公共建筑节能技术应用存在的问题及对策

李 红

(中冶南方工程技术有限公司，湖北武汉 430223)

1 概述

建筑节能具体指在建筑物的前期设计和后期使用过程中，采用相应的技术、工艺、设备、材料和产品，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下减少能耗。

公共建筑作为收集和处理信息的主要场所之一，近年来得到了巨大的发展。现代公共建筑的活动内容决定了公共建筑能耗结构中以电力为主的特征，在采暖和制冷中，又以价格昂贵的燃油和天然气等为主(中央空调系统)，因而不难理解办公楼能耗费用成本之高。据统计大型公共建筑比普通住宅运行能耗高5倍～10倍，甚至更高，主要原因是很多大型建筑追求外表的华丽以及大量使用集中空调，使相应的碳排放水平很高。因此，公共建筑的节能意义重大。

财政部2011年出台了有关公共建筑节能的相关文件《关于进一步推进公共建筑节能工作的通知》“建立健全针对公共建筑特别是大型公共建筑的节能监管体系建设，通过能耗统计、能源审计及能耗动态监测等手段，实现公共建筑能耗的可计量、可监测…”，可见国家对公共建筑的节能也是非常的重视。

2 公共建筑节能现状

2.1 意识薄弱

人们没有充分认识建筑节能工作在社会中的重要性，同时对建筑节能的基本知识也缺乏深刻的了解，虽然一些企业大多有节能增效的意识，但由于认识水平、人员素质及技术水平等问题，节能降耗工作的紧迫性不强、重视程度不够等，很多时候节能措施形同虚设，跟不上节能降耗工作的形势需要，加之一些地区的主管部门没有真正树立起科学的发展观，只注重建筑数量和规模，放松或放弃了自身的监督管理职能，考核体系也不健全，在运作过程中缺乏在市场经济条件下政府推动节能管理工作的新机制。

2.2 法规措施不完善

建筑节能涉及行业的多个部门，也涉及到自然科学和应用科学的各个领域，如设计标准、建筑材料、供水供电等。单靠一个部门都很难实施，应有相应的职能部门牵头，加大协调力度，制定行之有效的强制各方利益主体必须积极参与节能的法律法规和行政监管体系，并组成强有力的政府权威的综合监管机构。

2.3 新技术推广不力

近年来，我国建设规模和总量增长比较快，但科技投入没能同步跟进，建筑的科技进步是滞后的，目前有关建筑节能的相关研究主要集中在节能技术、设备、工艺，节能效益评价，节能法律法规以及有关经济鼓励措施等方面，对于节能新技术推广方面的研究相对较弱，建筑节能的新技术、新产品开发力度不大，得不到及时的推广和应用。节能降耗是降低产品成本，提高产品市场竞争能力的重要技术手段，而设备落后、技改不力、对新技术与新装置了解不足也是客观存在的问题。

2.4 建筑设计不符合节能要求

公共建筑能耗过大的关键在于这些公用建筑采用了不适当的集中空调技术，经常出现“大马拉小车”的局面，导致能源的无谓消耗。此外，一些建筑在设计方面过分追求标新立异，比如南方某办公大楼，是由温暖地区的国外建筑师设计，外墙面几乎全部为玻璃幕墙，主楼像一个大玻璃柱子，冬天不保温，人在室内冷得发抖，夏天办公人员在阳光的照射下热得汗流浃背，每年仅电费就高达1 000万元，比一般建筑高2倍～4倍，像这类建筑就要进行强制性改造。

3 公共建筑措施

3.1 外墙节能

建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、门和窗)的设计对建筑能耗有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%，而节能却可达20%～40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。

作为建筑物与外界直接接触的围护墙体，其节能是重中之重。建筑围护结构的节能技术集中体现在对通过建筑围护结构的能量控制上。例如，墙体可采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体，以降低外墙传热系数。也可以通过设计控制合适的窗墙面积比，选择合适的窗户结构，通过采用遮阳技术和镀膜技术等，来达到冬季采暖季节时，可以阻止室内热辐射通过透明结构的损失，增加太阳能对室内的渗透，在夏季空调季节时，可以阻止室外热量向室内渗透，减少室内冷气的损失。

例如，某南方高层办公大楼，楼长为46.7 m，宽为15.6 m，总高77.5 m，地上24层，地下1层剪力墙结构，地下1层为人防，－1.5 m～±0.00 m设一层夹层，1层～24层为办公、商业。该工程外墙保温体系采用粘钉结合的方式固定挤塑板，不仅能承受高层建筑上部的高风压，还使建筑物低层可选用重量小于0.35 kN/m2的饰面材料如面砖等，充分满足业主的需求(见图1)。该外墙保温体系施工工序流程:施工准备→技术安全交底→准备材料、设备→挤塑板施工→养护→验收竣工。采用保温复合墙体后，原来既可作为承重又可作为保温用的墙体可以减薄，但如果用内保温，则冷桥的问题就趋于严重，而冷桥会导致潮湿、结露、淌水和发霉，外保温则不存在这个问题，在同样的保温水平(如用50 mm泡沫聚苯乙烯板)条件下，外保温要比内保温的热损失可减少约1/5，从而节约了热能;由于保温层的敷设具有连续性，可以避免传统墙体结构所产生的热桥现象，而且挤塑板的导热系数较小，只有0.041 W/(m·K)，能够有效地减少室内的热损失和冷损失。采取该保温措施后，在冬季比较寒冷的地区，居住建筑的节能效果可以达到50%，该外墙保温体系不占用室内空间，保温效果明显，取得了良好的效果，受到业主的好评。

图1 外墙保温体系示意图

3.2 门窗节能

门窗是围护结构保温的薄弱环节，从对建筑能耗组成的分析中，人们发现通过房屋外窗所损失的能量是十分严重的，是影响建筑热环境和造成能耗过高的主要原因。作为外墙的附属物之一的门窗，其节能也不能忽视，门窗节能的关键是在满足其使用功能的前提下，具有较高的保温性和隔热性能。

传统建筑中，通过窗的传热量占建筑总能耗20%以上;节能建筑中，墙体采用保温材料热阻增大以后，窗的热损失占建筑总能耗的比例更大。导致门窗能量损失的原因是门窗与周围环境进行的热交换，其过程包括:通过玻璃进入建筑的太阳辐射的热量;通过玻璃的传热损失;通过窗格与窗框的热损失;窗洞口热桥造成的热损失;缝隙冷风渗透造成的热损失。

门窗节能最重要的是解决好门窗型材断热问题和选配热阻值小的玻璃问题，使门窗具有高强度、高气密性、高水密性、高精度性、优异的隔热、隔音性能。只要从门窗的设计、加工、安装等各个细微环节上下工夫，就完全可以设计、制造出适应保温节能要求的门窗。

比如从窗型上来考虑，推拉窗的节能效果差，而平开窗和固定窗的节能效果优越。推拉窗在窗框下滑轨来回滑动，上部有较大的空间，下部有滑轮间的空隙，窗扇上下形成明显的对流交换，热冷空气的对流形成较大的热损失，此时，不论采用何种隔热型材作窗框都达不到节能效果。

在门窗框型材上，新材料出现后如果没有相应的结构配合，则它发挥的作用也就有局限性。同样的材料采用的结构不同，在性能上相差是很大的，如框采用多腔隔热条、密封采用多道密封和玻璃、附件配套，使K值大幅度降低。平开窗的窗扇和窗框间一般有橡胶密封压条，在窗扇关闭后，密封橡胶压条压得很紧，几乎没有空隙，很难形成对流，热量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身的热传导、辐射散热和窗扇与窗框接触位置的空气渗漏，以及窗框与墙体之间的空气渗漏等。

3.3 重视规划设计

规划设计是重中之重。主要节能技术在建筑的应用领域主要有以下几个方面:地块选择、规划布局、建筑群朝向、日照、形体系数、自然通风、立面设计、屋面空气层、窗墙比、遮阳、生态铺地、绿色水体、风向处理及整体绿化。例如在建筑间距、建筑朝向、建筑密度、建筑布局、建筑体型上确保房屋具有良好的通风和采光，通过加强周围绿化来解决房屋的热环境问题，等等。例如建筑基地应选在向阳的地段上，为争取日照创造先决条件，而不宜选择在山谷、洼地及凹地等处，因为冬季冷气流易在凹地里形成对建筑物的“霜洞”效应，位于凹地的建筑所消耗的能量，就会相应地增加。

3.4 增加遮阳设施

建筑节能是一项综合工程，而外遮阳是实现建筑节能的最有效方法之一。外遮阳能通过阻挡阳光直射辐射和漫辐射，控制热量进入室内，降低室温、改善室内热环境，使空调高峰负荷大大降低。建筑的遮阳可以分为两个部分，一部分是对建筑外墙、屋顶的遮阳，另一部分是对窗户的遮阳。窗户是连接室内外的一种桥梁，不光是视觉上的，采光、通风换气也主要通过窗户来进行，当夏日来临，尤其是大面积的玻璃窗户，不得不面临着窗户遮阳的问题，现在国内的普通大众对于窗户遮阳的认知度比较低，大都是安装个布艺窗帘就完事，其实不然，窗户隔热遮阳对于室内节能降耗要起到非常大的作用，尤其是室外遮阳，比如在窗户外安装欧式卷帘窗，具有非常好的隔热保温性能，又能防盗，还不影响室内的装饰效果，而且在外面看也是十分的美观。

在室内窗户遮阳方面，也不只是布艺窗帘，像卷帘和百叶帘也是很适合室内窗户遮阳的，当然目前对于住宅国内人们还是比较认可布艺窗帘，当然选择面料厚重、遮光性强的面料也会加强遮阳隔热的功能。

目前国内住宅门窗设计和生产也存在许多误区，住宅门窗可开启的窗扇偏少，开启方向和开启方式不因地制宜，固定窗太多，如何利用城市夏季主导风向加强室内自然通风，少开空调，达到节能目的等的建筑设计还待改进。

4 结语

目前，我国建筑节能在跨越式大发展的转折年代，面对着资源枯竭、环境恶化、生态破坏、气候变暖等一系列严峻问题。随着经济和科技、文化的发展，在未来一段时间内，建筑能耗绝对值将有所上升，建筑室内环境标准也将提高;节能的关键在于能源使用效率的提高，最终的目标是实现室内人工环境与自然环境的和谐统一，因此降低建筑能耗对建立节约型社会具有重要意义。

［1］吴炎灿，朱 海.外保温聚苯板复合墙体节能建筑［J］.低温建筑技术，1999(1)：41-43.

［2］王莉丽，刘家欣.墙体节能应用与发展［J］.黑龙江水利科技，1999(2)：7-9.

［3］张汉俊.建筑节能与墙体改革［J］.邮电设计技术，2000(2)：57-58.