绿色建筑节能降耗方案应用研究

李硕，梁田

（1.大众报业集团，山东 济南 250014；2.山东工程职业技术大学，山东 济南 250000）

1 绿色建筑节能降耗的理念

绿色建筑是指在整个建筑生命周期中，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑在技术上要做到“四节一环保”，即节约能源、节约用水、节约土地资源、节约材料、保护环境。具体来说，在“四节一环保”的理念中，“四节”是指在建筑的规划设计阶段就应当充分考虑如何节约能源，其中包括建筑规划设计的节能；在建筑的施工过程中就应当考虑如何减少资源浪费，其中包括材料的节约；在建筑竣工后就应当考虑如何减少污染，其中包括空气和水的污染；在建筑使用阶段就应当考虑如何降低对环境的影响。绿色建筑在建设过程中要贯彻以人为本的思想，充分考虑人们日常生活工作学习中需要大量能耗的问题，尽可能实现“零能耗”[1]。

2 绿色建筑节能降耗存在的问题

2.1 建筑耗电量大

建筑耗电量是指建筑物在正常使用条件下，所消耗的电能与该建筑物耗电量的比值。建筑耗电量是衡量建筑节能降耗工作成效的重要指标，也是反映建筑节能降耗工作成效的重要指标。我国建筑耗电量一直都非常大，在一些能源紧张的地区，耗电量更是高得惊人。根据相关统计数据显示，我国一年需要消耗约300 亿kW·h的电能，占世界总耗电量的6%～10%。我国虽然对新能源开发利用非常重视，但是由于技术水平相对落后，新能源利用率不高，致使我国可再生能源资源被浪费掉。在建筑耗电量大这一问题上，我们必须引起足够重视，并采取相应措施对其进行解决。否则随着建筑耗电量不断增加，我国将会面临更加严峻的能源危机[2]。

2.2 建筑隔热效果差

从目前情况来看，我国大多数建筑的隔热效果都不是很好，其隔热原理主要是依靠外墙和屋顶。外墙的隔热性能较好，因为外墙的结构主要是由砖、石和混凝土等建筑材料构成的。但是屋顶的隔热性能相对较差，其主要原因在于屋顶结构中没有采用隔热性能较好的材料，而且屋顶设计时没有考虑到室内空气流通、自然采光和通风等因素。据相关研究表明，如果屋顶采用了隔热性能好的材料，则在夏季阳光直射时室内温度可以降低1～2℃；在冬季阳光直射时室内温度可以提高1～2℃。另外，由于我国地域辽阔，各地气候差异较大，因此不同地区使用的建筑材料也存在着一定差异。如果某些地区使用了隔热性能较差的材料，则会导致屋顶和墙壁的隔热性能变差。而且由于我国地区气候差异较大，不同地区的房屋建筑类型也存在着较大差异，因此房屋建筑隔热效果差的问题还需要进一步研究和解决[3]。

2.3 太阳能利用率低

太阳能资源是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，太阳能的利用方式主要有光电、光热、光电光热、光伏发电四种。我国太阳能资源比较丰富，每年利用太阳能进行发电的数量在30 亿kW 以上。但目前我国建筑工程的太阳能利用率只有不到2%，远远低于世界平均水平。影响建筑工程太阳能利用率的因素主要有。

（1）建筑设计方面。由于我国建筑设计方面技术落后，在一些建筑设计中，不重视太阳能资源的利用。例如，一些建筑物没有考虑到太阳能资源的分布和数量；一些建筑物的外围护结构没有考虑到太阳能资源的分布和数量；还有一些建筑物的窗户太小，这样就限制了太阳能资源的利用。

（2）施工方面。由于施工过程中缺乏必要的监督和管理，导致一些建筑在施工过程中缺乏应有的环保措施，例如，不使用环保材料、不使用环保设备、不对垃圾进行分类等，导致我国建筑工程太阳能利用率低。因此，为了提高太阳能资源利用率，必须加强对这些问题的研究和解决[4]。

2.4 绿色节能门窗施工不完善

节能门窗是建筑节能降耗工作中重要的环节，门窗的设计与施工是实现建筑节能降耗的基础。虽然近年来我国建筑节能工作取得了一定的成绩，但是就目前来看，我国在绿色节能门窗施工方面还存在着很多问题，例如，在选择材料方面，由于没有一个统一的标准，导致一些生产企业为了获取更多的利润，使用劣质材料和伪劣产品。在设计方面，由于没有统一的标准和规范，导致一些建筑在设计方面存在着很大的差异性，导致有些建筑达不到国家节能标准。在施工方面，由于缺乏有效的监督和管理措施，导致一些施工单位偷工减料、以次充好、偷工减料等现象时有发生。由于这些问题的存在，导致我国建筑节能降耗工作并没有达到预期目标。因此，为了使我国建筑节能降耗工作取得更好的效果和质量，需要加强对这些问题的解决[5]。

2.5 建筑物围护结构保温隔热性能差

建筑围护结构是建筑节能降耗的重要组成部分，因此加强对围护结构的保温隔热性能研究具有重要意义。在目前的建筑节能降耗工作中，外墙保温隔热问题是比较突出的。外墙保温隔热主要包括外墙外保温和外墙内保温两种方式，其中外墙外保温施工简单、施工速度快，但是存在着保温层厚度过大、保温层与墙体的连接处存在裂缝、保温层不够严密等问题；而外墙内保温则能够有效避免上述问题的出现，但是施工过程中容易出现防水处理不好、黏结强度不够等问题。墙体内保温需要对墙体进行绝热处理，在目前技术水平下，许多工程中采用的绝热材料质量较差，施工技术不到位，很容易出现渗水等问题，从而影响建筑节能降耗工作的效果。

2.6 水资源循环利用率低

水资源的循环利用率低是一个非常严重的问题，这对我国的建筑节能降耗工作也是一个严重的挑战。目前，我国的水资源循环利用率已经比较高，但是还没有达到发达国家水平。由于我国是一个缺水国家，因此在建筑节能降耗工作中也应遵循节约用水、防止浪费、循环利用的原则。然而目前很多建筑企业并没有真正将这些原则贯彻到实际工作中去。另外，在水资源循环利用方面，还存在着许多问题：①建筑物用水设施缺乏统一规划、设计和管理。②部分建筑物存在着二次供水系统，没有实现水资源的有效循环利用。③部分建筑物的节水设备和节水器具不齐全。④大多数建筑企业并没有对建筑水资源循环利用进行全面规划和设计。

2.7 屋面节能设计不完善

目前，我国屋面节能设计不完善的问题也比较突出，很多屋面保温材料在实际使用中的保温效果不理想。在我国，屋面的保温层是由水泥、黄沙、胶粉等材料制成的。虽然这些材料能够有效地起到隔热效果，但是它们的导热系数比较大，且保温隔热性能并不是特别好。如果在设计屋面时采用了这种材料，就会大大增加屋顶的整体厚度。这些材料的导热系数虽然不是特别大，但是却具有一定的热胀冷缩性，如果屋面保温层厚度过大，就会导致屋面出现裂缝。由于我国许多地区气温较低，再加上建筑施工时间较短等因素，屋面保温层在长期使用中会出现裂缝问题。此外，在一些偏远地区的施工现场还存在着施工条件差、施工环境恶劣等问题，这些因素也会对屋面节能设计造成不利影响。屋面节能设计不完善不仅会影响屋面保温效果，还会导致屋顶出现开裂现象。因此，在设计屋面保温层时要结合当地实际情况，选择合适的保温材料，并对屋顶进行适当加固处理，以避免出现裂缝问题。

3 绿色建筑节能降耗的优化措施

3.1 引入风力技术

风力发电作为一种新兴的可再生能源，具有无污染、分布广、不占用土地等优点，其技术发展和利用具有广阔的前景。在建筑设计中，利用风力发电技术，可以节约大量能源，是绿色建筑的重要内容之一。在绿色建筑设计中引入风力发电技术，主要有以下3 个方面的优点：①风力发电对自然环境无污染。利用风力发电，不会产生废弃物，不会排放有害物质，对环境无污染。②风力发电不需要大量的燃料。在城市中利用风力发电，不需要大量燃料进行动力供给。③风力发电具有广阔的市场前景。目前，我国每年消耗大量煤炭用于发电，造成了严重的环境污染。而利用风力发电却不需要大量燃料供给，仅需消耗少量电力即可满足人们生活和生产的需要。在城市中利用风力发电可节约大量土地资源，避免了大面积土地的建设和占用问题。

3.2 合理应用房屋隔热技术

随着人们对环境和健康的要求日益提高，人们越来越关注建筑中的隔热问题。据统计，在我国建筑物中，有70%以上的热量是通过围护结构向室内传递的，因此，改善围护结构热工性能是建筑节能的关键。根据有关数据统计，在我国建筑物中，墙体能耗占建筑能耗的60%以上，门窗能耗占20%左右。因此，有效地改善围护结构的热工性能是建筑节能的关键。影响围护结构热工性能的因素有很多，主要包括：围护结构的导热系数、太阳辐射的热、室内热辐射、门窗的气密性及热桥等。建筑围护结构中外墙、屋顶和门窗等部位对热量有很大影响。建筑物外墙是建筑物与外界环境进行热交换的主要部位，墙体热阻主要决定了其保温性能，而屋面和门窗则是建筑物内热量传递的主要部位。因此，根据建筑物周围环境采用不同隔热方式对降低能耗有重要作用。

3.3 应用被动式太阳能技术

被动式太阳能是利用建筑自身的一种方式，通常通过改善建筑周围环境来提高其保温性能，从而达到节约能源的目的。被动式太阳能技术与被动式设计原理相结合，通过利用建筑的“墙”来吸收太阳辐射，吸收太阳能后转化为热能，再通过热泵或其他方式将热能传递给室内的设备和空间。它具有不需额外投资、能耗低、对环境友好、无二次污染等优点。

被动式太阳能技术包括：利用建筑周边环境吸收太阳辐射，在建筑外围护结构中设置高效的传热体以减少能量损失；利用建筑本身的墙体和屋面反射太阳辐射，减少其直接作用于室内的能量；利用屋顶绿化或阳台绿化吸收辐射，减少建筑周围环境对太阳能的吸收。

3.4 应用门窗绿色节能施工技术

门窗的节能问题主要是解决窗户的热工性能和气密性问题，对墙体的保温性能有一定要求。在我国北方地区，由于冬季气温低，门窗节能是一项很重要的工作。一般情况下，门窗玻璃的传热系数较大，所以在窗户的节能技术措施中要注意采用节能型玻璃和中空玻璃。窗户的气密性主要取决于窗框与窗扇之间密封的状况。在门窗安装过程中要注意窗框与墙体之间、窗扇与窗扇之间的密封状况，如果门窗安装不当，会使室内热量大量流失，降低室内温度。

3.5 建筑结构和围护结构节能

绿色建筑在结构和围护结构的节能方面，采用的技术如下。

（1）对不同的建筑物采用不同的节能技术，例如，对于普通住宅，使用保温隔热性能好的墙体和屋顶，可以有效降低建筑的能耗；对于北方地区的建筑，使用保温隔热性能好的门窗可以降低建筑物的能耗。

（2）对不同地区进行建筑结构和围护结构节能设计，以提高建筑物的保温隔热性能。例如，在我国南方地区，由于气候温暖潮湿，夏季温度高、湿度大，因此，应根据当地气候条件采用隔热性能较好的屋面和墙体材料。

（3）提高围护结构自身的保温隔热性能。在外墙结构中使用新型材料，如高保温、高气密性的混凝土墙板和混凝土空心板，以提高墙体的保温隔热性能。

3.6 节水与水资源循环的利用

（1）节水系统。主要是指通过设计和使用节水设备与器具，尽可能减少用水量。我国水资源总量虽丰富，但人均占有量较低，且地区间差异较大。因此，要发展节约用水的新技术与新工艺，提高水资源的利用率，尽可能减少水资源的浪费。

（2）建筑给水系统节水。①在满足热、冷、水量和水质等使用要求的前提下，尽量采用单管供冷、供热系统。②加强生活饮用水处理，减少生活饮用水的污染。③采用合理的给水管道和配件及其他用水器具的性能，减少水在输送和使用过程中的损失。④充分利用市政供水管网压力来满足生活用水要求，并通过计量方式来提高水的利用率。⑤利用中水代替生活用水。

3.7 优化屋面节能技术

屋面节能设计是建筑节能的一个重要环节。由于屋面面积占建筑总面积的80%以上，而且其隔热性能对整个建筑的热损失起着重要作用，因此屋面节能设计显得尤为重要。而节能设计的关键在于保温隔热材料的选择和屋面结构构造。常用的保温隔热材料包括：①聚苯乙烯泡沫板。②聚氨酯泡沫塑料。③EPS 泡沫塑料板。④膨胀珍珠岩、膨胀蛭石。⑤硬质聚氨酯泡沫塑料等。同时，为防止渗漏，可在保温隔热材料上设置防水层。

4 结语

综上所述，绿色建筑节能降耗是指在建筑物的规划、设计、建造和使用的整个过程中，通过技术措施和管理措施，最大限度地节约能源，并减少对环境的影响。由于建筑业是能源消耗和环境污染最为严重的行业之一，因此，在建筑行业中推行绿色建筑与节能降耗理念，能有效促进我国建筑行业的现代化发展，也符合我国生态环境可持续发展的理念。