996年中國建筑年消耗3.03億t 標準煤，占能源消耗總量的24%,到2001年已達到3.76億t，占能源消耗總 量的27.6%,年增長比率為5%,隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑能耗占全社會 能耗的比重將越來越大。目前全國房屋數(shù)量有 400億m2左右，建筑節(jié)能面 積2.3億m2,在每年近20億m2的房屋竣工面積中，只有3%是節(jié)能建筑, 即97%是高能耗建筑，因此我國建筑節(jié)能任重而道遠。2.1建筑節(jié)能政策現(xiàn)狀我國建筑節(jié)能工作從20世紀70年代后期開始，起步較晚，經(jīng)過 30多 年的艱苦努力，建筑節(jié)能事業(yè)已取得多方面的發(fā)展。如加強了建筑節(jié)能的組 織管理，制定

4、了一批建筑節(jié)能及其相關(guān)的技術(shù)標準、規(guī)范。從法律層面上， 我國已頒布實施了節(jié)約能源法，并頒布了可再生能源法。這些法律是 建筑節(jié)能的重要依據(jù)，但法律條文難以對建筑節(jié)能及新能源建設(shè)做出詳盡的 規(guī)定，沒有以法的形式明確確定建筑節(jié)能中各方主體的法律地位，規(guī)范政府、市場、企業(yè)、個人在建筑節(jié)能中的行為，制定節(jié)能建筑建設(shè)稅收優(yōu)惠政策， 使建筑節(jié)能工作走上法制化的軌道。此外，由于建筑節(jié)能設(shè)計行業(yè)范圍廣， 存在職能交叉的問題，要建立行政審批責任制和問責制，按照“誰審批、誰 監(jiān)管、誰負責”的原則，對不按規(guī)定辦理開工和竣工驗收備案手續(xù)的，依法 追究相關(guān)人員責任。建立完整的建筑節(jié)能監(jiān)管體系，保證建筑節(jié)能落到實處。2.2

5、建筑節(jié)能的法規(guī)與標準現(xiàn)狀我國的建筑節(jié)能工作與發(fā)達國家相比起步較晚，直到1986年我國才頒布 了建筑節(jié)能的行業(yè)法規(guī) JGJ26-1986民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部 分），節(jié)能率要求30%。1995年頒布了第二個節(jié)能標準 JGJ26-1995民用建筑 節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分），節(jié)能率要求50%。1993年頒布了旅游旅 館建筑節(jié)能設(shè)計的GB50189-93旅游旅館建筑熱土與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計標準。 1998年1月1日起實施的中華人民共和國節(jié)約能源法是指導(dǎo)全國節(jié)能的 大法,也是中國建筑節(jié)能工作的立法依據(jù)，對建筑節(jié)能工作具有重大的指導(dǎo)意 義。2007年GB50411-2007建筑節(jié)能工程

6、施工質(zhì)量驗收規(guī)范頒布實施， 對貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，做好建筑“四節(jié)”工作，加強建筑節(jié)能工程的施工 質(zhì)量管理，提高建筑工程節(jié)能技術(shù)水平有著不可忽視的作用。2.3建筑節(jié)能設(shè)計現(xiàn)狀我國的設(shè)計標準與發(fā)達國家相比差距仍然較大，目前我國絕大多數(shù)采暖地區(qū)圍護結(jié)構(gòu)的熱功能都比氣候相近的發(fā)達國家相差許多，外墻的傳熱系數(shù)是他們的45倍，屋頂是2.55.5倍，外窗是1.52.2倍，門窗透氣性是 36倍。現(xiàn)在發(fā)達國家住宅的實際年采暖能耗大約相當于每平方米7.57kg標準煤，而我國目前采暖能耗每平方米卻達到13.5kg標準煤，是發(fā)達國家的1.78倍。經(jīng)分析，這些能源大多是通過保溫隔熱性能差的外墻、屋頂、窗戶 損失掉了，所

7、以我國必須對現(xiàn)有建筑進行大范圍節(jié)能設(shè)計改造。為推進建筑節(jié)能，國務(wù)院和有關(guān)部門已先后頒布民用建筑節(jié)能條例 、 民用建筑節(jié)能管理規(guī)定、民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（JGJ26-95、公共建 筑節(jié)能設(shè)計標準（GB50189-2005等等法律法規(guī)和標準，然而，由于缺乏有效的行政監(jiān)管體系，建筑節(jié)能 的實施情況不容樂觀。2.4建筑能耗現(xiàn)狀隨著生活水平的提高，我國建筑耗能更加突出，一是建筑房屋建筑面積 增加導(dǎo)致建筑耗能增加；二是已建的城鄉(xiāng)房屋建筑，由于強調(diào)降低一次性建 設(shè)投資，建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫性和門窗氣密性差等原因，冬季居室溫度普遍低 于16C、夏季超過30C,居住熱環(huán)境很差，迫切要求改善，這必定增加客 觀的能源消

8、費；三是近年來由于空調(diào)使用大量增加，城市空調(diào)高峰用電量迅 速增長，某些城市甚至達到40%。建筑耗能年平均遞增率將大大超過國家能 源生產(chǎn)年增長率。我國建筑面積計算的采暖能耗是發(fā)達國家的 3倍。國內(nèi)絕大多數(shù)采暖地 區(qū)圍護結(jié)構(gòu)的熱功能要比氣候相近的發(fā)達國家差很多。 外墻的傳熱系數(shù)是其 3.54.5倍，外窗是其23倍，屋面和門窗的空氣滲透等是其 36倍。在 我國，達到節(jié)能標準50%的建筑，采暖耗能每平方米也要12.5kg，約為歐洲 發(fā)達國家的1.5倍。目前我國農(nóng)村地區(qū)，地處嚴寒、寒冷及夏熱冬冷地區(qū)的 房屋約有50億m2o這些地區(qū)的房屋絕大部分還是按傳統(tǒng)的材料和方法進行 建造：外墻采用實心粘土磚圍護結(jié)構(gòu)

9、，門窗用木質(zhì)或少量單層塑鋼門窗，屋 頂比較單薄，室內(nèi)大多采用火爐和火坑供暖。由于建筑保溫性能極差以及采 暖效果不佳，造成農(nóng)村房屋冬季采暖消耗大量能源，既導(dǎo)致了能源浪費又污 染了環(huán)境。綜上所述，我國建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀令人擔憂，要想有效發(fā)展建筑節(jié)能， 必須針對問題，采取有效可行的解決措施，其中擁有先進的建筑節(jié)能技術(shù)是 推行建筑節(jié)能的必要前提，因此建筑節(jié)能新技術(shù)的開發(fā)創(chuàng)新顯得尤為重要。3建筑節(jié)能的新技術(shù)3.1建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)3.1.1墻體節(jié)能技術(shù)墻體節(jié)能技術(shù)包括新型的保溫隔熱材料和保溫形式。a. 保溫隔熱材料建筑上保溫隔熱材料一般選用密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、價格合理的材料。 導(dǎo)熱系數(shù)小于0.5W/ （

10、m K）的絕熱保溫材料都屬于高效保溫材料。絕熱用 的模塑聚苯乙烯泡沫塑料、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料、建筑物隔熱用的硬質(zhì)聚 氨酯泡沫塑料、巖棉板、玻璃棉等，是目前外墻外保溫技術(shù)和屋面節(jié)能技術(shù)中 常用的高效保溫材料。b. 墻體保溫隔熱形式墻體保溫分為外保溫、內(nèi)保溫、自保溫、復(fù)合保溫等幾種，所米用技術(shù) 也各有不同。外墻內(nèi)保溫具有施工方便，對建筑外墻垂直度要求不高，施工 進度快等優(yōu)點。但缺點是：結(jié)構(gòu)冷（熱）橋的存在使局部溫差過大導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié) 露的現(xiàn)象，極易造成保溫隔熱墻面發(fā)霉、開裂。因此外墻內(nèi)保溫技術(shù)適于在 溫差小，太陽輻射強度低的建筑上使用。外墻外保溫使主體結(jié)構(gòu)所承受的溫 差作用大幅度下降，溫度變形減小，

11、對于結(jié)構(gòu)墻體起到保護作用并可有效阻 斷冷（熱）橋，大大延長了結(jié)構(gòu)的壽命。因此外保溫隔熱技術(shù)對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 保護更有優(yōu)勢。但是外墻保溫隔熱體系要直接承受來自自然界的各種因素的 考驗，因此對外墻外保溫體系的耐熱性、耐水性、耐輻射、耐腐蝕性等，提 出了更高的要求。墻體自保溫系統(tǒng)按基層墻體材料不同可分為蒸壓加氣混凝 土砌塊墻體自保溫系統(tǒng)、節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心砌塊墻體自保溫系統(tǒng)、陶?；?凝土小型空心砌塊墻體自保溫系統(tǒng)等。 墻體自保溫技術(shù)體系是指按照一定的 建筑構(gòu)造，采用節(jié)能型墻體材料及配套砂漿使墻體的熱工性能等物理性能的 建筑墻體保溫隔熱技術(shù)體系，具有工序簡單、施工方便、安全性能好、便于 維修改造和可與建

12、筑物同壽命等特點，是建筑節(jié)能工程發(fā)展的趨勢之一。3.1.2屋面節(jié)能技術(shù)屋面作為外圍護結(jié)構(gòu)的一部分，可將屋面系統(tǒng)分為兩大類：傳統(tǒng)正置屋面，即在保溫層上鋪防水層；倒置式屋面，即把防水層設(shè)置在結(jié)構(gòu)層之 上、絕熱保溫層之下，還可兼作隔氣層。倒置式屋面可以保護防水層，解決 了屋面的滲漏問題，是屋面設(shè)計中優(yōu)先采取的方法。屋面節(jié)能問題不僅與外 界氣候環(huán)境有關(guān)，還與建筑物的主體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造有關(guān)。頂層房間耗熱量較大， 熱環(huán)境條件差，從節(jié)能和改善熱環(huán)境來看，都有必要加強屋頂?shù)臒峁ば阅堋?目前采用以下幾種屋面技術(shù)：高效保溫材料；保溫隔熱通風屋頂；屋 面鋪PIB型預(yù)制板；巖棉復(fù)合屋頂隔熱保溫板。3.1.3門窗節(jié)能技術(shù)外

13、窗是節(jié)能建筑中最重要的組成部分之一，據(jù)統(tǒng)計 50%以上的建筑能耗 是由外窗的不合理導(dǎo)致的。窗戶作為建筑物外圍護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，不 但要滿足我們采光、通風、觀景等日常需求外，還應(yīng)該具備良好的保溫、隔 熱、抗風以及氣密性能。常見的外窗保溫隔熱技術(shù)主要有以下幾種：a. 氣凝膠技術(shù)氣凝膠具有低密度、高孔隙度特性，能有效抑制熱傳導(dǎo)，以此作為隔熱 涂料填充層，僅需少量添加即能有效降低涂料導(dǎo)熱性能。近年來發(fā)展迅速與 中空玻璃球、陶瓷隔熱材搭配使用，更能增進隔熱效果。此外，氣凝膠折射 率趨進1,對紅外、可見光湮滅系數(shù)之比超過100。在保證建筑采光的前提下，可有效阻止環(huán)境紅外熱輻射，是一種理想透明隔熱材料，

14、在建筑節(jié)能方 面具有廣闊的應(yīng)用前景。b. 低輻射low-e鍍膜應(yīng)用在玻璃表面鍍上一些金屬或者其氧化物的薄層可改變太陽光透過率，增加玻璃表面間的輻射換熱熱阻，從而提高保溫性能。例如以銀為基底的SnO2/Ag/SnO2型鍍層（厚度為 40nm/7nm/40nm ）,可見光透過率為 0.86, 太陽輻射透過率為0.73,長波發(fā)射率僅為0.08，特別適于寒冷地區(qū)冬季使用 要求。而對于西向或東向窗戶，可在近紅外輻射低透過率的基礎(chǔ)上，把可見 光透過率降低到50%60%，從而達到降低太陽輻射透過率，減少太陽輻射 的目的。c. 真空玻璃應(yīng)用將兩片平板玻璃四周密封起來，間隙抽成準真空并密封排氣口。由于夾 層空氣

15、極其稀?。鈮簝H有幾帕），熱傳導(dǎo)和聲音傳導(dǎo)能力大大削弱。與普 通常用玻璃相比，具有更好的隔熱、保溫、防結(jié)露、隔聲性能，傳熱系數(shù)可 降至 1.4W/m2 K。d. 窗框隔熱性能根據(jù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)選擇適合的窗框材質(zhì)。對于low-e鍍膜中空玻璃來說如采用無斷熱措施金屬窗框（K5W/m2 K），在玻璃與窗框之間就會形 成明顯冷橋，大部分熱量將通過窗框散失到室外，大大降低整窗綜合傳熱系 數(shù)。因此，尋求以低導(dǎo)熱系數(shù)的材料代替金屬型材是一種有效的措施之一。e. 遮陽設(shè)施的應(yīng)用周邊的遮陽設(shè)施也是一種非常有效地節(jié)能措施，設(shè)計合理的遮陽系數(shù)， 可以大大降低夏季向陽一方的太陽輻射，有效降低空調(diào)能耗。外遮陽設(shè)備可 以

16、采用夏季打開，冬季折疊的活動方式，同時也可在室內(nèi)設(shè)置這樣設(shè)施，比 如百葉窗等。3.2暖通空調(diào)節(jié)能新技術(shù)321新風處理及空調(diào)系統(tǒng)的余熱回收技術(shù)新風負荷一般占建筑物總負 荷的30%40%。變新風量所需的供冷量比固定的最小新風量所需的供冷量 少20%左右。新風量如果能夠從最小新風量到全新風變化，在春秋季可節(jié)約 近60%的能耗。通過全熱式換熱器將空調(diào)房間排風與新風進行熱、濕交換， 利用空調(diào)房間排風的降溫除濕，可實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的余熱回收。3.2.2各種輻射型采暖空調(diào)末端裝置節(jié)能技術(shù)地板輻射、天花板輻射、垂直板輻射是輻射型采暖的主要方式。可避免 吹風感，同時可使用高溫冷源和低溫熱源，大大提高熱泵的效率。在有

17、低溫 廢熱、地下水等低品味可再生冷熱源的情況下，這種末端方式可直接使用這 些冷熱源，省去常規(guī)冷熱源。3.2.3建筑熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在熱電聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上增加制冷設(shè)備，形成熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。制冷設(shè)備主要 是吸收式制冷機，其制冷所用熱量由熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)供熱量提供。與直接使用 天然氣鍋爐供熱、天然氣制然機制冷、發(fā)電廠供電相比，上述方式一次能源 消耗可降低10%30%同時還減少了輸電過程的線路損耗。3.2.4采暖系統(tǒng)的節(jié)能城市供暖實行城市集中供暖和區(qū)域供暖，可以提高熱效率。在管網(wǎng)系統(tǒng) 中，安設(shè)平衡閥，可以使管網(wǎng)系統(tǒng)達到水力平衡，可以相對的降低所供暖區(qū) 域的平均室內(nèi)溫度，從而節(jié)約能源。3.3建筑新能源節(jié)能技術(shù)3.3

18、.1太陽能太陽能技術(shù)主要是將太陽的光能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，比如熱能、電 能。目前許多地區(qū)都在開發(fā)利用太陽能進行住宅建筑節(jié)能，在居住建筑中， 利用太陽能的主要作用有：太陽能采暖；太陽能供熱水；太陽能發(fā)電。 太陽能一體化建筑它是當前太陽能利用的發(fā)展趨勢。利用太陽能為建筑物提供生活熱水、冬季采暖和夏季空調(diào)，同時可以結(jié)合光伏電池技術(shù)為建筑物供 電。推廣建筑節(jié)能需要國家政策的引導(dǎo)和法規(guī)的支持。3.3.2地源熱泵地源熱泵技術(shù)是一種利用地下淺層地熱資源的既可供熱又可制冷的高 效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)低溫 位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱能和夏季空調(diào)的冷 源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖； 夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到底下去。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國還屬于起步階段，應(yīng)用前景廣闊。333太陽能熱泵太陽能熱泵一般是指利用太陽能作為蒸發(fā)器熱源的熱泵系統(tǒng)，區(qū)別于以太陽能光電或熱