現(xiàn)在世界上平均建筑能耗占總能耗的37%,其中包括采暖、通風(fēng)、空調(diào)、熱水供應(yīng)、炊事、照明、家用電器等方面的民生能耗又占能耗的80%以上,而我國建筑能耗占全國總能耗的40%以上,建筑能耗高出發(fā)達(dá)國家2-3倍。我國新建筑中只有10%—15%能達(dá)到國家制定的強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),80%以上為高耗能建筑,這對社會造成沉重的能源負(fù)擔(dān)和嚴(yán)重的環(huán)境污染,制約了國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。建筑節(jié)能在我國是一項(xiàng)艱巨而又重要的工作,也是事關(guān)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。
1 建筑節(jié)能要求建設(shè)部在出臺的《關(guān)于發(fā)展節(jié)能省地型住宅和公共建筑的指導(dǎo)意見》中,提出了建筑節(jié)能的具體目標(biāo):到2010年,全國城鎮(zhèn)新建建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能50%;既有建筑的節(jié)能改造工程將逐步展開實(shí)施,要求大城市完成應(yīng)改造面積的25%,中等城市完成15%,小城市完成10%;到2020年,北方和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和特大城市新建建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能65%的目標(biāo),絕大部分既有建筑完成節(jié)能改造的工作。
建筑節(jié)能是指節(jié)約采暖供熱、空調(diào)制冷、采光照明以及調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度、改變居室環(huán)境質(zhì)量的能源消耗、還包括利用太陽能、地?zé)?水)能源的綜合技術(shù)工程。其主要實(shí)現(xiàn)途徑是減少建筑物外表面積和加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫以減少傳熱耗熱量;提高門窗的氣密性,以減少空氣滲透耗熱量;在減少建筑物總失熱量的前提下,盡量利用太陽輻射熱能和建筑物內(nèi)部熱能,最終達(dá)到節(jié)約采暖設(shè)備供熱量的目的。
2 外墻外保溫技術(shù)應(yīng)用目前國內(nèi)在建筑節(jié)能方面采用較多的主要是外墻部分的節(jié)能保溫體系即外墻外保溫體系。外墻外保溫體系通過改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,可在室內(nèi)營造舒適的熱物理環(huán)境,實(shí)現(xiàn)建筑物采暖或制冷能耗的降低目的。
同內(nèi)保溫相反,外墻外保溫是將保溫材料固定在外墻外側(cè),外部再進(jìn)行飾面保護(hù)。外保溫有以下幾個特點(diǎn):①適用范圍廣,技術(shù)含量高;②保護(hù)主體結(jié)構(gòu),延長建筑物壽命;③減少建筑物熱橋;④增強(qiáng)外墻抗?jié)B、防火功能;⑤擴(kuò)大室內(nèi)使用面積。國內(nèi)關(guān)于外墻外保溫研究應(yīng)用較早,目前已經(jīng)取得較多成果。經(jīng)實(shí)際比較,使用外墻外保溫系統(tǒng)的房屋,室內(nèi)溫度均勻,在空調(diào)作用下不受外界劇烈冷熱氣候變化的影響,房間內(nèi)部溫度分布比較均勻。使用外墻外保溫系統(tǒng),夏季外墻內(nèi)壁溫度較低,無熱輻射;冬季外墻內(nèi)壁溫度較高,無冷輻射,因而能夠營造良好的室內(nèi)熱環(huán)境。
在南方地區(qū)應(yīng)用外墻外保溫體系的房屋與外墻不保溫的房屋,在不考慮屋頂、地面、門窗傳熱的情況下,前者相對于后者有較高的節(jié)能效率。在南方地區(qū)最寒冷季節(jié)的節(jié)能效率超過40%。這說明,在南方地區(qū)推廣節(jié)能型建筑,外墻外保溫體系是一個比較好的材料結(jié)構(gòu)形式選擇。
在國內(nèi)目前外保溫主要集中在使用聚苯板和聚苯顆粒兩大類。聚苯板保溫層的施工方法包括粘貼和干掛;聚苯顆粒保溫層則主要通過現(xiàn)場制作的方式應(yīng)用于保溫體系。而在國外,大量用于屋面和墻體保溫絕熱的材料是聚氨酯硬質(zhì)泡沫,其優(yōu)點(diǎn)具有導(dǎo)熱系數(shù)低、熱工性能好,粘結(jié)性能良好,現(xiàn)場噴涂或澆筑施工無接縫、整體性好,防潮、防水性能好,耐老化、阻燃、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
3 節(jié)能建材選擇建筑節(jié)能必然對建筑材料的選擇提出了比以往更高的要求,建筑材料在建筑節(jié)能中也扮演著越來越重要的角色。新型節(jié)能型建筑材料的不斷問世,使得建筑節(jié)能也不再是紙上空談。在建筑中合理采用各種節(jié)能建材,可顯著提高建筑物的隔熱保溫效果,同時降低能源損耗。因此,大力開發(fā)和利用各種 高品質(zhì)的新型節(jié)能建材,不僅具有重要的社會意義,更是節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的迫切要求,以下就目前常用的幾種節(jié)能材料簡要分析。
3.1 太陽能應(yīng)用太陽能是綠色能源中最重要的能源,是取之不盡、用之不竭的天然能源。從目前國內(nèi)來看,主要是局限在被動利用太陽能技術(shù),即將大量太陽能熱水器安裝在屋頂,由于其規(guī)格各異,嚴(yán)重破壞了建筑形象。太陽能光伏發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)。目前已成功將太陽能組件和建筑以整合,實(shí)現(xiàn)了“光伏一建筑一體化(BIPV)”。有報道稱美國建筑專家發(fā)明太陽能墻,在建筑物的墻體外側(cè)加一層薄薄的黑色打孔鋁板,它能吸收照射到墻體上的80%的太陽能量,被吸入鋁板的空氣經(jīng)預(yù)熱后,通過墻體的泵抽到建筑物內(nèi),從而節(jié)約中央空調(diào)的能耗。而鋪設(shè)鋁板的成本,可在3年后從節(jié)能成本中收回。我國2008年奧運(yùn)會也大量利用太陽能技術(shù),明確提出要在運(yùn)動員村和體育場中,要最大限度地利用太陽能,如奧運(yùn)場館的外墻將貼太陽能電池,場館周圍的路80%~90%將采用太陽能供電,洗浴用的熱水90%將由太陽能集熱技術(shù)提供,我國成為利用太陽能最多的國家。
3.2 建筑節(jié)能用玻璃節(jié)能玻璃的選用在建筑節(jié)能中占據(jù)著重要的位置。目前所知的玻璃節(jié)能材料有雙層通風(fēng)玻璃幕墻、中空玻璃、真空玻璃、調(diào)光玻璃、鍍膜玻璃、自潔凈玻璃和光致變色玻璃等。節(jié)能玻璃的使用特點(diǎn)是可以降低太陽輻射能,節(jié)省建筑使用空調(diào)的設(shè)備、電力費(fèi)用,同時也可以降低廢氣的排放量。
3.3 工業(yè)廢棄物的再利用3.3.1 建筑垃圾的回收利用多數(shù)工業(yè)化發(fā)達(dá)國家建筑垃圾人均排放量達(dá)1.1t,循環(huán)利用這些廢棄物能,減少對天然資源5%的消耗。將建筑廢料經(jīng)過回收處理后再重新利用,既能保護(hù)天然資源,又能降低建筑垃圾對環(huán)境的影響。
3.3.2 工業(yè)廢渣的回收利用粉煤灰是燃煤發(fā)電廠廢棄物,我國每年排放近1億t,燃燒利用率不足40%。磨細(xì)礦粉是以高爐水淬礦渣為主要原料,經(jīng)干燥、粉磨處理而制成的超細(xì)粉末材料,是制備高性能水泥和混凝土的優(yōu)質(zhì)混合材料。
3.3.3 廢舊橡膠的回收利用在混凝土中加入粉煤灰、礦渣、硅粉等工業(yè)廢渣有效地促進(jìn)了混凝土技術(shù)的進(jìn)步,極大地提高了混凝土的性能,但是混凝土的韌性并沒有因此而顯著改變。
4 結(jié)語建筑節(jié)能已經(jīng)影響到民生,關(guān)系到整個社會的可持續(xù)發(fā)展。大力推廣節(jié)能建筑對于合理利用有限的資源和能源,降低大氣污染,改善人居環(huán)境有著重要的意義。
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