节能技术在建筑中的应用

李姝凡

辽宁铁道职业技术学院，辽宁锦州 121000

目前有资料统计：城市建成区用地的30%用于住宅建设；住宅能耗占全国总能耗的20%左右；因此，在我国建设节能住宅，推广节能技术已经是迫在眉睫，势在必行了，也已经引起各级政府部门的重视，我国政府把建筑节能列入“十一五”规划，提出建设“节能省地型住宅”和“2020年建筑节能远景规划目标”.节能环保意识已逐渐进入人心，节能住宅已成潮流，应为设计者重视。

1 节能

1.1 位置和朝向的节能

建筑的朝向必须考虑日照的影响，阳光有着巨大的辐射能量。尤其是在寒冷的北方地区，太阳对建筑物的温度影响是很大的，白天由于受太阳的影响，建筑物的室内温度晴天比阴天最少温度升高3℃。据有关资料报道：每年到达地球表面上的太阳辐射能量约相当于130万亿t标煤，这么大的能量弃之可惜，而且地球本身就能接收太阳能，由此看来阳光对建筑的节能也有着十分重要的影响。另从朝向修正率方面也可发现：太阳以辐射方式把热量传给围护结构，受到日照的围护结构表面获得热量，表面温度也将升高。围护结构的朝向不同，受日照的影响程度也不同，因而其所受太阳辐射热的影响也必然不同，见表1。因此，建筑物的方位与节能有着直接关系。

表1 朝向修正百分数

1.2 围护结构的节能

建筑物围护结构的耗热量主要取决于外墙和门窗两项。而建筑物采暖能耗节能的30%是靠提高建筑围护结构的保温性能来达到的，外墙的保温越来越被人们所重视，保温材料的使用和太阳能的利用也被人们关注。门窗的节能除了考虑材质、缝隙渗入量还要考虑窗墙比、朝向。我国北方地区冬季寒冷，集中供热面积大，采暖能耗是建筑能耗的最大组成部分，建筑物的防寒保温问题是关系能源消耗的重要问题，节约能源已成为北方建筑设计的一个重要问题。

1.2.1外墙的节能

采暖建筑物围护结构基本耗热量的计算公式为：

式中：

Q-围护结构的基本耗热量；K-围护结构的传热系数；

F-围护结构的传热面积；tn-采暖室内计算温度；

tw-采暖室外计算温度；α-围护结构的温差修正系数。

从以上公式可以看出外墙是围护结构的主要部分，而外墙的节能措施，目前主要是使用环保节能型建筑材料，可以有效减少通过围护结构的传热，从而减少各主要设备的容量，达到显著的节能效果。尤其是高层建筑的围护结构，它主要采用钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重，属于填充材料，为了减轻荷载，达到保温、隔热要求，应采用轻质高效保温材料，目前在寒冷地区常用的墙体做法有：页岩陶粒混凝土空心砌块；粘土空心砖与实心砖复合墙体；粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多，节能的效果仍达不到标准的要求。另围护结构的材料布置分外侧和内侧，在寒冷地区的同一气候条件下，由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同，为防止墙体内产生冷凝水，保温层设在外侧更为妥些，而且尽可能避免产生冷桥。

1.2.2外窗的节能

外窗的耗热量除了与材质有关外，再就取决与缝隙的冷空气耗热量，其计算公式为：

式中：Q-加热由窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量；c-空气平均定压重量比热为0.24；V-每小时由窗缝隙渗入室内的冷空气量；tn-采暖室内计算温度；tw-采暖室外计算温度；r在采暖室外计算温度下的空气重度。

由公式可知外窗的缝隙尺寸决定了缝隙的耗热量，因此要控制窗户的面积，使其既能更好的引进太阳辐射热，又能减少冷风渗透损失的耗热量。为此规范规定：住宅窗地面积比为1:7；民用建筑窗地面积比为1:4-1:7。另外根据外窗的传热系数和保温性能，外窗最好选用单框双玻的塑钢窗，现在有的用户为了美观和更好的采光，换了大玻璃窗户，但其保温效果不好，而且由于冷桥效应，达不到理想的节能效果。

2 措施

2.1 控制表面面积系数

从获取更多的日照辐射，降低能耗的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西的长方形体形最好，正方形次之，而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。

2.2 太阳能的利用

太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。它也正逐渐地被各行各业所利用，小的方面，它可以为家庭提供热水，既节约了能源，又保证了安全，也减少了意外事故的发生。大的方面，光伏电站的建立，消灭了县城无电的现状。在供暖方面它也开始了它的优势，洁净、安全、价廉，对环境没有任何污染。我们在晴天时可利用太阳能的热量，在阴天和夜晚，则通过能量储存设备接收的太阳能来提高供水温度，达到供暖的目的。这样不但减少了锅炉的负担，而且节约了煤资源，又减少了污染，还保护了大气环境。总之，随着太阳能利用科技水平的不断提高，太阳热能科技将阳光聚合，为我们提供更多的热量，满足我们的需求。让我们更多地利用太阳能吧，使用光伏技术吧。

3 结论

对建筑节能设计方法的探讨，总结出在设计中应从规划、设计、围护结构、周围环境等方面充分合理地利用当地的自然资源——地下水供暖、太阳能供暖，从而达到建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合，提高建筑的整体效益。我国的建筑节能有着巨大的潜力，只要认真扎实地做好节能设计工作，就可以有效地降低建筑耗能量，为我国建筑业、能源业节省更多的能源。