摘要:在當今世界建筑事業(yè)迅速發(fā)展的浪潮中,建筑節(jié)能設計已經是一個極為重要的熱點話題,也是建筑技術進步的一個顯著表現(xiàn),是建筑界實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個關鍵環(huán)節(jié)。建筑節(jié)能有利于減少建筑對環(huán)境的影響和破壞,節(jié)省能源,節(jié)約資源,從根本上促進了能源的合理利用,緩解我國能源資源供應不足的現(xiàn)狀;有利于提高人民群眾生活質量、保護環(huán)境、保障國家能源安全。事實上建筑能源的嚴重消耗,已經成為我國經濟發(fā)展的阻礙。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。

關鍵字:建筑節(jié)能,規(guī)劃,設計 能源

引言
建筑節(jié)能具體指在建筑物的規(guī)劃、設計、新建(改建、擴建)、改造和使用過程中,執(zhí)行節(jié)能標準,采用節(jié)能型的技術、工藝、設備、材料和產品,提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統(tǒng)效率,加強建筑物用能系統(tǒng)的運行管理,利用可再生能源,在保證室內熱環(huán)境質量的前提下,減少供熱、空調制冷制熱、照明、熱水供應的能耗。建造過程中的能耗,包括建筑材料、建筑構配件、建筑設備的生產和運輸以及建筑施工和安裝中的能耗。使用過程中的能耗,包括房屋建筑和構筑物使用期內采暖、通風、空調、照明、家用電器、電梯和冷熱水供應等的能耗。
我國是一個發(fā)展中大國,又是一個建筑大國,每年新建房屋面積高達17-18億平方米,超過所有發(fā)達國家每年建成建筑面積的總和。隨著全面建設小康社會的逐步推進,建設事業(yè)迅猛發(fā)展,建筑能耗迅速增長。所謂建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空調、熱水供應、照明、炊事、家用電器、電梯等方面的能耗。其中采暖、空調能耗約占60%~70%。我國單位面積采暖所耗能源相當于緯度相近的發(fā)達國家的2~3倍。這是由于我國的建筑圍護結構保溫隔熱性能差,采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正稱得上“節(jié)能建筑”的還不足1億平方米。
由于我國是一個發(fā)展中國家,人口眾多,人均能源資源相對匾乏。國民經濟要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,推行建筑節(jié)能勢在必行、迫在眉睫。目前,我國建筑用能浪費極其嚴重,而且建筑能耗增長的速度遠遠超過我國能源生產可能增長的速度,如果聽任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去,國家的能源生產勢必難以長期支撐此種浪費型需求。在建筑中積極提高能源使用效率,就能夠大大緩解國家能源緊缺狀況,促進我國國民經濟建設的發(fā)展。減少建筑的冷、熱及照明能耗是降低建筑能耗總量的重要內容,一般可從以下幾方面實現(xiàn):

一、強調建筑規(guī)劃與設計的節(jié)能
面對全球能源環(huán)境問題,不少全新的設計理念應運而生,如低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等,它們本質上都要求建筑師從整體綜合設計概念出發(fā),堅持與能源分析專家、環(huán)境專家、設備師和結構師緊密配合。在建筑規(guī)劃和設計時,根據(jù)大范圍的氣候條件影響,針對建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征,重視利用自然環(huán)境(如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等)創(chuàng)造良好的建筑室內微氣候,以盡量減少對建筑設備的依賴。具體措施可歸納為以下三個方面:合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設計(主要方法為:在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻);合理設計建筑形體(包括建筑整體體量和建筑朝向的確定),以改善既有的微氣候;合理的建筑形體設計是充分利用建筑室外微環(huán)境來改善建筑室內微環(huán)境的關鍵部分,主要通過建筑各部件的結構構造設計和建筑內部空間的合理分隔設計得以實現(xiàn)。

二、采用節(jié)能的圍護結構
建筑圍護結構組成部件(屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設施)的設計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內空氣質量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%~6%,而節(jié)能卻可達20%~40%。通過改善建筑物圍護結構的熱工性能,在夏季可減少室外熱量傳入室內,在冬季可減少室內熱量的流失,使建筑熱環(huán)境得以改善,從而減少建筑冷、熱消耗。

三、提高終端用戶用能效率
高能效的采暖、空調系統(tǒng)與上述削減室內冷熱負荷的措施并行,才能真正地減少采暖、空調能耗。首先,根據(jù)建筑的特點和功能,設計高能效的暖通空調設備系統(tǒng),例如:熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等。然后,在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調控室內的舒適度、室內空氣品質和能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強度,然后基于建筑動態(tài)模型預測采暖和空調負荷,控制暖通空調系統(tǒng)的運行。在其他的家電產品和辦公設備方面,應盡量使用節(jié)能認證的產品。如美國一般鼓勵采用“能源之星”的產品,而澳大利亞對耗能大的家電產品實施最低能效標準(MEPS)。

四、利用新能源
在節(jié)約能源、保護環(huán)境方面,新能源的利用起至關重要的作用。新能源通常指非常規(guī)的可再生能源,包括有太陽能、地熱能、風能、生物質能等。
人們對各種太陽能利用方式進行了廣泛的探索,逐步明確了發(fā)展方向,使太陽能初步得到一些利用,如:①作為太陽能利用中的重要項目,太陽能熱發(fā)電技術較為成熟,以后可望實現(xiàn)太陽能熱發(fā)電商業(yè)化;②隨著太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展,國外己建成不少光伏電站和“太陽屋頂”示范工程,將促進并網發(fā)電系統(tǒng)快速發(fā)展;③目前,全世界已有數(shù)萬臺光伏水泵在各地運行;④太陽熱水器技術比較成熟,已具備相應的技術標準和規(guī)范,但仍需進一步地完善太陽熱水器的功能,并加強太陽能建筑一體化建設;⑤被動式太陽能建筑因構造簡單、造價低,已經得到較廣泛應用;⑥太陽能吸收式制冷技術出現(xiàn)較早,目前已應用在大型空調領域;⑦太陽能干燥和太陽灶已得到一定的推廣應用。但從總體而言,目前太陽能利用的規(guī)模還不大,技術尚不完善,商品化程度也較低,仍需要繼續(xù)深入廣泛地研究。
在利用地熱能時,一方面可利用高溫地熱能發(fā)電或直接用于采暖供熱和熱水供應;另一方面可借助地源熱泵和地道風系統(tǒng)利用低溫地熱能。
風能在建筑領域,較為常見的風能利用形式是自然通風方式。

五、采用建筑節(jié)能新技術
理想的節(jié)能建筑應在最少的能量消耗下滿足以下三點,一是能夠在不同季節(jié)、不同區(qū)域控制接收或阻止太陽輻射;二是能夠在不同季節(jié)保持室內的舒適性;三是能夠使室內實現(xiàn)必要的通風換氣。目前,建筑節(jié)能的途徑主要包括:盡量減少不可再生能源的消耗,提高能源的使用效率;減少建筑圍護結構的能量損失;降低建筑設施運行的能耗。在這三個方面,高新技術起著決定性的作用。

六、減少能源消耗,提高能源的使用效率
為了維持居住空間的環(huán)境質量,在寒冷的季節(jié)需要取暖以提高室內的溫度,在炎熱的季節(jié)需要制冷以降低室內的溫度,干燥時需要加濕,潮濕時需要抽濕,而這些往往都需要消耗能源才能實現(xiàn)。從節(jié)能的角度講,應提高供暖(制冷)系統(tǒng)的效率,它包括設備本身的效率、管網傳送的效率、用戶端的計量以及室內環(huán)境的控制裝置的效率等。這些都要求相應的行業(yè)在設計、安裝、運行質量、節(jié)能系統(tǒng)調節(jié)、設備材料以及經營管理模式等方面采用高新技術。如目前在供暖系統(tǒng)節(jié)能方面就有三種新技術:①利用計算機、平衡閥及其專用智能儀表對管網流量進行合理分配,既改善了供暖質量,又節(jié)約了能源;②在用戶散熱器上安設熱量分配表和溫度調節(jié)閥,用戶可根據(jù)需要消耗和控制熱能,以達到舒適和節(jié)能的雙重效果;③采用新型的保溫材料包敷送暖管道,以減少管道的熱損失。

七、減少建筑圍護結構的能量損失
建筑物圍護結構的能量損失主要來自三部分:①外墻;②門窗;③屋頂。這三部分的節(jié)能技術是各國建筑界都非常關注的。主要發(fā)展方向是,開發(fā)高效、經濟的保溫、隔熱材料和切實可行的構造技術,以提高圍護結構的保溫、隔熱性能和密閉性能。

八、降低建筑設施運行的能耗
采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分,降低這部分能耗將對節(jié)能起著重要的作用,在這方面一些成功的技術措施很有借鑒價值,在了解學習發(fā)達國家節(jié)能經驗的同時,切實結合建筑物當時、當?shù)氐目陀^條件,使節(jié)能措施能夠被有效、廣泛的推廣。
再好的理論、技術得不到推廣、應用,也是一紙空文,沒有價值。因此,建筑節(jié)能技術重在推廣和應用,關鍵在值得推廣,有推廣的經濟基礎和現(xiàn)實價值。建議將價值工程的評價方法用于建筑節(jié)能技術的甄選,將建造者和使用者負擔得起、樂意負擔(短期內即可見到成效)的節(jié)能技術得到廣泛推廣。