建筑节能与可持续发展

【学员问题】研究民用的建筑节能与对策？

【解答】1、民用建筑节能必要性

节能源于全球性的能源危机，能源是社会经济发展不可缺少的动力，但是它又是有限的，存在枯竭、用完的时间。我国当前能源形势十分严峻，能源高速生产，煤、电、油、运持续紧张。建筑是耗能大户。建筑运行能耗占我国能源总消费量的比例已由上世纪70年代末的10%上升到目前的26.7%，发达国家的实践经验表明，这个比例还将提高到35%左右。建筑能耗不仅是消费过程的运行能耗，还应包括建造房屋生产环节的能耗，据估算，加上这部分间接能耗，建筑能耗的总量应占到社会总能耗的46.7%上下。建筑节能已是我国节能工作的重点内容。

我国建筑规模巨大，发展迅速。每年新建建筑竣工面积大于各发达国家每年新建建筑竣工面积之和，我国正以世界上前所未有的规模和速度建造高耗能建筑。这些高耗能建筑已带来严重的环境问题，建筑用能排放的温室气体已占全国总量的25%，北方城市冬季煤烟型污染指数超过世界卫生组织提出的最高值的2～3倍，已对公众健康造成较明显的损害，这明显背离了科学发展观和可持续发展战略。

改革开放后。我国国民经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，促使了人们对建筑热舒适性的要求越来越高，采暖和空调的使用越来越普遍；也促使了居民家庭家用电器品种数量日益增多，家用热水明显增加。这些都造成了建筑能耗的快速增加，带来了能源紧张和环境污染等许多问题，但我们不能因噎废食，发展是硬道理，建设要继续，环境要改善，生活质量要提高，出路就在全面推进建筑节能。

2、民用建筑节能技术原理

2.1影响建筑节能的几个建筑因素

2.1.1建筑物体形系数

建筑物体形系数愈大，其传热量也就愈大。从建筑节能的观点出发，毫无疑问应尽力减小建筑物体形系数。

2.1.2围护结构的传热系数

围护结构的传热耗热量占建筑物总耗热量的71%～77%，因此，大幅度降低围护结构的传热系数，选择合适的围护材料是重要的。

2.1.3窗墙面积比

开窗面积增大，会增加传热耗热量和空气渗透耗热量，对建筑节能不利，理论上应尽可能降低窗墙面积比。然而，窗墙面积比还受建筑立面、室内采光、通风因素控制。因此，建筑节能设计中，应针对不同地区的环境和习惯区别对待，不宜过分缩小窗墙面积比。

2.1.4建筑朝向和建筑布局

相关研究结果表明，无论是为了降低冬季采暖能耗，还是为了降低夏季空调制冷负荷，建筑物朝向均宜采用南北向或者接近南北向，尽量避免东西向。建筑平面布局总的原则应根据地形、地势和朝向等条件灵活布置。

2.2民用建筑节能技术措施

2.2.1墙体节能

墙体节能，关键要降低墙体传热系数值。目前墙体节能措施主要有：

（1）单一材料外墙，指采用保温、隔热性能较好的材料所做的外墙。

（2）保温夹心复合墙，指把保温材料放在墙体中间，形成夹心墙。

（3）外墙内保温，指在外墙内侧增加保温措施。有贴保温板做法、粉刷石膏做法和聚苯颗粒胶粉做法等。

（4）外墙外保温，指在外墙外侧粘结保温层，并在保温层的外侧抹聚合物砂浆、加网格布和做饰面层。

2.2.2门窗节能

门窗能量损失方式主要是辐射、对流、传导和空气渗透，辐射是门窗能量损失的主要方式。提高门窗节能效果的技术措施主要有：

（1）重视门窗的节能设计，尤其要综合考虑好门窗朝向和窗墙面积比。

（2）合理选用原片玻璃，控制通过门窗的辐射传热。

（3）改进中空玻璃间隔层气体性能。

（4）优化节能窗框材料，进一步改善窗框密封性能。

2.2.3屋顶节能

屋面由于直接受太阳大面积、长时间辐射，而成为节能设计的关键部位。常有如下几种做法：架空型保温屋面、倒铺型保温屋面、蓄水屋顶和种植屋顶等。

倒铺型保温屋面是把保温层置于防水层的上侧，类似于外墙外保温墙体，屋面结构层不直接受太阳辐射，表面温度升降幅度较小。延缓防水层老化，是一种比较保险的做法，值得大力推广应用。

2.3新能源在建筑中的应用

2.3.1太阳能应用

我国是太阳能十分丰富和得天独厚的国家，三分之二以上的国土面积日照在2200小时以上。当今，将被动太阳采暖、太阳热水、太阳电池发电应用于建筑，并与建筑一体化的新型太阳能建筑已在我国得到应用，公众反映热烈。

2.3.2地热的应用

地热是一种可再生的能源，跟民用建筑相关的地热利用主要是地源热泵技术。地源热泵技术是利用包括土壤、井水、湖泊等与建筑物室温的差别，通过热交换达到采暖降温的目的，其优点是耗电量低，节省空间和土地。

3、民用建筑节能经济原理

3.1节能建筑相关主体的利益关系

与节能建筑相关的主体包括政府、房地产商、业主和建材产商等。

3.1.1政府

节能、环保，利于国家今后的长期可持续发展，政府要自上而下地推动建筑节能工作的开展。

3.1.2房地产商

房地产商开发节能建筑是否有成熟的节能技术支持和有利可图是至关重要的。一般而言，房地产商可以从以下几点获得良好的效益：

（1）节能建筑围护结构重量轻，减轻了荷载，在地基和基础上节省了费用。

（2）节能建筑室内热环境好，相应减少了锅炉、空调等设备和场地的投资。

（3）试点先行可以得到国家经济上的支持和政策上的优惠。

3.1.3业主

在现行体制下，由于各方面的政策法规和相应的技术没有跟上，节能建筑的吸引力并不高，业主只是一个被动的参与者。只有将业主的经济利益和建筑能耗切实的联系起来，才有可能从根本上推动节能建筑的发展。节能建筑能使业主获得如下好处：

（1）舒适健康的居住工作环境。

（2）日后维持费用低。

（3）节能建筑墙体薄，在建筑面积相同的情况下扩大了使用面积。

3.1.4建材厂商

随着节能建筑的推广，市场对新型建材的需求量大幅增加，无疑为建材厂商提供了广阔的市场机会。

3.2对我国建筑节能经济激励政策的建议

（1）继续加强新型墙体材料专项基金的征收和使用管理。充分发挥专项基金的调控作用，促进墙体革新工作的快速健康发展。

（2）对于执行建筑节能标准的房地产商可以给予适当的税收优惠。

（3）对于达到节能标准的建筑适当减免市政配套设施费。

（4）经过认证合格的节能门窗、保温隔热材料减半征收增值税。

（5）制定可行的鼓励太阳能、地热、风能和生物能等清洁可再生能源在建筑上应用的经济激励政策。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

【学员问题】建筑节能与环境的保护？

【解答】1、概述

我国人均能源可采储量远远低于世界平均水平，能源消耗巨大。以建筑能耗为例，建筑能耗大体占到全国总能耗的30%—40%，是发达国家的2—3倍以上。我国人均耕地只占世界的1/3，而实心粘土砖每年毁田达12万亩；我国水资源仅为世界人均占有量的1/4，而卫生洁具耗水量高出发达国家30%以上，污水回水率仅为发达国家的25%；钢材、水泥等物耗水平也要比发达国家高出10%—30%.

现阶段随着国民经济的持续发展和城乡建设的加快，到2015年城镇50%以上的建筑将是21世纪内建造的。因此，有效的降低建筑业的能源资源消耗，减少建筑行业造成的环境污染，将对整个社会可持续发展起着至关重要的作用。

2、当前环境污染状况

2.1温室效应

温室效应引发全球变暖所带来的影响和危害主要有几个方面：海平面上升；全球降雨不均衡，洪涝，干旱时有发生；影响大气环流，出现异常天气情况，造成农作物欠收；快速的气候变化造成大量物种的灭绝，对生物产生多样化影响；全球变暖造成生态系统和环境的变化，引起传染病的流行，危害人类健康。

2.2臭氧层破环

臭氧层能有效地阻止大部分有害紫外光通过，而让可见光通过并达到地球表面，为各种生物的生存提供必要的太阳能。而当前人类的活动正在使臭氧层遭到几乎毁灭性的破坏，人工合成的含有氯、氟的一些物质，尤其以氟利昂和哈龙，对臭氧层的破坏最大。臭氧层遭到破坏会带来严重的后果，使人体免疫机能下降，增加皮肤癌、白内障的概率；过量的阳光造成农作物减产，森林的退化；海洋生态系统遭到破环，加剧温室效应和全球变暖。

酸雨是指pH<5.6的降水，是大气环境质量综合因素的客观反映。对酸雨形成起主要作用的Sox和Nox均来自于天然源和人工源，尤其以煤炭和石油燃烧过程中释放的二氧化碳，矿物燃料中含氮物质燃烧时产生氮氧化物，以及汽车、飞机的尾气，都产生Nox.酸雨对农业的影响主要造成土壤酸化，肥力降低；酸雨会造成水体酸化，破坏水生生态系统；酸雨还会造成植物黄叶并脱落，森林成片衰亡；同时，酸雨会危害人体健康，诱发癌症、老年痴呆等疾病，使人患动脉硬化、心梗、肺水肿的概率大大提高。

3、建筑产业对环境的影响和破坏

建筑环境是人类活动对资源影响的一个非常明显的例子。世界1/6净水供应给建筑，建筑消耗掉1/4的木材，消耗掉2/5的材料与能量。全球的建筑相关产业消耗了地球能源的50%，水资源的50%，原材料的40%，同时产生了42%的温室气体，50%的水污染，48%固体废弃物，50%的氟氯化合物，同时建筑结构也影响水域、空气质量以及社会群体的结构等较大的范围。

4、加强建筑节能措施

节能绝对不等同于能耗绝对数量的降低，绝对不应该以牺牲室内环境质量为代价。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。从目前专业技术工种的划分说，建筑节能的技术体系大致可以分为五个方面：建筑规划与设计节能、建筑围护结构节能、能耗设备与系统的节能、控制系统带来的节能以及综合节能等。

4.1.建筑节能规划与设计

建筑节能规划与设计是建筑师从整体综合设计概念出发，坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合，在建筑规划和设计时，充分利用自然环境，同时创造良好的人工环境，按照使用要求对人工环境与自然环境进行调节控制。合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计；合理设计建筑形体，以改善既有的微气候。

4.2减少能源消耗，提高能源使用效率

为了维持居住空间的环境质量，在寒冷的季节需要取暖以提高室内的温度，在炎热的季节需要制冷以降低室内的温度，从节能的角度讲，应提高供暖（制冷）系统的效率，它包括设备本身的效率、管网传送的效率等。这些都要求相应的行业在设计、安装、运行质量、节能系统调节、设备材料以及经营管理模式等方面采用高新技术。

4.3减少建筑围护结构的能量损失

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。在建筑实体墙部分，通过建筑的内、外保温技术，在冬季的采暖季节，降低通过围护结构向外的热损失，在夏季，充分利用自然通风作用，调节室内环境。在建筑物透明结构部分，主要是控制窗户的太阳能热流，采光性能，通风性能等。

4.4降低建筑设施运行的能耗

建筑内的能耗设备与系统主要包括建筑的空调系统、照明系统、热水供应系统、电梯设备等。其中空调系统和照明系统在大多数的民用建筑能耗中占主导地位，空调系统的能耗更接近建筑能耗的40%—60%，成为主要的控制对象。而降低能耗又成为建筑设施节能的关键，当前主要技术措施有：建筑能源的梯级应用；能源回收技术；通过控制调节系统来降低能耗；采用高能效的设备。

5、新能源的综合利用和开发

5.1太阳能的利用

太阳能作为一种可持续利用的清洁能源，被认为是21世纪以后人类可期待的、最有希望的能源，并得到了国际社会的普遍重视。太阳能热利用的两个主要方面太阳能热水器与太阳能建筑。

5.2地热的综合利用

空气源热泵是在供热工况下将室外空气作为低温热源，从室外空气中吸收热量，经热泵提高温度送入室内供暖。空气源热泵系统简单，初投资较低。地源热泵系统是利用较深地层中未受干扰常年保持的恒温，其远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，可以克服空气源热泵的技术障碍，效率大大提高。地表水热泵系统是在靠近江河湖海等大量自然水体的地方，利用这些自然水体作为热泵的低温热源而设计的一种空调热泵的形型式。地下耦合热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统。它通过循环液（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭的地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的传热。

5.3风能及其他能源利用

从广义角度来讲，风能、生物质能、波浪能、水能等都来自太阳能。随着技术的进步和生产规模的扩大，今后，风力发电、生物质能等可再生能源的利用技术有望成为替代能源。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。