浅谈建筑节能的措施及效益

[摘要]建筑节能是建筑领域中一个新的极为重要的热点,是建筑业技术进步的一个重要标志,也是贯彻国家可持续发展战略的一个关键问题。建筑节能是涉及人类生存环境的大课题,其战略目标不仅是要节约有限的资源,造福子孙万代,也是要改善被能耗所污染的环境,使人类赖以生存的空间更洁净、更舒适。建筑节能的大发展不仅能带来重大经济效益和社会效益,还能带来相关节能产业的大力发展和建筑技术水平的提高,有力地促进整个建筑业大发展。

[关键词]建筑节能措施效益分析

建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建、改建和使用过程中,执行建筑节能标准,采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺等提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物用能系统效率,在保证建筑物室内热环境质量的前提下,减少供热采暖、照明、热水供应的能耗,并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合。

一、建筑节约能耗的几点措施

1.注重墙体节能

多年以来,我国建筑墙体一般采用单一材料,如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。单一材料导热系数大,一般为高效保温材料的20倍以上,由于建筑节能的需要,新型复合墙体已经出现,复合墙体主要通过在墙体主体结构基础上,增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体很好地发挥了两种材料的长处,既不会使墙体过厚,又能承重,保温效果又好,因此,发达国家新建建筑已基本上采用了此种方式。我国要达到节能50%的要求,除部分采用加厚的加气混凝土单一墙体外,使用复合墙体将是大势所趋。根据复合材料与主体结构位置的不同,墙体保温包括内保温、外保温、夹芯保温等。

2. 屋面节能

在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,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沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标,表观密度为110～150kg/m3;导热系数为0.04～0.06W/m•K;蓄热系数为0.90～0.11m2•K。抗压强度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽渗透系数为2.18×10-7g/m.n.Pa。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用,收到了好的技术经济效果。

3. 关注门窗节能技术

在整个建筑物的热损失中,而门窗缝隙空气渗透的热损失则占20%～30%。所以,门窗是围护结构中节能的一个重点部位。门窗节能主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳能辐射3个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷,可通过采用密封材料增加窗户的气密性;减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递,建筑物的窗户由镶嵌材料和窗框、扇型材组成。为此,要加强节能型窗框和节能玻璃等技术的推广和应用,增大窗户的整体传热系数以减少传热量。

塑钢门窗不仅防噪隔声功能显著,防雨水渗漏能力强,空气渗透量小,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,在采暖和制冷上,能耗要低30%～50%,室内空调的启动次数明显减少,耗电量也显著减少。

4.利用太阳能

地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年,仅为技术可开发量的0.6%。所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有,被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能,相当于2.4×1012tec,2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。

5.夜间通风

夜间通风方法的原理是在夜间引入室外的冷空气,通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热,冷却建筑材料,达到蓄冷目的。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷系统。而此时,因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的自然冷源加以利用。严格地说,只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。

二、建筑节能的经济效益

1.节能投资。节能建筑在一般情况下,加强围护结构的保温隔热性能,建筑工程造价势必也要相应地提高。在我国,节能50%住宅的投资增长率一般可控制在10%以内。

2.节能收益。随着国民经济的发展,节能率指标也在逐步提高。节能建筑的设备运行负荷比传统建筑小,其维护费用也相应的减少;建筑物由于受到良好的隔热保温措施的保护,从中就节省了一笔维护开支。

3.投资回收期。节能建筑的投资回收期一般不应超过8年。

4.生命周期收益。节能投资是一次,而收益是一个长期的过程。因此,更科学合理的分析节能建筑的经济效益,应该采取建筑物生命周期的计算方法:节能建筑生命周期收益=非节能建筑生命周期总费用-节能建筑生命周期总费用。

三、总结

建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护,是建筑业一项重要、紧迫而又艰苦的任务,应值得全社会重视,建筑能耗较大,推广和使用节能建筑必将产生较好的经济和社会效益。

参考文献:

[1] 韩建新 颜宏亮:21世纪建筑新技术论丛[M].上海:同济大学出版社2000:131-132

[2] 涂逢祥:世纪初建筑节能展望[J].建筑2001(2):51-52

[3] 白胜芳:节约能源保护环境[N].中国建设报(中国建材)CN11-0038,2003,108期