浅谈建筑节能现状及建筑节能新技术

现在我国已经开始了一轮以节能减排为目的的浪潮，能源问题已经越来越近的走入了人们的生活，在方方面面影响着人们。同时，城市热岛现象也在很大程度上改变着城市的居住环境，给人们带来不便。在这个背景下，如何能够建立更加节能的建筑正在受到建筑业的广泛关注。如何在即满足舒适美观的前提下，建造更加对环境友好、更加的节能的建筑已经成为了一个重大的课题而受到业内人士的广泛关注。本文以此为背景，对我国现代建筑节能必要性与可行性进行分析，希望通过本文的研究可以为我国建筑节能领域带来具有价值的参考和借鉴。关键词建筑；节能；必要性；可行性随着经济的快速发展，能源问题成为制约经济发展的重要因素，新能源的开发和节能研究成为能源问题探讨的两个重要方向，建筑物节能的研究既包括了节能新技术在建筑中的运用，也包括了新能源在建筑中的使用，国外的研究包括了热电冷联供技术、房间空调器和新能源技术，其中热电冷联供技术在欧洲应用较广，已经成为燃气、电力之后的第三种热源。房间空调器技术在英美国家应用较广，尤其美国的建筑具有相对独立性，所在独立的通过在建筑物中采用智能的空调器控制技术实现建筑物的节能。德国采用了技术规范的方式对建筑物的建设、管理进行监控，在建筑物建设规范中大量的使用了节能结构、节能材料和节能标准，强行推动建筑物的节能。在新能源方面英国诺丁汉大学实现了“零能耗建筑”，通过在建筑中采用太阳能、低辐射玻璃、外墙保温结构等技术，实现了零能耗。国内对于建筑物节能技术研究包括了节能材料、建筑结构和控制系统等多个方面，其中节能材料和控制系统的研究发展较快，其中大量的学者的研究证实了外墙保温技术对建筑物节能具有一定的影响。建筑节能主要包括节能建筑和建筑过程中的节能施工。其中节能建筑就是在使用的过程中产生低能耗的建筑，主要是在使用的过程中建筑的采暖、通风、空调、照明、家用电器、电梯等方面都比较节能的建筑。节能建筑的另一种称呼就是绿色环保建筑。还有的节能建筑采用的是可再生资源来进行驱动或者清洁能源进行驱动，进而使得在使用的过程中从总体上产生节能效果。但是比较容易混淆的是有些建筑在使用的过程中趋势比较节能，但是在之后的环境维护上将耗费更多的能源，这些建筑不属于节能建筑。技能施工就是在建筑的建造过程中的能效降低，包括建筑材料、建筑构配件、建筑设备的生产和运输以及建筑施工和安装中的低能耗。主要是通过建筑的规划、建造工艺、建造设备的改进、技能材料的应用、执行节能标准等方法来实现的建筑过程。建筑节能的含义要包括以上的两个范畴的才算是建筑节能。在很多国家建筑节能的含义会更加广泛，也可能包括原有建筑的节能改造和升级。建筑节能的首要方法就是进行合理的建筑设计，主要是从材料方面使用节能建筑材料包括节能节材的墙体材料、节能绝热材料、能装修装饰材料等。这些材料既要节能还要绿色环保。其次是在建造的过程中采用节能施工工艺，其中包括外墙节能施工工艺、屋面节能施工工艺、塑窗节能施工工艺、混凝土浇筑工艺等。然后的方法就是在建筑施工的过程中尽可能的选用节能设备，主要就是进行合理设计各类耗能设备，将建筑设备适当、合理地降低设计参数，建筑设备规模要合理，建筑设备设计应综合考虑建筑和环境，建设能源管理系统自动化。同时在建筑物的空调方式及设备的选择上，应根据当地资源情况，充分考虑节能、环保、合理等因素，通过经济技术性分析后确定。此外在建筑运行的情况下要采用新能源，在节约能源、保护环境方面，新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源，包括有太阳能、地热能、风能、生物质能现在人类的发展已经喀什进入了一个崭新的纪元，信息时代的发展和技术进步给人类的生产力带来了巨大的推进。一方面人类实现了生产全自动化，生产效率在现有技术的可能上得到了最大的提升，这样就造成了能源消耗速度的过快。另一方面，人类正在追求着越来越高的生活水平，这样就带来了生产的最大化，在巨大的利益驱使之下人们开始越来越多的生产。现在全球温室效应越来越严重，已经严重的威胁了人类的安全。尤其是近些年我国的发展速度很快，现在我国出现了雾霾和城市热岛等现象，正在严重的影响人们的生活。同时现在我国石油、煤炭等能源的价格正在不断的上升，进而带来了节能的需要。现在我国的建筑面积越来越大，在建筑的过程中的能源消耗和在建筑的使用过程中造成的能源消耗越来越大，给城市的居住环境和环境带来了巨大的压力。我国是世界上最大的发展中国家，同时建筑业正在逐渐的成为我国的支柱性产业之一，是一个建筑大国。现在我国每年新建房屋面积高达十七到十八亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。我国既有的近四百亿平方米建筑，但是节能建筑的比例只占据了不到百分之一。其余的不管事从建筑的运作和建筑的施工方面考虑，建筑的单位平均耗能都要远高于想同纬度的发达国家的建筑能耗的两倍到三倍。此外我国建筑对环境造成的压力也非常大，我国每年新建建筑使用的实心粘土砖，毁掉十二万亩农田。物资消耗水平相较发达国家，平均单位建筑钢材消耗高于同纬度发达国家单位建筑钢材消耗的百分之十五，每立方米混凝土多用水泥八十公斤，但是我国建筑的污水回收率仅仅是发达国家的百分之二十。目前，我国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度，如果听任这种高耗能建筑持续发展下去，国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求，从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造，这将要耗费更多的人力物力。第2章发展建筑节能的必要性分析发达国家建筑用能一般占到全国总能耗的30%一40%，所占比重很大。建筑用能的状况如此，浪费还是节约，是个牵动国家经济全局的大问题。以我国来说，我国采暖区城展，采暖范围日益扩大，空调建筑迅速增加，建筑能耗增长的速度将远高于能源生产增长的速度，从而成为国民经济的一个重要的制约因素。由此可见，如果建筑这个用能大户的能源省不下来，势必会限制国家经济的发展。2.2减轻大气污染的需要近年来，世界上许多国家越来越关心燃烧矿物燃料所产生的污染问题。各发达国家节能的政策，也是以减少燃料燃烧的排放物为明确的目标。其原因是，人们已经认识到，所排放的硫和氮的氧化物，会危害人体健康，造成环境酸化，而产生的二氧化碳的积累，将导致地球产生重大气候变化，危及人类生存。建筑采暖用能无疑是造成大气污染的一个主要因素。2.3改善建筑热环境的需要随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高，舒适的建筑热环境已成为人们生活的需要。在发达国家，适宜的室温已成为一种基本需要，他们通过越来越有效地利用好能源，满足了这种需要。在我国，这种需要也在日益迫切。这和我国大部分地区冬寒夏热的气候特点关系很大。与世界同纬度地区相比，1月平均气温我国东北低14—18℃,黄河中下游低10-14℃,长江以南低8—10℃,东南沿海低5℃左右；而七月平均气温，我国绝大部分地区却要高出1.3—2.5℃。加之热天整个东部地区湿度均高，冷天东南地区仍保持高湿度、因此，夏天闷热，冬天潮凉，使人更加难受。而且冷热的时间相当漫长。而人民生活越是改善，越不堪忍受寒冬暑夏的折磨，冬天需要采暖，夏天想用空调，这都需要用能源。而我国的能源供应十分紧缺。也就是说，只有在节能的条件下改善热环境，这种改善才有可能，否则只能是无米之炊。从以上可以看出，建筑节能是一种客观的社会需要，是一种必然性。工业革命以来人类社会生活的各个方面发生了巨大的变革，人类的现代化进程取得了崭新的骄人的成绩。与此同时，由于人类发展过程中对能源的无节制开发和石油、大量的侵吞农田等所带来的环境破坏、能源危机、环境危机。却又对人类的的继续生存和发展产生严重的威胁。因此，在可持续发展———不超越环境系统更新能力的发展成为全球发展追求的总目标时，节约能源，保护环境成为全世界人民共同的责任和话题。目前，在我国建筑能耗约占全世界终端总能耗的27.6%。且随着人们生活质量的改善，居住舒适度要求的提高，建筑能耗所占比例还将不断上升呈递增趋势，这部分能耗与工业、农业、交通运输能耗并列，是主要的民生能耗。能耗不仅仅影响国家能源供应，而且能源使用效率的高低还影响环境，如何降低建筑能耗引起了各方面人士的日益关注，开展建筑节能工作已迫在眉睫、势在必行。第3章发展建筑节能的可行性措施?建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节，有利于从源头上杜绝能源的3.1整体及外部环境的节能设计?建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能的建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。在建筑位址确定之后，应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境。合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要，在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风，在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋，得到良好的通风效果，从而达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素，建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失，找到一个平衡点，选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。单体的节能设计，主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计，以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等，来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件，以达到节能和改善室内微气候环境的效果。3.2.1建筑各部位的节能构造设计建筑各部位的节能构造设计，主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时，通过对各部位的造型、结构、材料等方面加以进一步设计，充分利用建筑外部气候环境条件，达到节能和改善室内微气候环境的效果。屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，主要节能措施为：采用坡屋顶；加强屋面保温措施；根据需要，设置保温隔热屋面。楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间，以及对楼板吊顶造型加以设计。建筑外围护墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外，还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上。建筑门窗的节能设计。据统计资料，在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此，解决好门窗节能的问题相当重要。合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔，以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面，随着科技的发展，大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去，更好地起到节能效果。新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用，达到了更好的保温防潮效果；新型透光隔热玻璃在门窗中的应用，起到了更好的透光隔热效果；采用可调节的铝材遮阳板，达到遮阳的目的。4.1梦湖山庄别墅区介绍杭州市梦湖山庄位于之江路186号，是一个主要以别墅区文明的高档住宅小区。从环境上来看，梦湖山庄居住环境安静，交通方便快捷，生活配套一应俱全，方便居民的日常生活，同时还在整体规划上完美的结合了现代建筑和自然风景。在规划上满足生态型、亲水性的小区驳岸和水体能够将步道带动的完美。此外梦湖山庄的地理位置优越、交通便利、环境优雅，是质量较高、配套完善的优秀住宅小区。园区规划建筑、园林景观、人文环境等建设细致、考究。首要的建筑特点就是建筑的景观性，梦湖山庄处于美丽的自然风关之中，并且处于大型旅游城市杭州市内，无论是建筑的外形、风格、颜色搭配上，都很大程度的符合了美学理论，能够形成相得益彰互相映衬的美景。同时整体规划从多个视角和层面上进行了细化，使得具有很好的观赏性。其次建筑的特点就是生态友好性。主要就是建筑在施工和小区的规划方面充分的考虑到了生态效应，尽量的做到了节能减排。小区内的水体能够很好的调节气温，减缓调温耗能。其次，小区建筑大量的采用了太阳能，这样就能够减小能耗和较少污染。同时建筑之间形成了生态自循环生态系统，能够较好的帮助小区内植物生长和水体维持。最后建筑的特点就是建筑具有大量采用高科技产品的特点，在科技的支持下采用了大量的新型材料，更大限度的做到了能源节约型、生态友好型、居住舒适型、文化和谐型社区的建设。从墙体到保温材料、从路面到装修材料都具有较高科技含量。4.3建筑节能在案例中的应用梦湖山庄的建筑节能总体上分为两个部分，主要包括建设阶段的节能和使用阶段的节能。在梦湖山庄的建设阶段的节能主要采用了对小区建筑进行科学设计、在建造建筑中采用了新型的节能建筑材料和先进的节能施工工艺；并且在使用阶段的节能采用各类节能设备、新型能源的采用、良好的节能行为习惯等方式达到节能的效果。综合分析，可以将梦湖山庄建筑节能分为以下几个方面：在梦湖山庄的设计之处，就充分的考虑了附近的自然环境特点。面湖背山的环境特点形成了良好的空气对流，在设计的过程中，将在建筑的主要通风面与自然环境结合，进行科学的分析，最大限度利用了自然风来调节小区内的微气候。湖泊对与小区内部的水环境和生态驳岸相连通，最大限度的增强水体自我净化能力，基本上杜绝了水体净化的耗能。同时建筑和合理排布能够充分的促进楼房之间的空气流通，结合着湖泊对气温的稳定作用，实现了冬暖夏凉的气温调节，节约了温度调节所需要的能量。同时在小区内部结合着整体环境，种植了既能够调节小气候又能够调节在一定程度上保护驳岸同时有的植物还能够驱虫避蚊，进一步的减少建筑使用过程中的能源消耗。在建筑的整体布局方面，针对不同建筑的不同位置，结合了整体地理环境，用科学分析计算软件模拟了不同风向和主要风向的空气流动方向。按照这个模拟在设计之初就对建筑物的高矮、布局进行了科学的优化，进而在设计和规划中将科学的方法与经验方法结合起来进行应用，并且取得了非常不错的效果，能够在很大承上增强舒适度和降低能耗。在每一个建筑的设计的过程中，结合了不同建筑的具体分布位置和特点，对其进行结构优化，力求用最少的材料起到最大限度的坚固、抗震效果。从结构设计方面降低梦湖山庄项目在建筑材料方面也做足了工作，主要采用了一种用于降低建筑物能耗的材料进行建造，进而能够减少材料生产过程中的能源消耗和杜绝城市热岛现象的发生，同时还能帮助建筑物在使用的过程中减少能源的消耗和不必要使用。首先在梦湖山庄项目中应用了大范围的节能墙体建筑材料，这些材料都是环境友好型的生态材料，有些虽然初期成本较高，但是无论是材料性能还是环保性能都很好。首先就是建筑在主要墙体采用了再生砖材料。再生砖就是原有的建筑费砖等材料经过烧制重新利用。这种材料在生产方面能够减少废水和废气的排放，同时减少生产耗能，从长远的角度是一种废物利用的节能材料。同时还利用了粘土空心砖和建筑砌块，帮助建筑进行温度调节实现冬暖夏凉。此外轻质高强度板材和复合板材方面也广泛的使用，进一步节约建材耗能。其次梦湖山庄采用了大量的节能绝热材料，这些材料能够在辐射供暖系统中起着极其重要的作用。主要是在墙体和楼板等地使用了岩棉、聚苯乙烯泡沫塑料保温板、水泥聚苯板、玻璃棉、硅酸盐复合绝热砂浆等能够减少能耗的建筑绝热材料。帮助建筑在使用的过程中进行温度调控减少建筑耗能。同时在装修材料方面也采用了很多在使用中减少能耗和生产中耗能较少的材料。4.3.3采用节能施工组织和工艺在建筑的施工过程，施工工艺也是能源消耗的一个重要的方面。一方面不科学的施工工艺会影响建筑的质量和施工速度，另一方面还会增多能源的消耗，多出许多不必要的能耗。首先在梦湖山庄施工的过程中，采用了最新的混凝土浇筑工艺，科学的振捣和进行钢筋绑扎，减少了能源消耗。其次是对施工组织应用了科学的规划方法，并且借助了计算机的手段，应用了关键路径法和网络图法进行各个施工活动的规划，减少了不必要的施工步骤和能源消耗，缩短工期减少能耗。关键路径法是一种将项目分解成多个可同时进行的关键点的方法，再将各个关键点按照其属性和施工性质结合现有的施工能力进行规划，最终获得最科学的施工组织的方法。网络图法是一种关键路径法的升级方法，就是将整个项目进行分解，然后形成施工网络，按照网络连接的方法进行施工的组织。这两种方法在梦湖山庄项目的施工中都得到了很好的应用，进而增加了施工效率、减少了能源消耗。4.3.4选用节能设备，合理设计各类耗能设备建筑设备