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1、建筑节能现状及建筑节能新技术随着世界经济的开展,能源的产出与消耗之间的矛盾日益突出,建筑能耗伴随 着建筑总量的不断攀升和人们对居住舒适度要求的提升,呈急剧上升趋势,因此建 筑节能成为人们共同关注的热点问题.建筑节能的不断开展,不仅可以促进建筑新技术的不断进步,而且可以缓解能 源资源的紧张局面,减轻大气污染的程度,有利于我国社会经济、生态环境的开展. 除此之外随着现代化建设的开展和人民生活水平的提升,舒适的建筑热环境日益成 为人们生活的需要,建筑节能及其新技术的研究应用也成为提升建筑热环境的质量、 满足建筑界可持续开展战略的一个关键环节,因此对建筑节能开展现状及其新技术 的研究显得尤为重要.1建
2、筑节能概述建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑施工以及使用过程中合理地使用和有 效地利用能源,以便在满足同等需要或到达相同目的的条件下, 尽可能地降低能耗, 到达提升建筑舒适性和节省能源的目标. 建筑节能主要包括建筑采暖、空调、照明、 热水供给等方面的节能.建筑节能涉及的内容广泛、工作面广,是一项系统工程.从建筑技术看,建筑 节能包括了众多技术,如围护结构保温隔热技术、太阳能与建筑一体化技术、建筑 遮阳技术、照明节能技术、新型供冷供热技术等.从建设程序看,建筑节能与规划、 设计、施工、监理等过程都密切相关,不可分割.从建筑材料看,建筑节能包含了 节能型门窗、节能玻璃、墙体材料、保温材料等.2建
3、筑节能现状我国建筑能耗约占社会总能耗的1/3, 1996年中国建筑年消耗3.03亿t标准煤, 占能源消耗总量的24%,到2001年已到达3.76亿t,占能源消耗总量的27.6%,年 增长比率为5%,随着建筑业的迅猛开展,建筑能耗占全社会能耗的比重将越来越大. 目前全国房屋数量有400亿m2左右,建筑节能面积2.3亿m2,在每年近20亿m2 的房屋竣工面积中,只有 3%是节能建筑,即97%是高能耗建筑,因此我国建筑节能 任重而道远.2.1 建筑节能政策现状我国建筑节能工作从20世纪70年代后期开始,起步较晚,经过30多年的艰苦 努力,建筑节能事业已取得多方面的开展.如增强了建筑节能的组织治理,制
4、定了 一批建筑节能及其相关的技术标准、标准.从法律层面上,我国已公布实施了?节 约能源法?,并公布了?可再生能源法?.这些法律是建筑节能的重要依据,但法律 条文难以对建筑节能及新能源建设做出详尽的规定,没有以法的形式明确确定建筑 节能中各方主体的法律地位,标准政府、市场、企业、个人在建筑节能中的行为, 制定节能建筑建设税收优惠政策,使建筑节能工作走上法制化的轨道.止匕外,由于 建筑节能设计行业范围广,存在职能交叉的问题,要建立行政审批责任制和问责制,根据“谁审批、谁监管、谁负责的原那么,对不按规定办理开工和竣工验收备案手 续的,依法追究相关人员责任.建立完整的建筑节能监管体系,保证建筑节能落到
5、 实处.2.2 建筑节能的法规与标准现状我国的建筑节能工作与兴旺国家相比起步较晚,直到1986年我国才公布了建筑 节能的行业法规JGJ26-1986民用建筑节能设计标准采暖居住建筑局部,节能率要 求30% 1995年公布了第二个节能标准 JGJ26-1995民用建筑节能设计标准采暖居 住建筑局部,节能率要求50% 1993年公布了旅游旅馆建筑节能设计的 GB50189-93 旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准.1998年1月1日起实施的?中华人民 共和国节约能源法?是指导全国节能的大法,也是中国建筑节能工作的立法依据,对 建筑节能工作具有重大的指导意义.2007年GB50411-2007?
6、建筑节能工程施工质量 验收标准?公布实施,对贯彻落实科学开展观,做好建筑“四节工作,增强建筑 节能工程的施工质量治理,提升建筑工程节能技术水平有着不可无视的作用.2.3建筑节能设计现状我国的设计标准与兴旺国家相比差距仍然较大,目前我国绝大多数采暖地区围护结构的热功能都比气候相近的兴旺国家相差许多,外墙的传热系数 是他们的45倍,屋顶是2.55.5倍,外窗是1.52.2倍,门窗透气性是36倍. 现在兴旺国家住宅的实际年采暖能耗大约相当于每平方米7.57kg标准煤,而我国目前采暖能耗每平方米却到达13.5kg标准煤,是兴旺国家的1.78倍.经分析,这些 能源大多是通过保温隔热性能差的外墙、屋顶、窗
7、户损失掉了,所以我国必须对现 有建筑进行大范围节能设计改造.为推进建筑节能,国务院和有关部门已先后公布?民用建筑节能条例? 、?民用 建筑节能治理规定?、?民用建筑节能设计标准JGJ26-95?、?公共建筑节能设计标 准GB50189-2005?等等法律法规和标准,然而,由于缺乏有效的行政监管体系,建筑节能的实施 情况不容乐观.2.4 建筑能耗现状随着生活水平的提升,我国建筑耗能更加突出,一是建筑房屋建筑面积增加导 致建筑耗能增加；二是已建的城乡房屋建筑,由于强调降低一次性建设投资,建筑 围护结构保温性和门窗气密性差等原因,冬季居室温度普遍低于16C、夏季超过30C,居住热环境很差,迫切要求改
8、善,这必定增加客观的能源消费；三是近年来 由于空调使用大量增加,城市空调顶峰用电量迅速增长,某些城市甚至到达40%建筑耗能年平均递增率将大大超过国家能源生产年增长率.我国建筑面积计算的采暖能耗是兴旺国家的3倍.国内绝大多数采暖地区围护结构的热功能要比气候相近的兴旺国家差很多.外墙的传热系数是其3.54.5倍,外窗是其23倍,屋面和门窗的空气渗透等是其 36倍.在我国,到达节能标准 50%勺建筑,采暖耗能每平方米也要 12.5kg,约为欧洲兴旺国家的1.5倍.目前我 国农村地区,地处严寒、严寒及夏热冬冷地区的房屋约有50亿m2这些地区的房屋绝大局部还是按传统的材料和方法进行建造：外墙采用实心粘土
9、砖围护结构,门 窗用木质或少量单层塑钢门窗,屋顶比拟薄弱,室内大多采用火炉和火坑供暖.由 于建筑保温性能极差以及采暖效果不佳,造成农村房屋冬季采暖消耗大量能源,既 导致了能源浪费又污染了环境.综上所述,我国建筑节能开展现状令人担忧,要想有效开展建筑节能,必须针 对问题,采取有效可行的解决举措,其中拥有先进的建筑节能技术是推行建筑节能 的必要前提,因此建筑节能新技术的开发创新显得尤为重要.3建筑节能的新技术3.1 建筑围护结构节能技术墙体节能技术包括新型的保温隔热材料和保温形式.a.保温隔热材料建筑上保温隔热材料一般选用密度轻、导热系数小、价格合理的材料.导热系 数小于0.5W/ mK的绝热保温
10、材料都属于高效保温材料.绝热用的模塑聚苯乙烯 泡沫塑料、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料、建筑物隔热用的硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉板、 玻璃棉等,是目前外墙外保温技术和屋面节能技术中常用的高效保温材料.b.墙体保温隔热形式墙体保温分为外保温、内保温、自保温、复合保温等几种,所采用技术也各有 不同.外墙内保温具有施工方便,对建筑外墙垂直度要求不高,施工进度快等优点. 但缺点是：结构冷热桥的存在使局部温差过大导致产生结露的现象,极易造成保 温隔热墙面发霉、开裂.因此外墙内保温技术适于在温差小,太阳辐射强度低的建 筑上使用.外墙外保温使主体结构所承受的温差作用大幅度下降,温度变形减小, 对于结构墙体起到保护彳用并
11、可有效阻断冷 热桥,大大延长了结构的寿命.因此 外保温隔热技术对结构的稳定性保护更有优势.但是外墙保温隔热体系要直接承受 来自自然界的各种因素的考验,因此对外墙外保温体系的耐热性、耐水性、耐辐射、 耐腐蚀性等,提出了更高的要求.墙体自保温系统按基层墙体材料不同可分为蒸压 加气混凝土砌块墙体自保温系统、节能型烧结页岩空心砌块墙体自保温系统、陶粒 混凝土小型空心砌块墙体自保温系统等.墙体自保温技术体系是指根据一定的建筑 构造,采用节能型墙体材料及配套砂浆使墙体的热工性能等物理性能的建筑墙体保 温隔热技术体系,具有工序简单、施工方便、平安性能好、便于维修改造和可与建 筑物同寿命等特点,是建筑节能工程
12、开展的趋势之一.屋面作为外围护结构的一局部,可将屋面系统分为两大类：传统正置屋面, 即在保温层上铺防水层；倒置式屋面,即把防水层设置在结构层之上、绝热保温 层之下,还可兼作隔气层.倒置式屋面可以保护防水层,解决了屋面的渗漏问题, 是屋面设计中优先采取的方法.屋面节能问题不仅与外界气候环境有关,还与建筑 物的主体结构、构造有关.顶层房间耗热量较大,热环境条件差,从节能和改善热 环境来看,都有必要增强屋顶的热工性能.目前采用以下几种屋面技术：高效保 温材料；保温隔热通风屋顶；屋面铺 P旧型预制板；岩棉复合屋顶隔热保温 板.外窗是节能建筑中最重要的组成局部之一,据统计50犯上的建筑能耗是由外窗的不合
13、理导致的.窗户作为建筑物外围护结构的重要组成局部,不但要满足我们采光、通风、观景等日常需求外,还应该具备良好的保温、隔热、抗风以及气密性 能.常见的外窗保温隔热技术主要有以下几种：a.气凝胶技术气凝胶具有低密度、高孔隙度特性,能有效抑制热传导,以此作为隔热涂料填 充层,仅需少量添加即能有效降低涂料导热性能.近年来开展迅速与中空玻璃球、 陶瓷隔热材搭配使用,更能增进隔热效果.止匕外,气凝胶折射率趋进1,对红外、可见光湮灭系数之比超过 100.在保证建筑采光的前提下,可有效阻止环境红外热 辐射,是一种理想透明隔热材料,在建筑节能方面具有广阔的应用前景.b.低辐射low-e镀膜应用在玻璃外表镀上一些
14、金属或者其氧化物的薄层可改变太阳光透过率,增加玻璃 外表间的辐射换热热阻,从而提升保温性能.例如以银为基底的SnO2/Ag/SnO加镀 层厚度为40nm/7nm/40n6,可见光透过率为0.86,太阳辐射透过率为0.73,长 波发射率仅为0.08,特别适于严寒地区冬季使用要求.而对于西向或东向窗户,可 在近红外辐射低透过率的根底上,把可见光透过率降低到50%-60%从而到达降低太阳辐射透过率,减少太阳辐射的目的.c.真空玻璃应用将两片平板玻璃四周密封起来,间隙抽成准真空并密封排气口.由于夹层空气 极其稀薄气压仅有几帕,热传导和声音传导水平大大削弱.与普通常用玻璃相比, 具有更好的隔热、保温、防
15、结露、隔声性能,传热系数可降至1.4W/m2-K.d.窗框隔热性能根据材料的导热系数选择适合的窗框材质.对于low-e镀膜中空玻璃来说如采用无断热举措金属窗框K5W/m2 K,在玻璃与窗框之间就会形成明显冷桥,大 局部热量将通过窗框散失到室外,大大降低整窗综合传热系数.因此,寻求以低导 热系数的材料代替金属型材是一种有效的举措之一.e.遮阳设施的应用周边的遮阳设施也是一种非常有效地节能举措,设计合理的遮阳系数,可以大 大降低夏季向阳一方的太阳辐射,有效降低空调能耗.外遮阳设备可以采用夏季打 开,冬季折叠的活动方式,同时也可在室内设置这样设施,比方百叶窗等.3.2 暖通空调节能新技术地板辐射、天
16、花板辐射、垂直板辐射是辐射型采暖的主要方式. 可防止吹风感, 同时可使用高温冷源和低温热源,大大提升热泵的效率.在有低温废热、地下水等 低品味可再生冷热源的情况下,这种末端方式可直接使用这些冷热源,省去常规冷 热源.在热电联产根底上增加制冷设备,形成热电冷联产系统.制冷设备主要是吸收 式制冷机,具制冷所用热量由热电联产系统供热量提供.与直接使用天然气锅炉供 热、天然气制然机制冷、发电厂供电相比,上述方式一次能源消耗可降低10%30% 同时还减少了输电过程的线路损耗.城市供暖实行城市集中供暖和区域供暖,可以提升热效率.在管网系统中,安 设平衡阀,可以使管网系统到达水力平衡,可以相对的降低所供暖区
17、域的平均室内温度,从而节约能源.3.3 建筑新能源节能技术太阳能技术主要是将太阳的光能转化为其他形式的能量,比方热能、电能.目 前许多地区都在开发利用太阳能进行住宅建筑节能,在居住建筑中,利用太阳能的 主要作用有：太阳能采暖；太阳能供热水；太阳能发电.太阳能一体化建筑 它是当前太阳能利用的开展趋势.利用太阳能为建筑物提供生活热水、冬季采暖和 夏季空调,同时可以结合光伏电池技术为建筑物供电.推广建筑节能需要国家政策 的引导和法规的支持.地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效节能空 调系统.地源热泵通过输入少量的高品位能源 如电能,实现低温位热能向高温位 转移.地能分别在冬
18、季作为热泵供暖的热能和夏季空调的冷源,即在冬季,把地能 中的热量“取出来,提升温度后,供给室内采暖；夏季,把室内的热量取出来, 释放到底下去.地源热泵空调系统在我国还属于起步阶段,应用前景广阔.太阳能热泵一般是指利用太阳能作为蒸发器热源的热泵系统,区别于以太阳能 光电或热能发电驱动的热泵机组.它把热泵技术和太阳能热利用技术有机地结合起 来,可同时提升太阳能集热器效率和热泵系统性能.集热器吸收的热量作为热泵的 低温热源,在阴雨天,直膨式太阳能热泵转变为空气源热泵,非直膨式太阳能热泵 作为加热系统的辅助热源.因此,它可全天候工作,提供热水或热量.这种技术主要利用了建筑结构的热容特性来储存大量的能量
19、,且不会带来建筑 结构温度的很大变化.这样,白天建筑结构获得热量并将热量储存, 在夜间被冷却. 大多数储能材料被应用在地板和天花板的厚板中,具缺点是对夜间周围环境的温度 依赖性很大,而且只能提供显热冷量,所以还有待遇进一步研究开发应用.将绿化引入建筑,一方面是出于节能的考虑,另一方面也是追求一种与自然接 近的生活理念,在建筑中重塑自然,将清新的绿意带回人们身边.如在墙面种植爬 山虎之类攀藤类植物,可遮挡阳光直射墙面,通过叶面蒸腾带走一局部热量,并通 过光合作用转化能量.止匕外,如果在墙面设置构架、种植槽和喷灌系统,在绿化与 墙面形成空气间层,那么可强化绿化与墙面之间空气流动,有利于墙面散热.屋面绿 化同样具有良好的保温隔热效果,并能为人们提供户外活动和交往的空间.各种废弃陶瓷面砖、破损红砖及废混凝土等,经由粉碎、筛分可制成各种级配 的骨料,经混凝土原料配比高压成型、养护处理、产品物性测试及改善后.即可制 成各种外砖墙,庭院造景