浅谈建筑节能的重要性及应用
2014-12-25白杨王春阳沈金鑫
白杨 王春阳 沈金鑫
摘要:节能关系到世界能源的可持续发展,关系到国家经济的繁荣与世界和谐。建筑节能已成为我国节能浪潮的主流之一,建筑节能技术也已成为当今建筑技术发展的重点之一。建筑节能应从项目立项的早期规划设计阶段介入,将降低能耗的要求带到建筑物的设计中去;切实贯彻国家的节能法律法规,针对房屋不同的节能方面进行改造,将建筑节能落到实处。使建设领域贯彻实施国家大力发展节能省地型建筑,全面推广和普及建筑节能技术。
关键词:建筑节能;重要性;应用
中图分类号:TE08文献标识码: A
一、建筑节能的必要性
全球的能源决定和制约着各国经济和社会的发展。现今社会,国家之间为了争夺能源,展开了更为激烈的竞争和争斗,以致出现了以战争的手段争夺和控制能源产地国的现象。
我国作为发展中国家,要改善和提高人民生活水平。实现国家的和平崛起,实现中国梦,对能源需求已日益不断增大。能源,作为经济社会发展的动力和命脉,其作用实在不可低估。
建筑节能是关乎国计民生的重大问题,我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段,工业的增长,城镇化进程的加快、居民消费结构的升级,使得人们对能源、经济资源的需求更加迫切。由于我国人口众多,能源资源相对缺乏,但我国又是一个能耗大国,能耗消费总量排在世界第二。我国人均能源占有量仅为世界平均水平的40%,建筑耗能已占到全社会总耗能的30%左右。目前我国能源形势相当严峻,在今后的长时期内也将难以缓解的状况下,节约能源已是刻不容缓。如果再不节约能源,将严重制约我国的经济和社会发展。
建筑节能是降低能耗、提高能源效力的战略举措,近年来,随着我国城市化建设的快速发展,能源紧缺问题突显,已严重影响和制约了我国经济社会的发展。我国现有的建筑总面积以每年15%一20%的速度递增,而建筑在建造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总耗能的30%以上,并呈继续上升趋势。要加快建设节约型社会,建筑节能潜力巨大。切实落实我国建筑节能工作,有利于降低建筑能耗,有效缓解我国能源紧张状况,促进我国能源、经济、环境的可持续发展,其意义和影响十分重大。
我国建筑能耗与建筑节能的现状分析
我国是一个资源缺乏,开采手段落后的国家,受科技水平和生活习惯的影响,我国又是一个能源应用和利用率较低的国家。我国正处于城镇化和工业化快速发展时期,原有存量建筑400亿m2,每年大约新增20亿m2,接近全球年建筑总量的一半。如果按照现阶段房屋的增量来计算的话,每年城乡新建建筑面积近20亿m2。预计2020年底,全国房屋建筑面积将新增近300亿m2。目前,建筑耗能已于工业耗能、交通耗能并列,成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。
建筑节能相关法律法规的出台和建筑节能技术推广,建筑节能虽取得了一定的成效,但总体节能状况令人堪忧,大批量的高能耗建筑,成为构建和谐社会的“瓶颈”。众多既有建筑未达到节能要求,其中最重要的原因是由于建筑能耗影响因素极其复杂,导致从技术体系到配套法规上没有从根本上理顺相关工作。现行建筑节能标准只对建筑总量30%以下的建筑具有约束力,且标准中某些缺乏科学性的条款使标准在执行中存在漏洞;软件的某些预测结论与标准不协调,会产生建筑节能的技术屏障,这些问题极大地制约了建筑节能工作的深入推进,给建筑节能工作带来困惑。而目前建筑节能的推广和实施还没有得到有效重视,国家出台的相关政策法规在执行过程中。
综上所述,应尽快研究和建立科学合理的建筑节能技术支撑体系,制定适应各地区特色、各种建筑形式,符合市场规律、尊重建筑能耗客观规律的建筑节能设计标准。建筑节能立法、健全建筑节能法律法规,逐步完善节能省地型建筑经济激励政策。通过立法,明确建筑节能的法律地位和相关主体的责任、权利和义务。这是历史赋予我们的使命,也是我国建设节约型社会、推动建筑节能工作的需要。
二、建筑节能材料及节能技术应用
1、节能门窗应用
门窗是建筑围护结构的重要组成部分,是建筑物外围开口部位,也是房屋室内与室外能量阻隔最薄弱的环节。通过门窗传热损失能源消耗约占建筑能耗的28%,通过门窗空气渗透能源消耗约占建筑能耗的27%,两者总计占建筑能耗的50%以上。节能型建筑门窗是应达到现行节能建筑设计标准的门窗。推广和应用建筑节能门窗应选择符合所在地区节能建筑设计标准及其实施细则的节能型门窗。建筑门窗行业必须实现技术创新,质量升级,综合配套,走产业化的发展道路。重点开发和推广下列八项技术:
⑴建筑门窗和建筑幕墙全周边高性能密封技术。
⑵高性能中空玻璃和经济型双玻系列产品工艺技术和产品性能上要有较大突破。
(3)铝合金专用型材及镀锌彩板专用异型材断热技术。
(4)复合型门窗专用材料开发和推广应用技术。
(5)门窗窗型及幕墙保温隔热技术。
(6)门窗和幕墙成套技术。
(7)太阳能开发及利用技术。
(8)改进门窗及幕墙安装技术。
发展化学建材的产业政策和建筑节能的技术政策,是指导我国建筑门窗及幕墙行业发展的重要政策依据,必将对本行业产品技术发展,产生深远影响,务必要引起全行业同仁的高度重视,把握机遇,适应市场变化,全力开发节能产品。
2、保温墙体应用
我国建筑节能已由初期的倡导发展到现在强制普遍实施,民用住宅、工业建筑、公共建筑、既有建筑等都要求实施节能。当前大规模应用推广外墙外保温技术,这种单一技术形式已无法满足市场需求,多种墙体保温技术全面发展己迫在眉睫。
外围护结构整体节能标准和外墙保温技术的互动,有力地促进节能技术发展
(1)建筑节能设计标准全面提升为墙体节能技术创造更大发展空间
国家建筑节能设计标准对屋面、外窗、外墙、地面、基础以及室内通风、照明等根据不同地区气温、日照状态都进行了综合性的分项标准设定。正确执行建筑节能标准、正确选择墙体保温技术能使节能标准得到保证,大力推动多种墙体保温技术同步发展,更有利于建筑节能标准全面有效地落实。
(2)自保温墙体技术、复合保温墙体技术同步推进具有明显的技术发展和社会经济效益提升的综合优势
从发展建筑节能工程技术的目的出发,外墙节能技术应该追求节能达标并长期有效,建筑原始投入合理较低,住户居住舒适,使用寿命长,维修费用低,也就是从建、用、管、修都具有合理性。所以对不同地区、不同类别、不同高度、不同功能的建筑以及不同节能标准的建筑,应该根据个性建筑具体情况合理选择不同的墙体节能技术。自保温墙体技术和复合保温墙体技术同步发展,不仅技术上可行,经济上有益,标准上无障碍,市场上有需求,在实现建筑节能的同时大大促进建材行业技术进步,也对因节能提房价的某些理由产生一定约束力,一举多得,既符合国家相关政策又符合市场发展规律。
墙体节能技术是系统工程,只有全面、系统地解决产品性能、配套技术、施工技术、施工管理等才能最终形成合格工程。因此,为了确保外墙保温工程质量,理应强化政府部门的政策引导和专家的技术导向作用,完善相关产品的技术标准、规范、规程和工法,加大对相关技术的研发、设计、施工和施工管理的投入,在相关政府部门指导下,实施标准先行战略。在此基础上,研发单位应认真按标准研发产品、完善技术;设计部门应正确根据具体工程实际评价选择适合的技术产品;施工企业应在技术规程指导下严格施工;监理单位应在现场按检验验收规定严格把关。这些措施都是外墙保温事业理性发展的目标,也是正确、必然的发展过程。全行业只有不断努力,外墙保温事业才能健康发展,全面提高外墙保温工程质量才会指日可待。
3、屋面工程节能应用
(1)屋面隔热。中国建筑节能技术正处在发展的初期,建筑能耗还是很高,能源利用率比较低,特别我国南方地区在夏季太阳辐射和室外气温的综合作用下,从屋顶传入室内的热量要比从墙体传入室内的热量要多,因此,建筑屋面的隔热节能尤为重要。提高围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。屋顶作为一种建筑物外围护结构所造成的室内外温差传热耗热量,大于任何一面外墙或地面的耗热量。因此,加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大,节能效益却很明显。
倒置式屋面是与传统屋面相对而言的。倒置式屋面就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒,把保温层放在防水层的上面。倒置式屋面关键部位“憎水性”保温材料,建筑工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、矿棉岩棉等都是非憎水性的,这类保温材料如果吸湿后,其导热系数将陡增,所以才出现了普通保温屋面中需在保温层上做防水层,在保温层下做隔气层,从而增加了造价,使构造复杂化。其次,防水材料暴露于最上层,加速其老化,缩短了防水层的使用寿命,故应在防水层上加做保护层,这又将增加额外的投资。再次,对于封闭式保温层而言,施工中因受天气、工期等影响,很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率:如因保温层和找平层干燥困难而采用排汽屋面的话,则由于屋面上伸出大量排汽孔,不仅影响屋面使用和观瞻,而且人为地破坏了防水层的整体性,排汽孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落,反而使雨水灌入孔内。倒置式屋面与普通保温屋面的节能保温效果显而易见。
(2)屋面绿化。随着我国城市化进程的高速发展和建筑面积的急剧增加,建筑能耗将更加巨大。城市建筑实行屋面绿化,可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体的排放,同时可增加城市绿地面积、美化城市、改善城市气候。
屋面绿化的普及和实施是有利于环境、有利于城市、有利于市民的好事,符合国家建设美丽中国的战略目标,应积极推广。
4、太阳能利用与应用
太阳能热水器系统。在民用建筑中主要使用的是热度不高的热水,供生活用水使用,而将太阳能转化为温度不高的热水只要用简单的装置即可实现,因此现在已被广泛应用。供应热水可以采取集中的方式,也可用于单独的住宅中。集中供应热水,需要有一定物业投资,可采取燃油或燃气锅炉作为辅助加热系统,可以取得显著的经济和社会效益,适用于人口较集中的集聚区、宾馆等民用建筑。单独供应热水,可采用太阳能热水器,不需要专门的管理人员,适用于城乡各类民用建筑。
太阳能热泵采暖系统。太阳能热泵采暖系统是指利用以太阳能直接辐射能量和空气中所储存的太阳能为作为蒸发器热源,辅以少量的电能驱动太阳能热泵而将换热器作为冷凝器的采暖系统。并可与制冷系统相结合用于夏季制冷。节能效果非常显著。
被动式太阳能采暖。最简单的被动式太阳能设计是让阳光直接照射到建筑上并加热它。太阳光的热量储存在建筑物的蓄热体里,如混凝土、大理石地面、石墙,都能储存并缓慢地释放热量。
太阳能做为一种清洁可再生能源,现在已得到世界各国的普遍重视,太阳能的利用也到了一个新的发展阶段。从建筑使用中节约的能源费用角度去计算是具有明显效益的经济和社会效益的。
三、建筑节能现状及展望
当前,我们仍然缺乏一个技术支撑体系,特别是中、低档建筑采用节能技术的难度比较大。国内有很多过硬的单项节能技术,如何使它们与建筑物更好地结合在一起,这需要大量的科研与实践来完成。建筑物是极为复杂的能耗系统,节能与否注重的是综合效果。随着一些节能技术的广泛应用以及节能设备的批量生产,降低节能成本是完全有可能的。绿色建筑与节能建筑市场上的概念很多,一些消费者经常会混淆绿色建筑与节能建筑。事实上,绿色建筑也被称作生态建筑、可持续建筑,它是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期中实现高效率地利用资源、最低限度地影响环境的建筑物。绿色建筑比节能建筑的标准更高,其核心是节能,除此之外还包括健康和环保。国外的建筑发展经历了三个阶段:第一是工业化阶段,大量解决人的住房问题;第二是关注建筑性能和质量的阶段;现在的发达国家已经进入第三个阶段,关注建筑的节能、生态和环保问题。而中国刚刚跨过第一个阶段,进入第二个阶段。
节能住宅将是未来住宅发展的主流。积极推进建筑节能,减轻环境污染是我们的使命。能源技术必将推动建筑市场的不断拓展。