建筑節能新技術與發展 摘 要節能減排是貫徹落實科學發展觀、構建社會主義和諧社會的重要舉措，也是推進經濟結構調整、轉變發方式、實現經濟和社會可持續發展的必要要求，而建筑節能是我國節能工作中一個非常重要的方面。建筑新技術、新材料的推廣、應用對建筑節能的推動至關重要。為此，在今年的兩會上，民建中央提出，應鼓勵應用建筑節能新技術、新材料，以此推動建筑節能工作的進程.近年來，我國的建筑節能工作取得了一定成效，但是形勢仍然不容樂觀。引 言建筑技術在最近幾十年來得到了突飛猛進的發展，高層建筑的拔地而起為人們的工作、生活提供了諸多便利，照明、空調、采暖技術的進步則進一步提升了居住環境的舒適度。目前，西方發達國家已經普及了具有保溫隔熱功能的屋面及墻體料，窗的氣密性也相對較高。與發達國家相比，我國在建筑節能方面還存在著諸多不足，建筑單位面積的能源消耗是發達國家的35倍。所以，對建筑節能新技術進行充分利用，通過自然資源對室內熱環境進行改善，已經成為了現階段建筑節能的有效途徑，是發展綠色建筑的必由之路.第一部分 建筑節能的一些新技術從降低內外熱交換的外墻保溫材料，到帶有冷熱橋隔斷的新型窗框；從低輻射的保溫性能高的中空玻璃，到能將80%陽光遮擋于墻外的遮陽卷簾，再到充分利用地下熱能保持房間恒溫的地源熱泵，節能措施的使用能使一些項目的建筑節能率達到85%。對此，民建中央在“發展綠色建筑、促進節能減排”的提案中指出，要大力發展新型墻體料，鼓勵應用建筑節能新技術、新材料。應用優質新型墻體料建造房屋，一方面建筑功能將得到有效改善，建筑質量和居住舒適度提高，可以滿足經濟社會發展和人民生活水平提高的需要。另一方面還可以將各類工業固體廢物“變廢為寶”，提高資源利用率、改善環境、促進循環經濟發展。積極采用新型墻體料的同時，還需禁止使用實心黏土磚，改進房屋建筑門窗的保溫氣密性能，改革并大力推廣應用節能型門窗和門窗密封條，重點發展塑鋼窗。控制門窗和墻的比例，對玻璃的性能提出更高要求，應積極采用中空玻璃、熱發射鍍膜玻璃等新型玻璃。因地制宜地積極開發利用太陽能。（建筑節能太陽能電池外墻保溫技術太陽能熱水器居住環境相變蓄熱材料建筑物地源熱泵熱管技術太陽能光熱技術）以下只做幾個描述：1外墻保溫技術外墻保溫技術開始在我國推廣使用并表現出良好的保溫和節能效果。其主要方法是在建筑物基層墻體的外側設置保溫層(一般為厚度60mm的聚苯泡沫板)，在保溫層外面做裝飾層。基層墻體和聚苯板之間用專用粘接劑連接，聚苯板用尼龍錨栓固定，然后在保溫層外抹聚合物水泥砂漿保護層，并壓人耐堿涂塑玻纖網格布，最外層用抗裂膩子和涂料找平和裝飾。1.1外墻保溫技術的優點 (1)節能效果明顯(2)可以減薄墻體厚度和減輕墻體的重量，從而增大房屋的使用面積(3)能夠增加室內環境的舒適度，并能延長建筑物的使用壽命(4)施工工藝簡單，使用范圍廣泛。1.2外墻保溫技術的缺點 (1)和普通墻體結構相比造價較高。(2)對主輔材料之間的匹配要求比較高，工序較多，工期較長2 太陽能光電和光熱技術太陽能光電技術是指利用太陽能電池將白天的太陽能轉化為電能由蓄電池儲存起來，晚上在放電控制器的控制下釋放出來，供室內照明和其他需要，3太陽能光熱技術太陽能光熱技術是指將太陽輻射能轉化為熱能進行利用的技術。太陽能光熱技術的利用通常可分直接利用和間接利用兩種形式。3.1 太陽能光熱和光電技術的優點 (1)對環境沒有污染(2)可以源源不斷地獲得(3)可免費使用，且無需運輸3.2 太陽能光熱技術和光電技術的缺點太陽能能流密度低，受季節、地點和氣候等多種因素影響而不能維持常量，且用于太陽能轉換的設備投資較高，其技術尚需進一步完善4地源熱泵技術地源熱泵技術是以地熱(冷)源作為熱泵裝置的熱源或熱匯，對建筑進行供暖或制冷的技術。地源熱泵通過輸入少量的高品位電能，可實現能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移，在冬季向室內供熱，夏季則對室內制冷，實現對建筑物的空氣調節。4.1 大地耦合式熱泵大地耦合式熱泵就是以地表淺層的土壤作為熱源或熱匯，它與傳統的空氣熱泵(ASHP)相比，具有如下優勢：(1)相對于地表的空氣和水而言，一定深度地下土壤的溫度波動較小，更適合作為熱泵的熱源和熱匯，保證系統能穩定和高效運行；(2)用地下土壤作為熱源和熱匯可以部分或全部代替傳統空調系統中的冷卻塔和鍋爐，節省常規能源，并能減少對環境造成的污染；(3)大地耦合式熱泵不存在除霜問題，與土壤的熱交換也不需要風機，因此能夠減少噪音污染；(4)可以和太陽能集熱裝置聯合使用，發揮土壤的巨大蓄熱和蓄冷能力，能夠獲得較好的供熱和制冷效果缺點：一是土壤的傳熱性能較差，需要較大的傳熱面積，從而導致占地面積較大，二是埋設在地下的管道造價較高，且維修不便；三是當地下換熱器周圍受熱干燥后，傳熱能力下降，影響到系統的正常運行。4.2 地下水熱泵 (1)占地面積小，布局緊湊。由于該系統與地下水之間的熱交換是通過水井系統實現的，不需要在地下敷設大量管道，因此系統的占地面積較小；(2)相對大地耦合式熱泵系統，不需要埋設地下熱交換設備，只需要一對較高流量的抽水井和回灌井，其造價相對較低；(3)不會造成地面沉降。在系統運行過程中，只要將地下水回灌到蓄水層，保持地層中含水量不變，即可保證不會引起地面的沉降；(4)技術比較成熟，推廣相對容易。由于地下水熱泵技術已在許多商業系統中使用多年，積累了不少經驗，形成了系列產品，技術和施工都相對完善和成熟，比較容易推廣；(5)系統運行相對穩定。由于深井水位較低，水溫隨季節和氣候的變化很小，利用井水作為熱源或熱匯對建筑物進行供熱和制冷時，系統比較穩定，對熱泵的運行也比較有利。該系統存在的問題是：(1)當利用地下井水作為冷源或熱源時，其水溫會受到一定限制；(2)如鉆井施工不佳或水質較差，可能造成地下水污染，且回灌井的選址需要考慮到水文地質條件等因素；(3)由于水泵取水位置一般較深，因此水泵的運行費用比較高。節能環保材料在建筑中的應用與發展在全球能源供應趨緊的形勢下，居住環境的節能設計成為建筑業必須面對的一個重要課題。目前建筑業對居住環境建造中節能環保材料的運用節主要體現在窗戶和照明節電上。例如在玻璃窗的設計上，雙層玻璃越來越普遍，雙層玻璃 可防塵，二可防噪音，三可防暑避寒。一些室內設備更多地采用光電池作為能源；自動轉向的遮陽傘、光電池自動十分引人注目，它們既能使室內采集到足夠的光線，又能保持室內的熱度，從而使傳統樓房向建設智能化樓房邁出了一大步。新型節能裝置還包括，照明系統廣泛采用熒光燈、鹵素燈、白熾燈等，均以獲得室內節能與照明的最佳效果。此外，在屋頂安裝可調節的采光系統，可將陽光通過反射的“管道”送往室內。如果在設計墻體、屋頂時，通盤考慮門窗、遮陽、熱量采集、自然通風和太陽能發電、熱水等的功能和需求，也可為樓房提供或節省能源。其實就環保建筑材料的實用性而言，關鍵還要有一個好的設計，能充分發揮材料的環保優勢。在節能設計中，即使是一顆釘子的構造，都會對房子的整體保溫性能產生很大影響，更不要說藏在外墻飾面下的保溫砂漿層和天花板后面的新風系統了。基于可持續發展理念的建筑節能材料與技術應用 一 太陽能、風能新技術的應用。太陽能集熱技術發展、風能發電技術的應用到今天無論在技術上的集熱效率方面還是商業上的性價比方面都以具備了大規模推廣使用的條件。但要達到與住宅建筑一體化在安裝形式、安全性、壽命及建筑物的協調美觀方面第二部分 外墻保溫技術及節能材料一般在建筑中,外圍護結構的熱損耗較大,外圍護結構中墻體又占了很大的份額。墻體節能技術的發展是建筑節能技術的一個重要環節,應用節能環保建筑材料實施外墻保溫新技術是建筑節能的主要實現方式。外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術,外保溫與內保溫相比其技術合理,有明顯的優越性,使用同樣規格,同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫相對于內保溫節約空間保溫性能好。外保溫適用范圍廣,技術含量高。目前,比較成熟的外墻保溫技術主要有以下幾種:(1)外掛式保溫(2)聚苯板與墻體一次澆筑成型。(3)聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫三屋面保溫與材料選擇。傳統的屋面保溫技術不僅保溫性能差、熱量損失多,而且施工困難,搬運慢,排氣孔，隔熱層施工工期長,施工條件苛刻,屋頂結構負荷較大,容易老化,到一定時候就要翻修。可是倒置式屋面是一種新型的節能型的屋面保溫防水形式,隨著材料科學的發展,擠塑聚苯乙烯等新型材料的發展應用,終于使倒置式屋面的設計應用提供了材料基礎。倒置式屋面與普通屋面相比較,主要有如下優點:構造簡單,避免浪費。不必設置屋面排氣系統,防水層受到保護,避免了熱應力,紫外線,以及其他因素對防水層的破壞。出色的抗濕性能,使其有長期穩定的保溫隔熱性能,與抗壓性能。五 綠色節能技術 綠色節能技術是通過科學的整體沒計，集成綠色配置、自然通風、自然采光、低能耗圍護結構、新能源利用、綠色建材和智能控制等傳統和高新技術，具有選址規劃合理、資源利用高效循環、節能措施綜合有效、建筑環境健康舒適、廢物排放減量無害、建筑功能靈活適宜等六大特點。它不僅可以滿足人們的生理和心理需求，而且能源和資源的消耗最為經濟合理 建筑節能是一項系統工程,需要配套的工程技術措施,如建筑材料、建筑設計、施工及物業管理、政策法規。其次是建筑師要樹立可持續發展的意識,設計時更多關注建筑節能問題,使人們能重新回到自然界這個人類最基本的生存環境中,充分利用自然資源、經濟手段、科學技術和社會力量,精心打造宜居環境,以實現人、自然、社會的和諧共生,最終達到建筑的可持續發展外墻自保溫技術,內保溫技術,夾心保溫技術在夏熱冬冷地區應用研究 外墻保溫從構造上來分有外墻外保溫系統、外墻內保溫系統和墻體自保溫系統。從市場常見的材料有膨脹聚苯板、擠出型聚苯板、膠粉聚苯顆粒及加氣混凝土砌塊等。1外墻外保溫系統 外墻外保溫系統是在建筑圍護結構上垂直外墻的外表面建造保溫層。該系統保溫性能好，在歐洲已經非常成熟，標準體系非常健全，既適合與新建建筑又適合與既有建筑的改造，是國際上建筑圍護結構節能的主流技術。長沙地區常見的外墻外保溫系統有：EPS板薄抹灰系統、XPS板薄抹灰系統和膠粉聚苯顆粒保溫系統。 其缺點是：此技術在國內只有十多年的歷史，在北方寒冷地區雖有較成熟的經驗，但在夏熱冬冷地區上尚無較多經驗，大多數保溫企業沒有根據夏熱冬冷地區的實際氣候條件進行技術改進。北方寒冷干燥，而長沙悶熱多濕、冬夏溫差大，在技術上是否可行，目前還沒有經過實例來檢驗。在歐洲該系統的設計使用壽命至少要保證二十五年。其中XPS板薄抹灰系統沒有通過有資質的檢測機構進行系統的認證，是行業暫時還不允許使用的技術；膠粉聚苯顆粒保溫系統保溫性能不理想，且施工質量控制難以保證，此技術在國家建筑節能65%的第二步節能計劃中沒有潛力；EPS板薄抹灰系統優勢較為明顯，但飾面層采用粘貼瓷磚的技術還沒有相關的國家標準及行業標準，也沒有通過系統的檢測。歐洲國家節能技術發展了幾十年，歐洲技術批準組織（EOTA）尚不提倡在保溫層上貼瓷磚，因此在高層建筑外墻保溫層上做瓷磚飾面的做法目前尚為冒險。 因此在夏熱冬冷地區外墻做涂料飾面的高層建筑，EPS板薄抹灰系統和膠粉聚苯顆粒保溫系統都是比較合適的做法。2自保溫系統 夏熱冬冷地區常見的墻體自保溫系統為加氣混凝土砌塊墻體。該技術無論在節能和環保上都有很大的意義，且施工方便、節約造價，但其體積穩定性不好，容易開裂，尤其用做外墻，容易滲水，成功經驗不多，失敗的案例不少。因此該技術尚須在抗裂、系統配套材料的開發等方面完善。3外墻內保溫 該技術節能效果比外保溫技術節能效果稍差，熱橋難以處理，但不影響外墻飾面的選擇及建筑效果的發揮，能充分滿足建設業主的審美習慣。常見有膠粉聚苯顆粒外墻內保溫，這種技術造價低廉，在推行建筑節能初期有很大的市場，但這種技術屬于建設部限制使用的漿料內保溫技術，不適合推廣應用。EPS聚苯板（增墻石膏聚苯板）外墻內保溫是節能保溫、隔音、防火的環保型墻體材料，屬于比較適合夏熱冬冷地區外墻做瓷磚飾面的高層建筑外墻保溫的方式。4 EPS外墻內保溫系統 內保溫系統在圍護結構上節能效果比不上外保溫，但對于夏熱冬冷地區節能的指導思想為“隔熱為主、兼顧保溫”，這一地區的老百姓一般只在氣溫很高時才用空調制冷，平時一般開窗通風。而高層住宅建筑圍護結構為重質材料，蓄熱系數大，室內最高溫度延遲時間長，晚上室外雖然涼爽，但室內表面溫度高，有烘烤感。采用內保溫卻能縮短最高溫度的延遲時間，空調制冷時能加快降溫，節約了電能。EPS外墻內保溫系統是粘結在磚或混凝土外墻內側的保溫做法，其構造層次為粘結砂漿、空氣層、自熄型EPS保溫板、中堿玻纖網格布、聚合物抗裂砂漿（石灰粉刷砂漿組成）長沙某高層住宅已采用了本做法。該工程建筑為短肢剪力墻結構，條式建筑，18層，建筑面積18000m2，建筑高度52m，南北朝向，體型系數0.37。EPS板外墻內保溫是適合于夏熱冬冷地區節能建筑圍護結構保溫要求的方法，無論從保溫性能、構造要求、建筑防火等都能符合高層節能建筑的需要，節約造價，該技術在上海市高層住宅建筑中已較多采用。尤其適合夏熱冬冷地區建設業主喜歡外墻貼瓷磚飾面的特點。雖然其性能略差于EPS膨脹聚苯板外墻外保溫系統，卻不失為穩妥推廣節能技術初期的高層建筑的理想節能技術。門窗節能技術,屋面節能技術的節能要求建筑門窗是建筑工程中的重要建筑材料，是圍護結構中的主要部件，具有采光、通風、裝飾等多種功能，對于建筑節能門窗而言，還要求具有良好的保溫隔熱性能。從建筑節能的角度講，在建筑圍護結構中，門窗與墻體、屋面、地面相比，其傳熱系數大，空氣交換量多，能量損失大，是建筑節能的重要環節也是薄弱環節，必須加強綜合技術措施，提高門窗的技術性能；另一方面，氣候條件對門窗的節能效果影響很大。門窗通過獲得太陽輻射熱使室內溫度升高，這在冬季有利于改善居室熱環境，降低采暖能耗，但在夏季，尤其是在炎熱地區則會惡化居室熱環境，增加空調能耗，故需加強遮陽措施。因此，應該根據具體氣候條件來確定門窗的技術指標。, O) C/ G3 V+ u5 c我國的建筑節能工作20世紀80年代始于北方，在北方地區已取得了豐富的工程實踐經驗。由于在氣候條件、文化風俗和生活習慣上的差異，不能將北方地區的建筑節能研究成果與實踐經驗照搬到夏熱冬冷地區。與北方的氣候相比，夏熱冬冷地區夏季炎熱且時間長，應側重在夏季防熱，兼顧冬季保溫。盡管夏熱冬冷地區的建筑節能工作起步較晚，但發展迅速，重慶市在集多年理論研究成果、調查實測和技術試驗的基礎上，率先在該地區發布實施了節能50的重慶市民用建筑環境與節能設計標準。本項示范工程以該標準為依據，確定了門窗的主要技術指標如下（1）傳熱系數不大于3.0W/（m2K）（2）夏季太陽輻射熱透過率不大于20（3）南北向窗墻面積比不宜超過0.3。, a. p! | g+ y第三部分 節能門窗的選擇方案) L! m+ a! q, n4 I為了使門窗的性能達到預期的節能效果，必須從門窗材料、窗型選擇、遮陽措施等方面加以考慮，同時還需兼顧到門窗的耐久性、隔聲性能、抗風壓性能、裝飾性、經濟性等綜合性1門窗材質選擇.我國目前常用的窗框材料有木材、塑料（PVC）、鋁合金和鋼材，表1中列出了這4種窗框材料的導熱系數，可見木、塑材料的導熱系數遠低于金屬材料，保溫隔熱性能優良。但木材資源短缺，不可能大面積推廣應用。PVC塑料具有良好的保溫、隔熱、隔聲、耐腐蝕、美觀等綜合性能，故選用PVC塑料型材。2窗玻璃與窗型選常用的窗玻璃有普通浮法玻璃、中空玻璃、鍍膜玻璃等。鍍膜玻璃具有良好的熱反射性能，但可見光透過率太低，考慮到窗戶的采光要求，如果可見光透過率過低，一方面不符合人們的生活習慣，另一方面會增加室內照明能耗，故鍍膜玻璃一般不適用于住宅建筑。中空玻璃保溫性能優良，但價格較貴。結合窗型選擇，采用普通玻璃的單框雙玻窗，其傳熱系數在2.62.9W/（m2K），能滿足該示范工程對門窗的技術要求。主要形式有陽6 _% q- E% F l% x/ B) A光窗（12002700）mm1800mm、平開窗900mm900mm和推拉窗2100mm350mm。3、提高門窗節能效益的幾點建議, Y! V2 D/ l1 V在夏熱冬冷地區，節能門窗的性能既要注重夏季隔熱又要兼顧冬季保溫，加之它的多功能性，其技術的復雜性和技術含量都非常高，而該地區目前所使用的門窗節能技術和產品都較為單一，因此，應該加大研究力度，開發適合本地區的相關節能技術和節能產品。為此，特提出以下幾點建議。5 D S% y8 s5 D% E: o（1）改進窗用隔熱薄膜的性能。目前國產的窗用隔熱薄膜，熱反射率大，但可見光透過率太低，一般小于40。如果在窗上使用，會嚴重影響春、秋、冬季的日照和采光，反而會增加照明能耗。應研究開發熱反射率在6080，可見光透過率在7090的新型窗用隔熱薄膜。- p. R2 p8 % j（2）研究開發活動熱反射薄膜窗簾。使這種產品具有熱反射率高、開閉方便、耐用等特點。當放下窗簾時即具有熱反射性，同時構成空氣弱流動層，增加熱絕緣系數，減少室內冷耗；須增大采光、日照時，則開啟窗簾。可認為是一種較為經濟的節能方案。( q6 4 4 6 y（3）研究開發新型熱反射玻璃。現有的熱反射玻璃隔熱性能突出，但可見光透過率低，不適合民用住宅使用，應研究開發性能與上述隔熱薄膜性能相似的新型節能玻璃。此外，應加強對電控變色智能玻璃的基礎研究和技術攻關，為進一步的建筑節能工作打下物質基礎。第四部分 對建筑節能的建議（實現建筑的低碳化）（1）級政府將建筑節能列入建設節約型社會的重要內容，納入經濟社會發展總體規劃，強化政府干預和調控。要圍繞創建“節約省地型住宅”的主題，廣泛開展內容豐富、形式多樣的宣傳教育活動，提高各級領導、人民群眾的建筑節能意識。普及民用節能、節電、節水知識，合理引導節能消費方式，努力使建筑節能成為全體公民的自覺行動。（2）創新機制，不斷推進節能建筑產業化、市場化。建議有關部門加大對建筑節能新技術、。新材料、新工藝、新設備的研發及產業化工作；培育現有節能服務企業發展壯大，成立政府控股的大型節能服務集團，推廣集群節能服務模式，健全建筑節能服務體系；扶持培育第三方權威認證與評估機構，建立第三方認證體系，由第三方提供能源審計、進行建筑能耗檢測與效果評估；建立建筑節能減排的小知識、小竅門等。（3）嚴格監管。認真貫徹落實民用建筑節能管理規定，對新建的住宅工程、公共建筑一律強制實行國家節能標準，否則予以停工。嚴格實行建材準入制度，堅決淘汰高能耗、技術落后產品。全省城鎮盡快停止使用粘土實心磚。嚴格把住建筑設計、施工圖審查、施工許可與竣工驗收備案等環節，實現全過程節能“閉合”管理。（4）建議高校設立建筑節能學科。我國經濟可持續發展的瓶頸仍然是節能降耗的問題，面臨的形勢依然是嚴峻的、長期的。然而，建筑節能的潛力是巨大的，其能量和作用還遠遠沒有發揮出來。盡管單位面積能耗與工業生產能耗相比，數量較小，但建筑面廣量大。如果加上建筑在建設中的能耗及所需材料生產的能耗，建筑能耗在社會總能耗中的比例已達到50%，隨著人民生活水平的不斷提高，這一比例還會增加。必須意識到建筑節能的重要性、復雜性；建筑節能是一個新型的領域，又是一項長期的系統工程，因此，必須加快技術研發和人才的培養 發展低碳經濟，建筑節能是重要環節之一。節能建筑是指按節能設計標準進行設計和建造、使其在使用過程中降低能耗的建筑。節能建筑中最關注的就是外墻保溫技術，它是通過在外墻體上增加導熱系數小的材料，使墻體達到保溫隔熱的效果，使室內冬暖夏涼，從而降低能源的損耗。從最初的綠色到生態，到可持續發展，到現在的低碳，是一脈相承的。節能低碳要有應用新技術的系統觀。在我國，幾乎可以看到全世界的所有節能新技術，可惜的是我們沒有把它們用好。比如，在門窗節能技術中的中空玻璃、鍍膜玻璃(包括反射玻璃、吸熱玻璃)、高強度LOW-E玻璃(低輻射鍍膜防火玻璃)，還有采用磁控真空濺射方法鍍制含金屬銀層的玻璃以及智能玻璃等。又比如，在屋頂節能技術中可以利用智能技術、生態技術來實現建筑節能的愿望，如太陽能集熱屋頂和可控的通風屋頂等。再比如，在節能建筑系統設計中的空調系統、熱水系統等，是在裝機功率不變的情況下，通過提高能源使用效率實現節能目標。另外，低碳不是一個點問題，而是要通過全過程去實現。建筑與人一樣，有一個完整的生命過程