建筑节能技术研究现状

摘要：建筑节能是一门综合性学科，它涉及到建筑、采暖、通风、空调、照明等众多领域。在环境问题和能源问题日益突出的形势下，建筑节能更显得尤为重要，本文针对建筑节能现状提出了相关的节能技术及发展方向。

关键词：建筑节能 新技术 发展方向

中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：

前言

所谓建筑节能，在发达国家最初定义为减少建筑中能量的散失，现在普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证建筑居住舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。

现阶段，我国建筑能耗已经与工业能耗、交通能耗并列成为三大“耗能大户”，据统计，建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例已经达到27.6%，随着城镇化的加速发展，建筑能耗呈现急剧上扬趋势；在建筑单位面积耗能上，我国单位建筑面积能耗为发达国家的3倍多，因此，提高能源的利用率，减少能源的消耗，是整个建筑领域改革与发展的重要方向，也是我国建筑领域发展绿色低碳经济的重要手段之一。本文从建筑规划与设计、墙体、门窗、可再生能源的利用等方面进行了简要的介绍。

1建筑规划与设计

面对全球能源环境问题，各种全新的设计理念应运而生，如低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等。它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发，从建筑的能耗、环境、设备等方面综合考虑，在建筑规划和设计时，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境(如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等)创造良好的建筑外界和室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。

具体措施可归纳为以下三个方面：合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计(主要方法为：在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙)；合理设计建筑形体(包括建筑整体体量和建筑朝向的确定)，以改善既有的微气候；合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分，主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计来实现建筑室内较好的通风、采光效果，以实现少用或不用设备的目的，最大限度降低建筑能耗。

2 建筑节能技术

2.1 墙体保温节能技术

墙体保温是建筑节能的重要环节，墙体保温主要从保温层的厚度及保温材料两个因素来影响建筑能耗。我国建筑墙体节能保温措施主要有三大类：外墙内保温、夹层保温和外墙外保温。目前我国使用较多的为墙体外保温， 采用外保温有以下几方面优势：保护主体结构，延长建筑物寿命；基本消除热桥的现象，较好地发挥了材料的保温节能功能；提高建筑的防水功能和气密性。

在建筑围护结构的保温材料中，主要使用的材料分为有机类和无机类，从使用的实际情况来看，我国北方寒冷地区和夏热冬冷地区围护结构绝大多数使用的为有机类保温材料（主要指EPS和XPS），这主要是由于这些地区气候条件对围护结构保温性能的要求决定的。一般来讲，有机类材料的保温性能远优于无机类材料，具有重量轻、保温隔热性能好、可加工性好等优点；但其致命缺点是防火性能差、稳定性差、不耐老化。因此，选用有机类保温材料时，需要注重构造上的防火措施，如增加防火隔离带等。

2.2 相变材料蓄能技术

相变过程一般是等温或近似等温过程，相变过程中伴有能量的吸收或释放，这部分能量称为相变潜热，利用相变过程的这一特点可开发适用于建筑围护结构的相变储能材料。当材料的物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，尽管材料的温度不变，但吸收或释放的相变潜热不容忽视。罗庆、刘庆开等人曾以CaCl2·6H2O为实验材料，通过对比测试发现，相变玻璃窗调温能力比普通玻璃窗高出3~4℃，这对于提高夏季室内热环境质量、减少空调的使用从而实现建筑节能具有重要的意义[1]；另一方面可用于外墙的保温隔热上，热量通过相变材料的过程中会形成一定的温度梯度，从而能够尽量维持室内温度的恒定，达到建筑节能的目的。

2.3 冷屋顶技术

“冷屋顶”又称“白色反光屋顶”是指日射反射率高的屋顶，它通过对普通屋顶涂上浅色的、高反射率的涂料，提高屋顶的日射反射率，减少太阳热量的吸收，从而达到减少空调冷负荷、节约空调能耗的目的。“冷屋顶”可以减小空调能耗，控制“热岛”现象；保护“臭氧层”，并且屋顶材料的老化速度较慢，使用时间较长。“冷屋顶”根据其所使用的材料不同可大致分为三种：1）高反射涂料冷屋顶 2）相变材料冷屋顶 3）热变色材料冷屋顶。

以高反射材料冷屋顶为例，其通过涂料的高反射率和高发散率，在反射大量太阳能的同时，又能较快的释放出能量。从而，降低了屋顶表面的温度，大大降低了传入建筑物内部的热量。另一方面，建筑屋顶表面温度降低的同时，也减少了向周围空气所传递的热量，从而可有效的缓减“城市热岛”效应。

尽管“冷屋顶”可以在一定程度上有效地降低建筑能耗，但同时也存在一些问题。一方面，“冷屋顶”技术要在原有的屋顶涂料的基础上，对原有的涂料进行改善，然后再涂上反射率较高的新涂料，并且要注意后期的维护与更换，因此与普通屋顶相比，整个技术的成本也就大大提高；另一方面，由于涂料的高反射率，可以将大量阳光反射到周围环境当中，这势必会引起太阳光的扰乱，因此，该技术还有待于进一步的研究，以扩大使用范围、降低使用费用。

2.4 门窗节能技术

门窗在起到采光、通风、遮阳的同时，也是建筑节能的关键部位。据统计，在寒冷地区由门窗缝隙而损失的热量，占全部采暖耗热量的25%左右。特别是随着人们生活水平的不断提高，人们对舒适度的要求水平也在提升。为了增大采光通风面积或表现现代建筑的性格特征，建筑物的门窗面积越来越大，全玻璃幕墙建筑也越来越多，以至门窗的热损失占建筑的总热损失的40%以上。因此，门窗节能是建筑节能得以实现的另一个的关键环节。门窗既是能源得失的敏感部位，又关系到采光、通风、隔声、立面造型。这就对门窗的性能提出更高的要求，就目前而言，门窗节能主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。

我国在建筑物保温性能上与发达国家相比，外窗能耗是发达国家的2.2倍[2]。现有的门窗结构多变，材料多样，除普通玻璃外，在建筑节能的趋势下，新型节能玻璃陆续出现，主要有中空玻璃、镀膜玻璃、高强度LOW-E防火玻璃等，这些玻璃都是通过提高材料（玻璃、窗框材料）的光学性能、热工性能和密封性，或是改善门窗的构造（双层、多层玻璃，内外遮阳系统，控制各朝向的窗墙比，加保温窗帘）等方式来实现建筑节能。

3 新能源的利用与开发

随着能源危机的不断加深，如何提高能源的利用率及新能源的开发利用，无疑的已是各国关注的焦点及工作的重心。新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、水能、风能、地热能以及海洋表面与深层之间的热循环等。日前在中国，可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、太阳能、地热能等，且上述能源均是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施。

在建筑领域，目前投入使用的主要为太阳能发电系统。在我国太阳能资源丰富的地区，采用建筑屋面或立面安装太阳能电池板的方式，可作为生活热水的能源，也可作通过转换直接作为电源使用。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，符合我国清洁能源的各项要求。但也存在种种问题，其运行受天气影响较大，不能作为稳定的电源；同时，造价昂贵，投资回收期较长、维护费用较高等都是制约其大力发展的问题，因此，建筑领域新能源有待进一步研究。

4 展望

随着经济的发展，建筑行业的能源消耗逐年增加，实现可持续发展的战略思想，就必须对其采取经济有效的节能措施以节约能源。在我国，建筑节能是一门新兴的节能技术,也是世界建筑整体发展的一个大的趋向；通过合理的建筑设计和布局规划，可使建筑尽可能利用自然通风和采光，减少建筑设备能耗；同时，我国气候条件差异较大，面对各类新技术时，不同地区需结合地区气候和环境特点，选择合适的建筑节能技术措施，以最大限度发挥建筑的节能效果。

参考文献

[1] 罗 庆,刘庆开,夏煦,罗大波.双层相变玻璃窗动态热调节过程研究［J］.材料导报，2010. 8:25.

[2] 李学智, 马梅梅. 门窗节能-建筑节能的主角［J］.门窗, 2010.07: 20 .