李愛華

(河南建筑職業(yè)技術學院，河南 鄭州 450007)

1 引言[1，2]

建筑能耗是指在生產(chǎn)建筑材料、建筑施工以及使用建筑的過程中所利用的能源。即建筑能耗指在建設和運行使用過程中的利用能源的數(shù)量，使用過程中能源利用量占主導部分，包括建筑制冷、采暖、照明、通風、炊事等方面的能耗。

在我國，建成的房屋面積每年近20億平方米，比所有發(fā)達國家新建建筑面積的總和還要多，由此可見建筑規(guī)模宏大。比較遺憾的是，在已建成所有建筑中99% 為高能耗建筑，95%以上新建建筑還是高耗能建筑，每平方米建筑能耗為發(fā)達國家新建建筑能耗的3倍以上，在中國發(fā)展基金會的報告中也明確指出，全國能源消耗總量的30%源自建筑能耗的消耗。如今，特別是空調和采暖設備等建筑能耗在炎熱和寒冷月份的耗電耗能成為近幾年的“電荒”中已成為主導性因素。長期以往，若仍然保持目前的建筑能耗以及節(jié) 能狀況，到2020年，建筑能耗將是2000年能耗的三倍，有10.89億噸標準煤將被建筑能耗所消耗。但如果從現(xiàn)在開始設定節(jié)能標準，強制新建建筑實施，對建筑的建設和使用進行節(jié)能改造，那么僅空調一項，到2020年，大約8000萬千瓦的電就可以被節(jié)約出來，這相當于目前三峽電站滿負荷出力的4.5倍，可以節(jié)省6000億元的電力建設投資。

建筑節(jié)能在我國發(fā)展水平比較落后，我國大部分地區(qū)圍護結構的熱功能都比氣候相似的發(fā)達國家差很多。外窗傳熱系數(shù)為發(fā)達國家2至3倍，外墻的傳熱系數(shù)為3到5倍，屋面為3到6倍，門窗的空氣滲透為3到6倍。制冷采暖能耗為歐美國家的3倍。

我國建筑面積龐大，人口多，而人均煤、石油等資源少。在這樣的國情下，建筑節(jié)能水平的改善更顯得尤其緊迫。

2 建筑外圍護結構技能技術[2，3]

建筑節(jié)能技術的推廣，主要是增強建筑圍護結構的保溫隔熱能力。建筑外圍護結構通常指的是外墻、窗戶、陽臺門、外門、屋面以及不需要采暖樓梯間的隔斷和室內門等。

建筑物的總損失熱包括圍護結構的傳熱耗熱量(約70%到80%)以及滲透通過門和窗的空氣間隙的耗熱量(約20%至30%)。若總得熱和總失熱相等時時，建筑物室內溫度將不會變化。因此，建筑節(jié)能的主要途徑是:要減少建筑物外表面積和加強圍護結構保溫隔熱能力，以減少傳熱量，以及是增強門窗的氣密性，減少夏季空氣滲透得熱量和冬季空氣滲透耗熱量。

2.1 墻體節(jié)能

在建筑外圍護結構中，采暖能耗在墻體上的占有最大的比例，占能源消費總量的32.1% ～36.2%。因此，如何提高墻的保溫性能已成為當務之急。目前，外墻節(jié)能住宅分為外墻外保溫，外墻內保溫，單一材料墻體保溫四種，夾心復合墻體保溫。在一般情況下，工程建設推廣的主要形式是外墻外保溫，是最直接的保溫方式，效果是最好的，也是我們的國家是目前使用最廣泛的一種建筑保溫技術。

2.2 門窗節(jié)能

建筑物的主要組成部分是門和窗，起著重要作用，連接室內和室外的熱量，光線和通風，設計合理的門和窗戶是建筑節(jié)能的重要措施之一。門窗能耗約占建筑圍護結構總能耗的40%至50%。建筑門窗既起著室內外隔熱作用，也起著室內外溝通作用。因此，提高門窗的保溫隔熱性能，減少門窗的能耗，是改善室內熱環(huán)境質和提高建筑節(jié)能的關鍵環(huán)節(jié)。

(1)合理安排墻窗比例，盡量在南北方向開大窗，采用活動式或活固定式的遮陽方法，增強窗戶的遮陽性能以及窗戶的氣密性，風密性和水密性。在窗戶制作安裝時，嚴格控制規(guī)格尺寸、準確度、精確度，增加開啟縫隙的搭接長度，盡量減少空氣滲透。

(2)提高鑲嵌部分的空間層數(shù)和鑲嵌材料對紅外線的反射能力，改善其熱絕緣性能，從而提高鑲嵌部位的保溫隔熱能力。

(3)加強對窗框部分的保溫隔熱處理，主要方法是對窗框進行阻熱隔熱處理，把保溫材料鑲嵌于金屬窗框之間，降低窗框的傳熱能力，還可以采用空腹鋼窗內存在空氣隔熱降低窗框傳效率，也可以采用塑料窗框，降低通過窗框部分的熱耗。

(4)根據(jù)建筑所處的地區(qū)的環(huán)境、氣候等自然因素，選擇合理玻璃，降低通過門窗的傳熱量。

(5)合理選擇中空玻璃隔層氣體性能，一般選擇充入氬氣。因為氬氣具有良好的化學穩(wěn)定性，基本不與其它物質發(fā)生反應，而且密度比空氣重，在玻璃層間不易流動，傳熱性能比空氣還低。

2.3 屋面節(jié)能

屋面節(jié)能的原理和外墻節(jié)能原理一樣，改進屋面層的隔熱保溫性能，阻止熱量在屋面層的傳遞。屋頂節(jié)能措施要點:首先，屋面保溫保溫層應該選用密度較小，導熱性能很低的保溫絕緣材料。其次屋面保溫材料還應選擇吸水率較高的材料，以防止屋面潮濕工作，降低絕緣效果。屋頂保溫隔熱常見的有以下幾種做法:

(1)導熱系數(shù)高、密度較大的材料不易做屋面保溫層的材料，另外，要求材料具有較小的吸水率，因為如果保溫層含水量較高，保溫效果就會降低。若保溫材料吸水率高，則應在屋面設排氣孔，把保溫層內的水汽排出，保持干燥。

(2)在屋面上鋪絕熱材料，形成節(jié)能復合型屋面。具體可以選擇巖棉板聚苯板為材料，而且要通過熱工計算得出材料的厚度，另外還要注意防水。

(3)屋面做法采用倒置式，即在防水層上面設置保溫層。這樣做的好處在于:材料具有較好的防水和耐氣候性，使防水層不易老化，避免溫度劇烈變化引起防水層開裂，而且這種方式下，保溫層覆蓋了防水層，陽光不會直射到防水層上，避免防水層溫度過高，此外，保溫材料在屋面內部的吸濕問題也得到了很好的解決，使保溫材料的使用壽命得到延長。

(4)在屋面設置架空隔熱板，與傳統(tǒng)意義上的架空板不同，架空隔熱板的特點在于板內填充有玻璃棉、巖棉等保溫材料，板面與屋面之間還存在著300mm的架空距離，能夠起到通風、散熱和隔熱等功能。

(5)做反射降溫屋頂，比如在屋面上涂上淺色的光滑材料，增強屋面對太陽輻射的反射能力，降低屋面內表面溫度，這種做法也起到隔熱降溫效果。

(6)在屋面布置植被，在屋面上布置植被，在使屋頂環(huán)境得到美化的同時，也使城市景觀得到美化，而且在防止污染、調節(jié)氣溫方面具有一定的作用。而具體到建筑節(jié)能方面，被可以使建筑的保溫隔熱性能得到提高，從而降低建筑能耗。

(7)蓄水屋面的采用。在一些氣溫較高的地區(qū)，適宜采用蓄水屋面，這種屋面降溫、隔熱的作用較好，可以對太陽輻射起到遏制作用，減少大氣高溫對屋面的不利影響，使屋面得到冷卻。

2.4 地板節(jié)能

地板作為建筑的一個重要組成部分，在建筑節(jié)能設計所中也是不可以忽略的。為了使節(jié)能效果更好，我國很多建筑都有地下室，地下車庫等地下空間，這位地板保溫提供了場地。一般情況下，在一樓地下板下填充高效保溫隔熱材料。

低溫地板采暖系統(tǒng)，是基于對整個地面作為散熱器，相比傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)的熱舒適有了質的飛躍。注入管內60℃以下的低溫熱水加熱地板混凝土層。地面溫度在26°C左右，室內溫高達16℃到20℃，這樣的做法有很多優(yōu)點:低溫地板采暖地面溫度高于室內的上部的溫度，讓人感覺頭冷腳熱，頭腦清醒，非常舒適;無散熱器，既增加了室內使用空間，便于室內裝飾;選用鋁塑復合管埋在地板混凝土中，不怕腐蝕，無結垢，基本沒有維修費用;同時地板內增加了保溫層，也提高了隔聲效果。有些地方地板采暖系統(tǒng)采用供電纜，采用電加熱使地板表面溫度達到20℃ ～28℃，效果也非常好。

3 案例應用[4-6]

3.1 工程簡介

根據(jù)鄭州地區(qū)具體情況，考慮氣候、環(huán)境生態(tài)等自然因素，選擇鄭州康橋溪山御府小區(qū)為對象進行簡要分析。該小區(qū)緊鄰金水河，交通便利，考慮了建筑朝向、日照、通風對能耗影響，充分利用了節(jié)能技術。小區(qū)一期由三棟高層住宅組成，兩梯四戶，總建筑面積為11萬平方米。其設計指標見表1。

表1 設計指標

3.2 工程整體圍節(jié)能方案

圍護結構為外墻、外窗以及外屋面，這些都是節(jié)能的關鍵因素。下面針對各個部分進行改造，改造方法見表2。

表2 圍護改造部位

3.3 經(jīng)濟技術分析

選擇一棟樓為例，分析門窗、屋面、外墻采用節(jié)能技術費用增加量，采用節(jié)能技術后空調制冷制熱耗電減少量，綜合分析節(jié)能效果。

表3 費用增加分析

建筑節(jié)能改造后增加總費用為257.99萬元，一棟樓建筑面積為3.66萬平方米，增加建筑成本為70元/m2，鄭州地區(qū)采用階梯電價，180度以內為0.56元，150度 ～230度為0.61，230度以上為0.86元。五年以上貸款基準利率為6.55%，建筑物暫取壽命70年(高層壽命更長)。鄭州冬季寒冷，夏季炎熱，采用節(jié)能技術后，全年累計節(jié)約空調基本上達到30%。

外圍護結構節(jié)能改造后，后期維護成本基本上沒有。因此采用動態(tài)投資回收期計算，按使用70年壽命，利率為6.55%，減少空調能耗為30%，計算出動態(tài)投資回收期為7年，國際上通用的住宅建筑節(jié)能回收期為8年，符合要求。

4 結束語

本文針對圍護結構節(jié)能技術，從墻體、門窗、屋面、地板方面進行了系統(tǒng)的闡述。并以一個小區(qū)為例，對圍護結構節(jié)能技術在實際應用中進行了經(jīng)濟分析。本應用案例驗證了采用圍護結構節(jié)能技術，在成本增加不多的情況下，極大的降低了建筑能耗，基本上達到了發(fā)達國家水平要求，充分顯示了建筑節(jié)能的經(jīng)濟效果及其優(yōu)越性。

[1]楊金強，住宅建筑節(jié)能方法研究.青島理工大學，2011.

[2]楊環(huán)，建筑節(jié)能技術在建筑中推廣應用 .西南交通大學，2011.

[3]趙立.成都地區(qū)建筑節(jié)能評價體系分析[M].四川建筑科學，2012 ，38(4):321.

[4]楊銳，王兆 .民用建筑節(jié)能技術應用探討[M].徐州建筑職業(yè)技術學院學報，2010.

[5]馬秀力，范學平 .建筑節(jié)能技術探討[M].建筑熱能通風空調，2011.

[6]唐洪樂.談建筑節(jié)能[M].山西建筑，2010，36(9):238-239.