建筑节能的可持续发展研究

２０１　１年第４期　第３７卷总第１６２期　・７・　

２０１１年８月　

建　筑节能　巩　月巨　的可持续发展研究　马瑞彦　（广西工学院土木建筑工程系，广西柳州５４５００６）　

摘要：针对目前严重的建筑能耗问题，从建筑节能　现状出发，研究了建筑节能在我国的可持续发展应用。在　现今建筑物围护结构的新技术和建筑新能源开发利用等方　面有针对性的提出各种节能措施。研究结果表明各种措施　均不同程度的达到节能的效果，说明了其节能的有效性。　该研究内容为实际建筑工程的节能控制提供了理论依据，　对推动我国建筑节能的可持续发展具有较强的现实意义。　关键词：建筑节能；建筑能耗；节能技术；能源；可　持续发展　中图分类号：ＴＵ１１】．１９　５　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—４０１　ｌ（２０ｌ１）０４—０００７—０３　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ＭＡ　Ｒｕｉｙａｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　Ｄ厂Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｕａｎｇｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ　５４５００６，Ｃｈｂｕｚ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎ—　ｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｂｙ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｎｏｗａｄａｙｓ，ａ　ｒｅｓｅａｒｃｂ　ｉｓ　ｏｐｅｒａｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｆｏｃｕｓｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｒ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｖｅｌｏｐｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ，ｓｅｖｅｒａｌ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｌｙ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｔｍＴｌ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｓｕｃｈ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｅｘｈｉｂｉｔ　ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｔｈｅｏｒｙ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａｃｔｕａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐ—　ｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ　ｗｉｔｈ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｉｎｔｅｒｅｓｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｎｅｗ　ｅｎｅｒｇｙ；ｓｕｓｔａｉｎ—　ａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　用能源下，不断提高能源利用效率，为使用者提供健康、　舒适、与自然和谐的工作及生活空间。　

１我国建筑节能现状　目前，建筑耗能约占全社会总能耗的３２％，已与工业　耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大　户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒　适度的提升，９６％为高能耗建筑，呈急剧上升趋势。资料　显示，我国单位建筑能耗比其他同等气候条件下国家高出２　—３倍，尤其是建筑的采暖和空调耗能占绝大部分，仅北方　采暖地区每年就多耗煤１　８００万吨，采暖消耗的燃煤为我国　非发电用煤量的１５—１８％…；除供暖外，住宅能耗中的用　电量随生活水平的提高目前呈上升趋势，生活热水能耗在　大城市中也逐渐加大；我国建筑不仅耗能高，而且能源利　用效率很低，在建筑供暖的同时以及建材生产过程向大气　排放大量的ＣＯ　引起温室效应，使周围的生态环境不断恶　化，而且巨大的能耗已成为我国经济发展的软肋；我国现　阶段城市房屋建筑中普遍存在围护结构保温隔热性和气密　性差，供热空调系统效率低下等问题，都进一步增加了对　能源的消耗　Ｊ。　我国建筑节能状况落后，能源浪费又特别严重。能源、　环境、可持续发展是今天我们人类面临的巨大挑战。用粗　放落后的技术手段以资源、能源的高消耗、高浪费为代价　实现经济增长是绝对不允许的。　随着能源危机的爆发以及常规能源的日益枯竭。我们　要大力采取有力措施，发展建筑节能技术，启用新型节能　设备，建设节约型社会。因此，作为耗能大户的建筑，其　节能也就成为关系国计民生的重大问题，亟待改善能源问　题，研究节能建筑的可持续发展问题就显得十分重要而迫　切。从以上数据统计分析可见，我国各方面建筑能耗是巨　大的，同时看到建筑节能的潜力是巨大的。在建筑节能的　观念不断的深人人心，节能建筑以此逐渐也成为一种时尚。　作为潮流和趋势，建筑节能的未来是光明的，各种节能技　术以及新型材料的不断发展，将使建筑业的发展更快更好。　

０前言　２建筑节能技术　圳　我国面临严重的能源短缺，在能源消耗的同时又给环　境带来严重的污染。所以建筑节能是本世纪我国建筑业的　一个重要课题。只有不断的提高建筑节能技术水平，才能　推动建筑业走资源节约型的发展道路，促进绿色建筑的健　康发展。近年来，在建筑建设中不断引进开发了许多新型　的节能技术和材料，大力发展节能省地型住宅。建筑节能　工作主要围绕提高建筑物围护结构的保温隔热性能和提高　供热制冷系统效率方面展开，而且在新能源技术利用等方　面不断提高，如太阳能、地源热泵的利用等新能源是节约　建筑使用能耗高非常有效的办法。建筑节能就是在合理使　作者简介：马瑞彦，硕士研究生，研究方向：结构加固以及新型材料研究。　建筑围护结构的变化是建筑节能的核心，建筑物围护　结构的能量损失主要来自三部分：①外墙；②门窗；③屋　顶。其中围护结构在建筑总能耗中所占比例如图１所描述：　围护结构是降低建筑能耗的关键，因此，推广建筑节能主　要是提高建筑围护结构的保温性能。　在建筑的节能设计方面，应根据外墙、屋面以及窗户　外围护结构的选型综合考虑，开发高效、经济的保温、隔　热材料和切实可行的构造技术，以提高围护结构的保温、　隔热性能和密闭性能，减少建筑围护结构的能量损失，降　低建筑设施运行的能耗。围护结构的节能主要是依靠提高　结构的保温隔热性能来实现。保温隔热性能的提高能改善　房屋建筑的室内热环境和降低空调使用能耗，还有利于主　

．　材　之　ｎ．　・８・　２０１１年８月　

ｌ・Ｊ之材　Ｓｉｃｈ“ｎｎ　Ｂｕｉｌｄｉ—ｎｇ＾　ｒ　２０１１年第４期　

第３７卷总第１６２期　

体结构保护、新型墙体材料推广。建筑节能以发展新型节　能材料为前提，而节能材料的发展又与新型节能技术相结　合，这样真正的实现建筑节能。　窗１３％ｒ渗　窗２Ｏ％ｆ热传　地下室Ｉ５％　图１　围护结构能耗所占比例　墙３Ｏ％　２．１外墙节能技术　墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性　能直接影响建筑的耗热量，因此墙体的保温是外围护结构　建筑节能的一个重要组成部分。　（１）从材料上分析。不论从土地的破坏、资源与能源　的消耗对环境的污染以及保温性能任何一个角度来分析，　小块实心黏土砖均是不可持续发展的墙体材料，传统的用　重质单一材料增加墙体厚度来达到保温的作法也不能适应　节能和环保的要求。在节能的前提下，限制黏土资源的过　度消耗，推进墙体革新工作和节能建筑的发展。目前，采　用新材料，保温隔热且降低能源消耗，如加气混凝土砌块、　混凝土小型空心砌块、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯泡沫塑料等。　值得一提的是粉煤灰在建材的广泛应用，成为国际市场上　引人注目的节约环保的材料。　（２）从保温形式上考虑。我国节能住宅的外墙保温划　分为内保温、夹心保温、外保温及综合保温四种保温形式　如复合夹心保温墙体和外贴聚苯板保温墙体等。其中外墙　外保温是我国目前建筑应用最多的一项建筑保温技术，保　温形式最为直接，效果也最好。其既适用于新建建筑的保　温节能，又可用于既有建筑的节能改造，同时采用外墙外　保温技术，也很好的解决了墙角和结构搭接点的冷桥问题，　可以获得非常好的保温效果。　２．２门窗节能技术　门窗具有采光、通风和围护的作用，然而其又是最容　易造成能量损失的部位。寒冷地区由门窗缝隙而损失的热　量，占全部采暖耗热量的２５％左右。随着人们生活水平的　提高和建筑设计的需要，外窗面积不断增加，在这种情况　下，必须提高对外窗热工性能、密闭性的要求，才能真正　做到建筑的节能。目前，对门窗的节能处理主要是改善材　料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能，减少外门窗本　身的散热量。节能措施：　（１）从门窗材料来看。近些年出现了铝合金断热型材、　铝木复合型材、钢塑整体挤出型材以及ＵＰＶＣ塑料型材等　一些技术含量较高的节能产品。其中使用较广的是塑钢门　窗，它所使用的原料是聚氯乙烯树脂。它不仅生产过程中　能耗少、无污染，而且材料导热系数小，多腔体结构密封　性好。由此可知，塑钢门窗有很好的节能效益，正逐渐取　代钢、铝合金等能耗大的材料；由于玻璃造成能量损失过　大的问题，建筑玻璃逐渐绿色化功能日渐优异。普通玻璃　通过高新技术大幅度的提高功能性，如用于保温的中空玻　璃和真空玻璃、用于隔热的镀膜玻璃（包括热反射玻璃、　吸热玻璃、低辐射玻璃）、兼有隔音和安全作用的夹层玻璃　等，这些玻璃都有很好的节能效果。其中中空玻璃是典型　绿色建筑材料产品，其具有良好的隔热保温性能还有良好　的隔音、防结露特性，在建筑市场上大量使用　（２）控制各朝向窗墙比　Ｊ。窗墙比是指门窗户洞口　面积与住宅立面单元面积的比值，它是建筑热工节能设计　中常用到的一个指标。窗墙比较小时，通过窗户的能耗相　对较小，所以，在设计窗型时，在满足建筑要求的情况下，　尽量选择较小窗墙比的窗型。《民用建筑热工设计规范》ＧＢ　５０１７６—１９９３中规定：居住建筑各朝向的窗墙面积比，北向　不大于０．２５；东西向不大于０．３０；南向不大于０．３５。　（３）外遮阳。夏季室外温度高，太阳辐射强度高，超　出舒适范围时间长，则采取外遮阳系统如采用铝合金外遮　阳卷帘以及智能化的外遮阳装置，这样解决了太阳辐射带　来的制冷能耗加大问题，带来明显的节能效益。　（４）隔热膜技术。建筑隔热膜是一种用于建筑玻璃上　的隔热膜，主要起到隔热作用，能够在炎热的夏季使室内　气温低于室外２～７　ｏＣ，大大节省了空调费用；在冬季玻璃　隔热膜还有另一个作用就是保温保暖，因为冬季的热源一　般都在室内，是以红外线的形式进行传播的，而玻璃膜具　有阻挡室内红外线通过窗户到达室外的作用，可以使室内　气温比室外高２～７℃，这个是隔热膜节能的第二个方面。　２．３屋面节能技术　屋面通常受到的太阳辐射比外墙多，所以屋面的保温　隔热也至关重要。屋面节能的原理基本与墙体节能一样，　通过改善屋面的热工性能阻止热量的传递。屋顶保温隔热　的方法有保温屋面（用高效保温隔热材料做外保温或内保　温）、架空通风屋面、蓄水屋面、坡屋面、绿化屋面以及加　贴绝热反射膜的屋面。其主要措施：　（１）选用高效保温材料做屋面保温层，如膨胀珍珠岩　芯板代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩，也可以采用聚　苯乙烯泡沫塑料板（ＥＰＳ板）或挤塑型聚苯板（ＸＰＳ板）其　构造形式上采用倒置保温做法，这些保温材料具有吸水率　小、保温效果稳定、热导率低等优点满足节能的要求；　（２）在屋面做屋顶绿化逐渐成为一种新型的生态技术，　能减少日光辐射、降低屋顶风速以及减少热岛现象。因此　屋顶种植能够有效的提高屋顶的保温隔热，满足屋顶节能　的要求，实现建筑节能的愿望，改善生态与环境质量；　（３）绿色建筑生命型材料——太阳能电池，称之为太　阳能光电屋顶。将带有太阳能电池的电热板铺在建筑物屋　顶上，可把太阳光能转化为热能、电能，为人们提供热水，　可使房屋升温，运转各种电器设备。　另外，建筑节能技术在采暖系统、空调系统新技术照　明节能主要技术等在我国逐渐走向市场，如吸收式热泵技　术、热泵热水系统技术（解决热水高能耗问题的有效途径）、　太阳能空调技术以及绿色照明等新技术的开发利用。