關于建筑節能的應用及發展趨勢的幾點思考

朱宏文

摘 要：近幾年，隨著“以人為本”設計理念的提出，人們對住宅的舒適性要求越來越高，建筑能耗也隨之增高。據統計，目前我國建筑能耗約占國民經濟總能耗的25%左右，且呈上升趨勢。另一方面，隨著建筑能耗的增加和大量空調設備的安裝，“城市熱島效應”日益嚴重，使環境日益惡化。我國建筑節能的重點應為：建筑本體的節能、采暖系統節能、提高照明和其他電器的效率、大型公共建筑節能。

關鍵詞：建筑節能；新能源；節能材料

隨著科學技術的日新月異，能源短缺已不容忽視，節約能源已受到世界性的普遍關注，在我國亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，長此以往，將嚴重影響世界經濟的可持續發展。因此，能源問題將成為本世紀的熱門話題。

1 世界其他國家在節能建筑方面的作為

美國一家大學曾設計建造了一種四居室的生態房。它的熱能來源于人工散熱、陽光及使用家電設備所產生的熱量；用電依靠風力發電機和太陽能電池；用水是從屋檐流下來經過處理的雨水；糞便和污水則流入一個堆肥坑里，經發酵后供花園施肥用。美國一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋，墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建造的；屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來的。

日本1997年建成了一棟實驗型“健康住宅”。除了整個住宅盡可能選對人體無害的建筑材料外，墻體還被設計成雙重結構，每個房間建有通風口，整個房屋系統的空氣采用全熱交換器和除濕機進行循環。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利用，其過濾器可有效地收集空氣中細小的塵埃，從而能夠抑制霉菌等過敏生物繁殖。這種資源的回收利用，不僅變廢為寶，而且減少了環境污源，節約了能源。

德國建筑師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個圓盤底座上，由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。房屋底座在環形軌道上以每分鐘轉動3cm的速度隨太陽旋轉。當太陽落山以后，該房屋便反向轉動，回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發電功率的1%，而所吸收的太陽能則相當于一般不能轉動的太陽能房屋的2倍。

2 中國建筑能耗基本情況和幾本問題

我國正處于房屋建筑的高峰時期，建筑速度之快，規模之大，可謂前所未有。2003年，我國城鄉建筑竣工面積達20.3億平方米（其中城鎮12.7億平方米），超過所有發達國家年建成建筑面積的總和。但令人憂慮的是，在新竣工的建筑中，節能建筑面積不到1億平方米，尚不足竣工建筑的5%。至今，在我國城鄉既有建筑約400億平方米中（其中城市約140億平方米），只有3.2億平方米房屋是節能建筑，不到全國既有建筑的1%。

我國是一個能源短缺的國家，但我國單位建筑面積能耗目前卻是發達國家的2至3倍。與發達國家相比，我國建筑鋼材消耗高出10%至25%，每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤；衛生潔具的耗水量高出30%以上，而污水回用率僅為發達國家的25%。此外，在我國人均耕地只有世界人均耕地1/3的情況下，實心黏土磚每年毀田12萬畝。

我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4，居耗能首位。近年來我國建筑業到了快速的發展，需要大量的建造和運行使用能源，尤其是建筑的采暖和空調耗能。據統計，1994年全國僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標準煤，占當年全社會能源消耗總量12.27×109t標準煤的12.6%。目前每年城鎮建筑僅采暖一項需要耗能1.3×108t標準煤，占全國能源消費總量的11.5%左右，占采暖區全社會能源消費的20%以上，在一些嚴寒地區，城鎮建筑能耗高達當地社會能源消費的50%左右。與此同時，由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源，使周圍的自然與生態環境不斷惡化。

我國節能工作與發達國家相比起步較晚，能源浪費又十分嚴重。如我國的建筑采暖耗熱量：外墻大體上為氣候條件接近的發達國家的4～5倍，屋頂為2.5～5.5倍，外窗為1.5～2.2倍；門窗透氣性為3～6倍；總耗能是3～4倍。

3 我國學要發展的重點領域

3.1 優化建筑設計

建筑造型及圍護結構形式對建筑物性能有決定性影響。直接的影響包括建筑物與外環境的換熱量、自然通風狀況和自然采光水平等。而這三方面涉及的內容將構成70%以上的建筑采暖通風空調能耗。不同的建筑設計形式會造成能耗的巨大差別。然而，建筑物是個復雜系統，各方面因素相互影響，很難簡單地確定建筑設計的優劣。例如，加大外窗面積可改善自然采光，在冬季還可獲得太陽能量，但冬季的夜間會增大熱量消耗，同時夏季由于太陽輻射通過窗戶進入室內使空調能耗增加。這就需要利用動態熱模擬技術對不同的方案進行詳細的模擬測試和比較。

3.2 建筑圍護結構材料和部品

開發新的建筑圍護結構部件，以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求，甚至可根據變化了外界條件隨時改變其物理性能，達到維持室內良好的物理環境同時降低能源消耗的目的。這是實現建筑節能的基礎技術和產品。主要涉及的產品有：外墻保溫和隔熱、屋頂保溫和隔熱、熱物理性能優異的外窗和玻璃幕墻、智能外遮陽裝置以及基于相變材料的蓄熱型圍護結構和基于高分子吸濕材料的調濕型飾面材料。自上個世紀90年代起，我國自主研發和從國外吸收消化的外墻、屋頂保溫隔熱技術被慢慢的采用。尤其外墻外保溫可通風裝飾板、通風型屋頂產品、通風遮陽窗簾的使用，都大大提高產品的質量、降低建筑運行成本。

3.3 建筑中的可再生能源技術

可再生能源包括太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等多種形式?？稍偕茉慈找媸艿街匾?。開發利用可再生能源世界能源是持續發展戰略的重要組成部分。太陽能既是一次性能源又是可再生能源，資源豐富對環境無污染，是一種非常潔凈的能源。應提倡在建筑中廣泛應用。

3.4 其他方面還有很多包括

通風裝置與排風熱回收裝置與各種泵技術。

4 結語

雖然，我國在這方面還存在許多問題，但只要我們提高認識，加強管理，那么不久的將來我國一定有望發展成為能源節約大國！

參考文獻

[1] 龍惟定.國內建筑合理用能的現狀及展望[J].能源工程，2001（02）.

[2] 龍惟定.我國的能源形勢和建筑節能.第十一屆全國空調技術信息網大會論文集[C].中國建筑工業出版社，2001（05）.

[3] 白勝芳.節約能源保護環境[N].中國建設報（中國建材），2003，（108）.

[4] 賈懷東.開發節能住宅是企業進化的標志[J].城市開發，2007（22）.

[5] 劉素萍.建筑節能與圍護結構[J].工業建筑，2001，（7）：6-7.