李 紅

(中冶南方工程技術(shù)有限公司，湖北武漢 430223)

1 概述

建筑節(jié)能具體指在建筑物的前期設(shè)計(jì)和后期使用過(guò)程中，采用相應(yīng)的技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，利用可再生能源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下減少能耗。

公共建筑作為收集和處理信息的主要場(chǎng)所之一，近年來(lái)得到了巨大的發(fā)展?，F(xiàn)代公共建筑的活動(dòng)內(nèi)容決定了公共建筑能耗結(jié)構(gòu)中以電力為主的特征，在采暖和制冷中，又以?xún)r(jià)格昂貴的燃油和天然氣等為主(中央空調(diào)系統(tǒng))，因而不難理解辦公樓能耗費(fèi)用成本之高。據(jù)統(tǒng)計(jì)大型公共建筑比普通住宅運(yùn)行能耗高5倍～10倍，甚至更高，主要原因是很多大型建筑追求外表的華麗以及大量使用集中空調(diào)，使相應(yīng)的碳排放水平很高。因此，公共建筑的節(jié)能意義重大。

財(cái)政部2011年出臺(tái)了有關(guān)公共建筑節(jié)能的相關(guān)文件《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)公共建筑節(jié)能工作的通知》“建立健全針對(duì)公共建筑特別是大型公共建筑的節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)，通過(guò)能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)及能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等手段，實(shí)現(xiàn)公共建筑能耗的可計(jì)量、可監(jiān)測(cè)…”，可見(jiàn)國(guó)家對(duì)公共建筑的節(jié)能也是非常的重視。

2 公共建筑節(jié)能現(xiàn)狀

2.1 意識(shí)薄弱

人們沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)建筑節(jié)能工作在社會(huì)中的重要性，同時(shí)對(duì)建筑節(jié)能的基本知識(shí)也缺乏深刻的了解，雖然一些企業(yè)大多有節(jié)能增效的意識(shí)，但由于認(rèn)識(shí)水平、人員素質(zhì)及技術(shù)水平等問(wèn)題，節(jié)能降耗工作的緊迫性不強(qiáng)、重視程度不夠等，很多時(shí)候節(jié)能措施形同虛設(shè)，跟不上節(jié)能降耗工作的形勢(shì)需要，加之一些地區(qū)的主管部門(mén)沒(méi)有真正樹(shù)立起科學(xué)的發(fā)展觀，只注重建筑數(shù)量和規(guī)模，放松或放棄了自身的監(jiān)督管理職能，考核體系也不健全，在運(yùn)作過(guò)程中缺乏在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下政府推動(dòng)節(jié)能管理工作的新機(jī)制。

2.2 法規(guī)措施不完善

建筑節(jié)能涉及行業(yè)的多個(gè)部門(mén)，也涉及到自然科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建筑材料、供水供電等。單靠一個(gè)部門(mén)都很難實(shí)施，應(yīng)有相應(yīng)的職能部門(mén)牽頭，加大協(xié)調(diào)力度，制定行之有效的強(qiáng)制各方利益主體必須積極參與節(jié)能的法律法規(guī)和行政監(jiān)管體系，并組成強(qiáng)有力的政府權(quán)威的綜合監(jiān)管機(jī)構(gòu)。

2.3 新技術(shù)推廣不力

近年來(lái)，我國(guó)建設(shè)規(guī)模和總量增長(zhǎng)比較快，但科技投入沒(méi)能同步跟進(jìn)，建筑的科技進(jìn)步是滯后的，目前有關(guān)建筑節(jié)能的相關(guān)研究主要集中在節(jié)能技術(shù)、設(shè)備、工藝，節(jié)能效益評(píng)價(jià)，節(jié)能法律法規(guī)以及有關(guān)經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)措施等方面，對(duì)于節(jié)能新技術(shù)推廣方面的研究相對(duì)較弱，建筑節(jié)能的新技術(shù)、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度不大，得不到及時(shí)的推廣和應(yīng)用。節(jié)能降耗是降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的重要技術(shù)手段，而設(shè)備落后、技改不力、對(duì)新技術(shù)與新裝置了解不足也是客觀存在的問(wèn)題。

2.4 建筑設(shè)計(jì)不符合節(jié)能要求

公共建筑能耗過(guò)大的關(guān)鍵在于這些公用建筑采用了不適當(dāng)?shù)募锌照{(diào)技術(shù)，經(jīng)常出現(xiàn)“大馬拉小車(chē)”的局面，導(dǎo)致能源的無(wú)謂消耗。此外，一些建筑在設(shè)計(jì)方面過(guò)分追求標(biāo)新立異，比如南方某辦公大樓，是由溫暖地區(qū)的國(guó)外建筑師設(shè)計(jì)，外墻面幾乎全部為玻璃幕墻，主樓像一個(gè)大玻璃柱子，冬天不保溫，人在室內(nèi)冷得發(fā)抖，夏天辦公人員在陽(yáng)光的照射下熱得汗流浹背，每年僅電費(fèi)就高達(dá)1 000萬(wàn)元，比一般建筑高2倍～4倍，像這類(lèi)建筑就要進(jìn)行強(qiáng)制性改造。

3 公共建筑措施

3.1 外墻節(jié)能

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件(屋頂、墻、門(mén)和窗)的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗有根本的影響。一般增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達(dá)20%～40%。通過(guò)改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。

作為建筑物與外界直接接觸的圍護(hù)墻體，其節(jié)能是重中之重。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)集中體現(xiàn)在對(duì)通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量控制上。例如，墻體可采用巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保溫絕熱材料以及復(fù)合墻體，以降低外墻傳熱系數(shù)。也可以通過(guò)設(shè)計(jì)控制合適的窗墻面積比，選擇合適的窗戶(hù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用遮陽(yáng)技術(shù)和鍍膜技術(shù)等，來(lái)達(dá)到冬季采暖季節(jié)時(shí)，可以阻止室內(nèi)熱輻射通過(guò)透明結(jié)構(gòu)的損失，增加太陽(yáng)能對(duì)室內(nèi)的滲透，在夏季空調(diào)季節(jié)時(shí)，可以阻止室外熱量向室內(nèi)滲透，減少室內(nèi)冷氣的損失。

例如，某南方高層辦公大樓，樓長(zhǎng)為46.7 m，寬為15.6 m，總高77.5 m，地上24層，地下1層剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層為人防，－1.5 m～±0.00 m設(shè)一層夾層，1層～24層為辦公、商業(yè)。該工程外墻保溫體系采用粘釘結(jié)合的方式固定擠塑板，不僅能承受高層建筑上部的高風(fēng)壓，還使建筑物低層可選用重量小于0.35 kN/m2的飾面材料如面磚等，充分滿(mǎn)足業(yè)主的需求(見(jiàn)圖1)。該外墻保溫體系施工工序流程:施工準(zhǔn)備→技術(shù)安全交底→準(zhǔn)備材料、設(shè)備→擠塑板施工→養(yǎng)護(hù)→驗(yàn)收竣工。采用保溫復(fù)合墻體后，原來(lái)既可作為承重又可作為保溫用的墻體可以減薄，但如果用內(nèi)保溫，則冷橋的問(wèn)題就趨于嚴(yán)重，而冷橋會(huì)導(dǎo)致潮濕、結(jié)露、淌水和發(fā)霉，外保溫則不存在這個(gè)問(wèn)題，在同樣的保溫水平(如用50 mm泡沫聚苯乙烯板)條件下，外保溫要比內(nèi)保溫的熱損失可減少約1/5，從而節(jié)約了熱能;由于保溫層的敷設(shè)具有連續(xù)性，可以避免傳統(tǒng)墻體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱橋現(xiàn)象，而且擠塑板的導(dǎo)熱系數(shù)較小，只有0.041 W/(m·K)，能夠有效地減少室內(nèi)的熱損失和冷損失。采取該保溫措施后，在冬季比較寒冷的地區(qū)，居住建筑的節(jié)能效果可以達(dá)到50%，該外墻保溫體系不占用室內(nèi)空間，保溫效果明顯，取得了良好的效果，受到業(yè)主的好評(píng)。

圖1 外墻保溫體系示意圖

3.2 門(mén)窗節(jié)能

門(mén)窗是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫的薄弱環(huán)節(jié)，從對(duì)建筑能耗組成的分析中，人們發(fā)現(xiàn)通過(guò)房屋外窗所損失的能量是十分嚴(yán)重的，是影響建筑熱環(huán)境和造成能耗過(guò)高的主要原因。作為外墻的附屬物之一的門(mén)窗，其節(jié)能也不能忽視，門(mén)窗節(jié)能的關(guān)鍵是在滿(mǎn)足其使用功能的前提下，具有較高的保溫性和隔熱性能。

傳統(tǒng)建筑中，通過(guò)窗的傳熱量占建筑總能耗20%以上;節(jié)能建筑中，墻體采用保溫材料熱阻增大以后，窗的熱損失占建筑總能耗的比例更大。導(dǎo)致門(mén)窗能量損失的原因是門(mén)窗與周?chē)h(huán)境進(jìn)行的熱交換，其過(guò)程包括:通過(guò)玻璃進(jìn)入建筑的太陽(yáng)輻射的熱量;通過(guò)玻璃的傳熱損失;通過(guò)窗格與窗框的熱損失;窗洞口熱橋造成的熱損失;縫隙冷風(fēng)滲透造成的熱損失。

門(mén)窗節(jié)能最重要的是解決好門(mén)窗型材斷熱問(wèn)題和選配熱阻值小的玻璃問(wèn)題，使門(mén)窗具有高強(qiáng)度、高氣密性、高水密性、高精度性、優(yōu)異的隔熱、隔音性能。只要從門(mén)窗的設(shè)計(jì)、加工、安裝等各個(gè)細(xì)微環(huán)節(jié)上下工夫，就完全可以設(shè)計(jì)、制造出適應(yīng)保溫節(jié)能要求的門(mén)窗。

比如從窗型上來(lái)考慮，推拉窗的節(jié)能效果差，而平開(kāi)窗和固定窗的節(jié)能效果優(yōu)越。推拉窗在窗框下滑軌來(lái)回滑動(dòng)，上部有較大的空間，下部有滑輪間的空隙，窗扇上下形成明顯的對(duì)流交換，熱冷空氣的對(duì)流形成較大的熱損失，此時(shí)，不論采用何種隔熱型材作窗框都達(dá)不到節(jié)能效果。

在門(mén)窗框型材上，新材料出現(xiàn)后如果沒(méi)有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)配合，則它發(fā)揮的作用也就有局限性。同樣的材料采用的結(jié)構(gòu)不同，在性能上相差是很大的，如框采用多腔隔熱條、密封采用多道密封和玻璃、附件配套，使K值大幅度降低。平開(kāi)窗的窗扇和窗框間一般有橡膠密封壓條，在窗扇關(guān)閉后，密封橡膠壓條壓得很緊，幾乎沒(méi)有空隙，很難形成對(duì)流，熱量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身的熱傳導(dǎo)、輻射散熱和窗扇與窗框接觸位置的空氣滲漏，以及窗框與墻體之間的空氣滲漏等。

3.3 重視規(guī)劃設(shè)計(jì)

規(guī)劃設(shè)計(jì)是重中之重。主要節(jié)能技術(shù)在建筑的應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)方面:地塊選擇、規(guī)劃布局、建筑群朝向、日照、形體系數(shù)、自然通風(fēng)、立面設(shè)計(jì)、屋面空氣層、窗墻比、遮陽(yáng)、生態(tài)鋪地、綠色水體、風(fēng)向處理及整體綠化。例如在建筑間距、建筑朝向、建筑密度、建筑布局、建筑體型上確保房屋具有良好的通風(fēng)和采光，通過(guò)加強(qiáng)周?chē)G化來(lái)解決房屋的熱環(huán)境問(wèn)題，等等。例如建筑基地應(yīng)選在向陽(yáng)的地段上，為爭(zhēng)取日照創(chuàng)造先決條件，而不宜選擇在山谷、洼地及凹地等處，因?yàn)槎纠錃饬饕自诎嫉乩镄纬蓪?duì)建筑物的“霜洞”效應(yīng)，位于凹地的建筑所消耗的能量，就會(huì)相應(yīng)地增加。

3.4 增加遮陽(yáng)設(shè)施

建筑節(jié)能是一項(xiàng)綜合工程，而外遮陽(yáng)是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的最有效方法之一。外遮陽(yáng)能通過(guò)阻擋陽(yáng)光直射輻射和漫輻射，控制熱量進(jìn)入室內(nèi)，降低室溫、改善室內(nèi)熱環(huán)境，使空調(diào)高峰負(fù)荷大大降低。建筑的遮陽(yáng)可以分為兩個(gè)部分，一部分是對(duì)建筑外墻、屋頂?shù)恼陉?yáng)，另一部分是對(duì)窗戶(hù)的遮陽(yáng)。窗戶(hù)是連接室內(nèi)外的一種橋梁，不光是視覺(jué)上的，采光、通風(fēng)換氣也主要通過(guò)窗戶(hù)來(lái)進(jìn)行，當(dāng)夏日來(lái)臨，尤其是大面積的玻璃窗戶(hù)，不得不面臨著窗戶(hù)遮陽(yáng)的問(wèn)題，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的普通大眾對(duì)于窗戶(hù)遮陽(yáng)的認(rèn)知度比較低，大都是安裝個(gè)布藝窗簾就完事，其實(shí)不然，窗戶(hù)隔熱遮陽(yáng)對(duì)于室內(nèi)節(jié)能降耗要起到非常大的作用，尤其是室外遮陽(yáng)，比如在窗戶(hù)外安裝歐式卷簾窗，具有非常好的隔熱保溫性能，又能防盜，還不影響室內(nèi)的裝飾效果，而且在外面看也是十分的美觀。

在室內(nèi)窗戶(hù)遮陽(yáng)方面，也不只是布藝窗簾，像卷簾和百葉簾也是很適合室內(nèi)窗戶(hù)遮陽(yáng)的，當(dāng)然目前對(duì)于住宅國(guó)內(nèi)人們還是比較認(rèn)可布藝窗簾，當(dāng)然選擇面料厚重、遮光性強(qiáng)的面料也會(huì)加強(qiáng)遮陽(yáng)隔熱的功能。

目前國(guó)內(nèi)住宅門(mén)窗設(shè)計(jì)和生產(chǎn)也存在許多誤區(qū)，住宅門(mén)窗可開(kāi)啟的窗扇偏少，開(kāi)啟方向和開(kāi)啟方式不因地制宜，固定窗太多，如何利用城市夏季主導(dǎo)風(fēng)向加強(qiáng)室內(nèi)自然通風(fēng)，少開(kāi)空調(diào)，達(dá)到節(jié)能目的等的建筑設(shè)計(jì)還待改進(jìn)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)建筑節(jié)能在跨越式大發(fā)展的轉(zhuǎn)折年代，面對(duì)著資源枯竭、環(huán)境惡化、生態(tài)破壞、氣候變暖等一系列嚴(yán)峻問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)和科技、文化的發(fā)展，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，建筑能耗絕對(duì)值將有所上升，建筑室內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)也將提高;節(jié)能的關(guān)鍵在于能源使用效率的提高，最終的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)人工環(huán)境與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一，因此降低建筑能耗對(duì)建立節(jié)約型社會(huì)具有重要意義。

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