胡 銘
(江西省建工集團有限責(zé)任公司,江西 南昌 330000)
現(xiàn)代建筑作為能源消耗的主要載體之一,發(fā)展綠色建筑、建筑節(jié)能是實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。開發(fā)和使用清潔能源去替代傳統(tǒng)能源對現(xiàn)代建筑進行能源供應(yīng),是實現(xiàn)現(xiàn)代建筑節(jié)能理念的最有效方式,太陽能技術(shù)也是目前建筑行業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)之一,應(yīng)用范圍非常廣泛。尤其在我國北方地區(qū),太陽能技術(shù)在建筑物中的應(yīng)用更為普及。在建筑頂部安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng),吸收太陽輻射并儲存能量,經(jīng)一定的程序?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能對建筑內(nèi)部進行電力供應(yīng)?,F(xiàn)代建筑中的太陽能技術(shù)主要工作重點有三,一是將系統(tǒng)中的蓄電池與建筑內(nèi)耗電設(shè)備直接相連,提供建筑基本照明的用電量;二是通過太陽能向建筑內(nèi)部供暖,降低煤炭等不可再生資源的消耗;三是提高室內(nèi)采光量,對于供暖和照明的需求會相對降低,以此實現(xiàn)節(jié)能降耗。在南方一些地區(qū),使用太陽能技術(shù)可減少室內(nèi)對于空調(diào)系統(tǒng)的需求,同樣能起到很好的節(jié)能效果。自2011年以來,被應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中的分布式光伏數(shù)量不斷增加,到2016年時,這一數(shù)量已較之前翻了4 倍,當年新增的分布式光伏發(fā)電量高達116 億度。在建筑供熱方面,太陽能技術(shù)的發(fā)展也十分迅速,2006年到2016年的十年間,我國太陽能供熱的建筑面積增幅達17.8 個百分點。隨著太陽能技術(shù)在現(xiàn)代建筑施工中的融合,全國各地紛紛對建筑供暖系統(tǒng)進行升級改造,以民用建筑為例,當前我國北方地區(qū)民用建筑采暖改造已完成超11 億m2,每年有關(guān)采暖的建筑能耗降低近60%,節(jié)能降耗效果非常顯著[1]。
門窗是建筑外墻的核心結(jié)構(gòu)之一,良好的門窗性能能夠有效提高建筑室內(nèi)的采光、通風(fēng)、保暖程度,相對應(yīng)的,建筑本身對于空調(diào)系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、照明系統(tǒng)的需求就會隨之降低。在建筑施工過程中,門窗的節(jié)能設(shè)計也最容易被忽略,但其消耗的建設(shè)資源較高,例如鋁合金材質(zhì),被應(yīng)用在建筑門窗中的鋁合金材質(zhì)約占社會總消耗量的20%。在建筑使用過程中,門窗的性能也會給室內(nèi)能耗帶來較大的影響。在發(fā)達國家,建筑節(jié)能門窗的使用已經(jīng)能達到100%,而我國這一數(shù)據(jù)非常之低,單從門窗來看,單位面積的國內(nèi)建筑能耗就要比發(fā)達國家高2 倍以上。門窗的面積越大,其采光通風(fēng)的效果就會越好,但如何在保證充足進光量的基礎(chǔ)上確保門窗的密閉性和保溫性,是需要解決的技術(shù)難題。建筑施工中節(jié)能門窗技術(shù)效能的高低需要通過保溫性能和密閉性兩個參數(shù)來判斷,在我國建筑中,最常用的門窗材料包括斷熱鋁合金、UPVC 塑料等。以UPVC 塑料門窗為例,該材料的主要構(gòu)成為高分子的硬質(zhì)聚錄乙烯,在生產(chǎn)該材質(zhì)門窗的過程中,無有害物質(zhì)產(chǎn)生,且門窗成品的密閉性、導(dǎo)熱系數(shù)等都可達到節(jié)能設(shè)計的要求,因此在現(xiàn)代建筑門窗中的應(yīng)用相對廣泛[2]。隨著節(jié)能理念在建筑施工中的融入,傳統(tǒng)建筑中的金屬材質(zhì)門窗被新型塑料、合金等逐漸取代。人們對建筑內(nèi)生活品質(zhì)的要求也使得門窗安裝玻璃的面積進一步增大,伴隨而來的就是建筑內(nèi)部能量容易消耗的問題。因此很多科研單位開始研究更具功能性的新型玻璃材料,也就是常說的“智能玻璃”。這種玻璃主要包括兩種類型,第一種類型可根據(jù)室外光線的強弱變換玻璃的顏色和透明度,如在陽光直射階段,玻璃的透明度就會降低,以減少室內(nèi)的進光量。若在陰雨天氣或傍晚,玻璃的透明度就會提高來增加采光。
隨著人們生活水平的提高,空調(diào)已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代建筑中必備的一類基礎(chǔ)設(shè)施。觀察空調(diào)市場的發(fā)展情況,2018年的前5 個月份,我國空調(diào)市場銷量達7470 萬臺,同比上升14.5%。2015年至今,空調(diào)市場銷售額不斷創(chuàng)新高,2017年的年銷售額達310 億元。在現(xiàn)代建筑中,空調(diào)系統(tǒng)消耗的電能約占總電能消耗的一半,在夏季炎熱地區(qū),該占比甚至達到70%。有研究指出,就我國目前空調(diào)產(chǎn)品的消費趨勢看,到2050年我國應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)中的能耗將達到世界第二水平,為960TWh。在此背景下,在施工過程中優(yōu)化建筑空調(diào)系統(tǒng)、降低建筑使用壽命內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的能耗勢在必行。相對來說,地源熱泵技術(shù)在建筑空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化方面的普及程度最高,發(fā)揮的節(jié)能效果也最好。地源熱泵技術(shù)借助土壤儲存能量,將建筑供暖、制冷和熱水供應(yīng)集中在同一系統(tǒng)內(nèi)完成,在淺層土壤中,四季溫度相對恒定,即使在寒冷的冬季,土壤溫度一般也不低于15℃。且地源是一項無限可再生的能源,使用地源熱泵系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)能夠充分利用這部分能源,并顯著降低系統(tǒng)對于電能、煤炭等其他能源的需求。冬季,將地源中存儲的能量傳輸?shù)浇ㄖ?nèi),實現(xiàn)室內(nèi)供暖;夏季,在將室內(nèi)多余的熱量傳導(dǎo)至地下進行存儲,以達到制冷的目的。目前,地源熱泵技術(shù)在別墅類建筑施工中的應(yīng)用較多,但隨著相關(guān)技術(shù)的進一步發(fā)展,這一技術(shù)也將逐漸在集中性建筑中得到更好的應(yīng)用,全面革新建筑空調(diào)系統(tǒng),節(jié)約空調(diào)能耗。
將節(jié)能理念融入到現(xiàn)代建筑施工技術(shù)當中,同時降低施工過程中及建筑建成后的兩部分能耗,不但能更有效的控制建筑施工成本,還可實現(xiàn)建筑商品的可持續(xù)發(fā)展性。為進一步緩解我國能源消耗過快、資源浪費嚴重的問題,建筑行業(yè)有必要強化節(jié)能類施工技術(shù)的研發(fā),將優(yōu)秀節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代建筑當中,并對傳統(tǒng)建筑的供暖、空調(diào)、外墻等系統(tǒng)進行升級改造,實現(xiàn)建筑行業(yè)的健康、綠色發(fā)展。