浅谈关于建筑节能技术

浅谈关于建筑节能技术

主艳芹

【摘要】： 建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。不断开发新的建筑节能技术，提高建筑物的能源利用效率至关重要。在尽量减少建筑内能源总需求量的同时，大力开发利用可再生的新能源，从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。减少建筑内能源总需求量主要从围护结构，提高终端用户用能效率，捉高总的能源利用效率等方面着手，在节约能源、保护环境方面，新能源的利用起着至关重要的作用。建筑设计,职称评审,高级工程师职称评审

【关键词】：墙体节能 门窗节能 屋面节能 VAV系统 VRV系统 冰蓄冷技术

建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。随着科学技术的日新月异,能源短缺问题将成为本世纪的热门话题，节约能源已经不容忽视，越来越受到世界各国的普遍关注,在我国也不例外。建筑节能就是在保证居室热舒适环境的条件下，通过技术进步、科学管理、经济结构合理化和合理利用等途径，采用新型建筑材料和建筑节能新工艺、新技术等来提高建筑围护结构的建筑物用能系统效率和保温隔热性能，在保证建筑物室内热环境质量的前提下，并与可再生能源、改善人居环境和保护生态平衡紧密结合，把建筑在长期使用中的能耗降下来，并为使用者提供自然和谐、健康、舒适的工作及生活空间。建筑节能的几点措施如下：

一、墙体节能

墙体是建筑外围护结构的主体，我们可以采用蓄热能力强、保温性能好及强度较低的砌块墙体，如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。也可以采用复合墙体的形式，如内保温复合墙体、夹芯复合墙体、外保温复合墙体等。复合墙体主要是通过在墙体主体结构上，增加一层或几层的绝热保温材料来增强墙体的热工性能，使几种材料的性能得到了很好的发挥，既不会使墙体过重，又不会过厚，保温效果又好。由于复合墙体能够满足围护结构各种功能的需要，同时又由于内保温复合墙体所产生的热桥对保温的影响较大，国家已经对内保温复合墙体的使用进行了限制。其适用范围广，技术含量高，有着更加明显的优越性，使用同样尺寸、规格和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温包在主体结构的外侧，起到保护主体结构，延长建筑寿命，减少建筑热桥，增加房屋使用面积，避免装修对保温层的破坏，改善墙体潮湿情况，保持室温稳定，提高了居住的舒适度的作用。因此，要达到国家规定的建筑节能标准，除部分采用加厚的单一墙体外，使用外墙外保温技术将是大势所趋。

二、门窗节能

外门窗是围护结构中节能的一个重要环节，是能耗散失的最薄弱、最重要的部位。在整个建筑物的热损失中，其能耗占总能耗的比例较大，而门窗缝隙空气渗透的热损失则占20%～30%，所以在保证采光、通风、日照、观景等要求的条件下，尽量提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，控制窗墙比，减少外门窗本身的传热量，提高外门窗本身的保温性能。其节能措施有:

2.1 提高外门窗的气密性，减少冷风渗透

使用密封性能良好、新型的门窗材料，塑钢门窗不仅防噪隔声功能显著，空气渗透量小，防雨水渗漏能力强，更主要的是塑钢门窗的导热系数极低，隔热效果优于铝材1250倍，在制冷和采暖上，室内空调的启动次数明显减少，耗电量也显著降低。门窗框与墙间的缝隙可用弹性密闭型材料、弹性松软型材料（如毛毡）、边框设灰口以及密封膏等密封；扇与扇间可用密封条、缝外压条及高低缝等密封；扇与玻璃之间可用各种弹性压条等密封。

2.2 合理控制窗墙比

窗墙比就是建筑外窗总面积与外围护墙体总面积之比值。虽然外窗面积比外墙面积小得多，但外围护墙体的热工性能比玻璃窗户要好得多，且通过外窗得失热量却占外围护结构的40%左右，所以应根据不同地区气候特征需要合理控制窗墙比。例如在严热干燥的新疆，夜间温度低，白天太阳辐射强度大温度高，建筑外墙比较封闭，窗墙比小，可以有效减少夜间室内热量的散失和白天透过窗户的太阳辐射热，同时可有效保持室内空气的湿润；而在南京地区，建筑的窗墙比则较大，冬季可以获得较多的太阳辐射热，夏季则可利用较大的南向窗户进行自然通风。

2.3 设置“温度阻尼区”

所谓“温度阻尼区”就是在室外与室内之间设有一中间层，这一中间层象闸一样可阻止室外冷风的渗透，减少外窗、外墙的热损耗。将建筑楼梯间设计成封闭式的，对屋顶人孔采取封闭措施均能达到良好的节能效果。

三、屋面节能

在不断改进建筑外窗、外墙的保温性能后，屋面作为外围护结构的一部分，它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层，也可采用倒置式或架空式的屋面来达到提高保温隔热性能的目的。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用导热系数较高、密度较大的保温材料，以免屋面厚度、重量过大；其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防因保温层大量吸水而降低保温效果。目前，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的水泥珍珠岩或沥青珍珠岩做法，此外，其导热系数较低，密度较小，蒸汽渗透系数和吸水率也都很低，更显示出了它保温性能的优越性。

四、新能源的节能利用

在节约不可再生能源的同时，人类还在寻求开发新能源以适应能源枯竭和人口增加的现状，这是历史赋予我们的使命。在保护环境、节约能源方面，新能源的利用起着至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源，包括有太阳能、风能、生物质能、地热能等。人们对太阳能各种利用方式进行了广泛的探索，明确了发展方向，使太阳能初步得到一些利用，

如：一是太阳能热水器技术比较成熟，应需要进一步加强太阳能建筑一体化的建设，太阳能一体化建筑是当前太阳能利用的发展趋势，利用太阳能为建筑物提供冬季采暖、夏季空调和生活热水，同时可以结合光伏电池技术为建筑物供电；二是随着太阳能光伏发电技术的发展，某些国家己建成不少光伏电站示范工程，将促进并网发电系统快速发展；三是太阳能热发电技术较为成熟，有些国家投资兴建了一批试验性太阳能热发电站，以后可望实现太阳能热发电商业化；四是太阳灶和太阳能干燥已得到一定的推广应用。对地热能的利用，主要是直接用于热水供应和采暖供热或高温地热能发电。对风能的利用，主要是在多风海岸线山区和易引起强风的地区利用风能发电。

五、暖通、照明、燃气系统节能技术措施

暖通、照明和燃气是建筑能耗的主要部分，降低这部分能耗将对节能起着至关重要的作用。随着社会各方面的快速发展和能源消耗量的日益增大，制冷空调系统作为一个与人们生活和生产过程息息相关而又高能耗的产业，其节能和环保一直是人们所关心的重点。各专业具体节能技术如下：

5.1 暖通系统节能

供热体制改革已经全面展开，居住及公共建筑集中采暖按热表计量收费在各大城市普遍推行，在小城市试点。结合城市改建，开展既有居住和公共建筑节能改造，大城市完成改造面积25%，中等城市达到15%，小城市达到10%。在建筑能耗占整个能源消耗的比例不断增加的现状下，尤其是在当前世界“能源危机”日益紧迫的重要关头，空调建筑节能特别是建筑中的暖通空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点。其具体的暖通系统节能措施如下：

5.1.1 采用变风量空调系统(VAV系统)

变风量系统(Variable　Air　Volume　System，VAV系统) 是通过改变送风量的办法来控制不同房间的温湿度。VAV系统追求以较少的能耗来满足室内空气环境的要求。变风量空调系统作为一种节能系统，采用新的风量调节技术，其节能效果已经引起了人们的关。变风量空调系统根据空调系统房间的负荷随时调节系统的送风量，在高峰时，增大送风量，当各房间的负荷小于设计负荷时，变风量系统可以减少系统的总输送风量，以达到节约能源的目的。

5.1.2 变频空调系统（VRV系统）

变频空调系统（Varied Refrigerant Volume，简称VRV系统），即变制冷剂流量系统，它以制冷剂为输送介质，是根据房间内空调负荷的变化对制冷剂流量进行调节来实现节能目的的一项技术。室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机，一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体。VRV系统通过控制进入室内各换热器的制冷剂流量和压缩机的制冷剂循环量，可以适时地满足室内冷、热负荷要求，该系统具有运转平稳、节能和舒适等诸多优点，而且各房间可独立调节，能满足不同房间不同空调负荷的需求。目前，我国房间空调器的季节能效比（SEER）为2.5-3，而变频空调器和户式空调的季节能效比达到4-4.5。

5.1.3 利用冷却塔供冷技术

冷却塔供冷技术是国外近年来发展较快的技术，因其具有显著的经济效益而日益得到人们的关注，并已经成为国外空调设备厂家推荐的技术形式。利用冷却塔供冷系统不同于蒸发冷却空调系统，冷却塔供冷技术是在常规空调水系统基础上增设部分管路和设备，当室外湿球温度低于某个值时，是近年来国外发展较快的节能技术。冷却塔直接供冷系统就是一种通过旁通管道将冷冻水环路和冷却水环路连在一起的水系统。而冷却塔间接供冷系统是在原有空调水系统中附加一台板式换热器以隔离开冷却水环路和冷冻水环路。可见，冷却塔供冷技术将在我国建筑节能中起到积极的作用，在我国的应用将会有广阔的前景。

5.1.4 利用冰蓄冷技术

冰蓄冷技术作为新世纪重要的节能手段发展方向之一，是造福人类并具有广阔发展前景的新技术，有着良好的经济效益和社会效益。冰蓄冷技术是利用夜间电网低谷时间，用低价电制冰蓄冷将冷量储存起来，白天用电高峰时溶水，与冷冻机组共同供冷，而在白天空调高峰负荷时，将所蓄冰冷量释放以满足空调高峰时负荷需求的一项成套技术。该技术可以节省空调设备费用，减少制冷主机的装机容量和功率达30％－50％，其节能效果明显，系统冷量调节灵活，是一项一举多得的节能好举措。

5.2 照明系统节能

现代建筑中复杂的监控设备只有在保证电源稳定、可靠的基础上才能充分发挥它们的优越性，这些设备包括建筑智能化管理系统和数据处理系统。智能照明管理系统作为一个独立子系统，采用集散型和分布式方式，即各单元的调光控制相对独立，自成一体，互不干扰，另外，智能照明管理系统借助各种不同的“预设置”控制方式和元件，对不同环境不同时间的光照度进行合理管理和精确设置，实现良好的节能效果。智能照明管理系统在大量节省电费的同时，还能有效延长照明灯具的使用寿命，减少灯管更换频率，降低照明系统的运行维护费用，使得管理变得简单轻松。在节能灯方面，目前普遍使用的白炽灯的发光效率大约只有 10％，荧光灯的发光效率约为 30%-40％，而高效节能灯的发光效率则可高达70-80％。

5.3 燃气系统节能

　 燃气系统是在总结大量燃煤锅炉改造及燃气锅炉小区运行经验的基础上，依托清华大学十余年在北方地区小区热网、城市热网研究成果及现代智能小区楼宇系统，先进的通讯传输手段，而提出的专门针对燃气锅炉小区供暖的能源管理系统。它集合了当今世界燃气供热领域的先进技术，包括管网平衡与调节技术、远程通讯技术、负荷预测技术和流体输配系统模拟技术等，以及针对供热系统的个性化控制策略。对供热系统进行优化供热分区，按需供热，并设置相互独立的调节系统和灵活多样的采暖模式，从而最终实现按需供热和高效节能的目的。

总之，建筑节能是建筑可持续发展的重要研究课题，直接关系到国家资源战略、环境保护和可持续发展，是建筑业中一项重要、艰苦而又紧迫的任务，应值得全社会重视。在我国现阶段，主要提倡运用与经济发展水平相适应的简单节能技术，推广和使用节能建筑必将产生较好的经济效益和社会效益。同时注重地能、风能、太阳能等可再生自然能技术的开发和研究，降低可再生能源的利用成本，逐步从大城市、经济比较发达地区向全国推广运用，实现我国建筑节能的既定目标。

【参考文献】

[1] 刘素萍.建筑节能与围护结构[J].工业建筑，2001

[2] 朱伟.房屋建筑节能技术的几点措施甘肃科技，2002

[3] 刘加平.建筑节能与建筑设计中的新能源的利用能源工程，2001

[4] 中国建筑业协会建筑节能专业委员会.建筑节能技术.中国计划出版社，1996