環(huán)保節(jié)能的建筑研究

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【摘要】隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，能源短缺和環(huán)境污染成為發(fā)展過(guò)程中的兩大難題，建筑行業(yè)因其巨大的能耗備受關(guān)注，本文在探究建筑節(jié)能環(huán)保必要性的基礎(chǔ)上從墻體、門(mén)窗、屋面、采暖和通風(fēng)等方面探討如何開(kāi)展建筑的節(jié)能環(huán)保工作。

【關(guān)鍵詞】建筑；節(jié)能；環(huán)保

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了建筑業(yè)的突飛猛進(jìn)，在這個(gè)城市化的過(guò)程中，建筑企業(yè)承擔(dān)了大量的設(shè)施建設(shè)，但建筑能耗也在不斷的上升，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，近年來(lái)我國(guó)建筑能耗已經(jīng)占到了能源消費(fèi)總量的近30%。為了提升建筑行業(yè)的發(fā)展效率，促進(jìn)節(jié)能減排工作，對(duì)于建筑的門(mén)窗、采暖等進(jìn)行節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1建筑節(jié)能環(huán)保的必要性

建筑能耗主要指的是建筑在使用過(guò)程中產(chǎn)生的能源消耗，具體來(lái)講不僅包括電梯、照明、家用電器等方面的能耗，同時(shí)也包括采暖、制冷、熱水供應(yīng)、炊事等產(chǎn)生的能耗。工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，能源短缺和環(huán)境污染成為發(fā)展過(guò)程中的兩大難題，我國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，擁有相當(dāng)龐大的建筑規(guī)模，并且發(fā)展速度很快，根據(jù)住建部的相關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年新增城鄉(xiāng)房屋建筑面積高達(dá)近20億m2，新增建筑面積甚至超過(guò)了不少發(fā)達(dá)國(guó)家每年建成建筑面積的總和，就這些新增建筑面積而言，其中的節(jié)能建筑僅有5%左右。在我國(guó)，超過(guò)95%的建筑在采暖、空調(diào)系統(tǒng)方面存在明顯的高能耗問(wèn)題，另外在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方面的能耗也不容忽視，就大多數(shù)建筑而言，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱效能較差，導(dǎo)致過(guò)半的采暖用能被無(wú)形的消耗掉，大大降低了采暖效果。在這種情況下，與我國(guó)緯度相近的發(fā)達(dá)國(guó)家建筑單位面積采暖所用能耗要比我們低一半之多，就建筑能耗而言，最主要的還是供熱采暖所消耗的能源，并且在供暖的過(guò)程中帶來(lái)不少環(huán)境問(wèn)題，對(duì)于擁有龐大建筑規(guī)模的中國(guó)來(lái)說(shuō)，在節(jié)能環(huán)保方面壓力巨大。建筑節(jié)能與環(huán)保相輔相成，進(jìn)行建筑節(jié)能就是為了減少能耗以實(shí)現(xiàn)節(jié)約日益短缺的能源之目的，最終做到在提升建筑質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)保的目標(biāo)，建筑節(jié)能環(huán)保最終還是為了創(chuàng)建更好的生活環(huán)境和發(fā)展發(fā)展，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，因此必須從多種途徑進(jìn)行建筑的節(jié)能減排，一方面通過(guò)建筑智能化來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗的目的，另一方面加大太陽(yáng)能等清潔能源的使用，通過(guò)節(jié)能技術(shù)降低環(huán)境污染，提升建筑利用水平和質(zhì)量。因此來(lái)說(shuō)，倡導(dǎo)建筑的節(jié)能環(huán)保具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

2建筑節(jié)能環(huán)保的主要途徑

2.1墻體的節(jié)能保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)用

對(duì)于我國(guó)大多數(shù)建筑而言，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑的保溫隔熱效果普遍較差，因此導(dǎo)致供暖過(guò)程中大量的無(wú)形能耗，墻體作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)將大大增強(qiáng)外圍護(hù)的保溫隔熱效果，從而降低建筑能耗，目前主要通過(guò)建筑保溫設(shè)計(jì)、建筑隔熱設(shè)計(jì)兩種途徑實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)墻體保溫效果的目的。根據(jù)保溫節(jié)能設(shè)計(jì)位置的不同，建筑保溫一般分為建筑內(nèi)保溫、建筑外保溫兩種。建筑內(nèi)保溫主要指在建筑外墻的內(nèi)表面上加入保溫材料，之后再開(kāi)展粉刷和涂料施工作業(yè)；這種保溫方式構(gòu)造簡(jiǎn)單，不需要在墻體內(nèi)表面加強(qiáng)防水層，同時(shí)室外環(huán)境也難以對(duì)保溫材料產(chǎn)生影響，進(jìn)而提升了保溫效果。與之相對(duì)的是建筑外保溫設(shè)計(jì)，這種保溫方法是在建筑外墻外表面上鋪設(shè)保溫材料，其上利用防水層進(jìn)行覆蓋，之后再進(jìn)行外墻的裝修工作：①這種保溫方法使得外表面形成了保溫層，太陽(yáng)輻射難以影響到外墻砌體，這樣能夠減小外墻的應(yīng)力損害；②建筑外保溫對(duì)于柱、梁、墻角等特殊施工部位操作要求較簡(jiǎn)單，在有效減少熱橋的同時(shí)防止了內(nèi)表面結(jié)露的現(xiàn)象；③重質(zhì)砌體位于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，可以使圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱容性較高，從而促進(jìn)室溫保持穩(wěn)定；④外保溫材料在夏季具有相當(dāng)好的隔熱作用，通過(guò)降低墻體的升溫速度來(lái)降低內(nèi)表面溫度，從而增強(qiáng)室內(nèi)環(huán)境舒適度。建筑隔熱設(shè)計(jì)需要對(duì)外墻和屋頂這兩個(gè)部位重點(diǎn)考慮：主要有隔熱材料隔熱和隔熱構(gòu)造隔熱兩種途徑實(shí)現(xiàn)建筑隔熱。隔熱材料一般分為板塊類(lèi)、填充類(lèi)和熱反射類(lèi)。隔熱構(gòu)造主要利用空氣層的隔熱效應(yīng)，利用空氣這種廉價(jià)的特殊隔熱材料進(jìn)行隔熱設(shè)計(jì)，就實(shí)際的建筑工程而言，建筑所處的熱流方向、空氣間層厚度、密閉程度以及兩側(cè)表面的光潔度都會(huì)對(duì)其隔熱性能產(chǎn)生一定的影響，通過(guò)對(duì)這些影響因素的合理引導(dǎo)能夠帶來(lái)較好的隔熱效果，這種隔熱方式在氣候炎熱的地區(qū)效果尤為明顯。另外，因空氣間層被設(shè)置于墻體部分，因此能夠在起到保溫效果的同時(shí)起到隔熱效果。但需要注意的是水平構(gòu)件只是起到隔熱效果。

2.2門(mén)窗的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.2.1斷橋型門(mén)窗

型材材性和斷面形式對(duì)斷橋型門(mén)窗的保溫性能產(chǎn)生直接是影響，一般情況下，不同材質(zhì)的門(mén)窗框，其導(dǎo)熱系數(shù)也有較大差異，而導(dǎo)熱系數(shù)直接影響著材質(zhì)的傳熱能力，且二者成正相關(guān)關(guān)系。就斷面形式來(lái)說(shuō)，型材的斷面最好高于3腔。如果采用的是金屬窗框，那么應(yīng)使用塑料、橡膠等非金屬材料進(jìn)行斷橋處理，但前提是要保障足夠的空腔。另外，斷橋的寬度應(yīng)大于15mm，并與框具有相等的長(zhǎng)度，在窗和五金件安裝時(shí)注意保護(hù)斷橋結(jié)構(gòu)。這種門(mén)窗對(duì)金屬材質(zhì)的外窗較為適用。

2.2.2中空玻璃

顧名思義，中空玻璃也就是在玻璃之間形成一定的中空層，中空層與外界是隔絕的，可以利用兩片或多片玻璃進(jìn)行組合來(lái)實(shí)現(xiàn)中空效果，中空層里面含的是空氣或其他氣體。依據(jù)玻璃種類(lèi)的不同，可將其分為透明平中空玻璃、鋼化中空玻璃、鍍膜中空玻璃以及弧形中空玻璃等。門(mén)窗的保溫性能直接受到玻璃間隙距離的影響，在玻璃厚度不變的情況下，隨著間隙距離的增加窗的熱阻也會(huì)直線上升。如果間隙超過(guò)10mm，那么熱阻的增加幅度會(huì)很小。因此，中空玻璃之間的間隙距離應(yīng)大于10mm。假如是鋁合金窗，那么玻璃間的隔熱條寬度應(yīng)超過(guò)12mm，其厚度應(yīng)在5mm以上。這種門(mén)窗對(duì)所有材質(zhì)的外窗均適用。

2.2.3低輻射玻璃

與普通玻璃對(duì)比而言，超過(guò)80%的紅外熱輻射都能夠被低輻射玻璃所反射，同時(shí)在可見(jiàn)光波段上保留了較高的透射率。這種節(jié)能型門(mén)窗的運(yùn)用能夠在夏季防止紅外熱輻射進(jìn)入室內(nèi)；在冬季則能阻止紅外熱輻射向室外泄露。出于雙玻窗的成本考慮，一般將普通透明玻璃和低輻射率玻璃結(jié)合使用。這種門(mén)窗對(duì)所有材質(zhì)的外窗適用。

2.3屋面的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)應(yīng)用

目前，屋面一方面利用高效保溫材料、浮石砂等實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，另一方面采取架空型和倒置型保溫屋面的架構(gòu)進(jìn)行屋面節(jié)能設(shè)計(jì)，并取得了較好的效果。如果采取的是平屋頂，可利用加氣混凝土增強(qiáng)保溫；如果采取坡屋頂，則將絕熱材料鋪設(shè)在天棚上，或者將玻璃棉氈鋪釘在坡頂。

2.4采暖的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)應(yīng)用

采暖能耗在建筑能耗中比重較大，采暖節(jié)能設(shè)計(jì)一般采取水源熱泵系統(tǒng)的方式進(jìn)行，這種系統(tǒng)方式性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)成本不高，實(shí)用性強(qiáng)，且地下水溫度波動(dòng)幅度明顯低于室外空氣溫度的波動(dòng)幅度，既能作為良好的空調(diào)冷源，又能作為熱泵熱源，為了增強(qiáng)室內(nèi)舒適度，可在室內(nèi)采取吊頂冷輻射和地板采暖，通過(guò)這種方式大大降低采暖能耗，從而做到節(jié)能、環(huán)保、舒適。

2.5通風(fēng)的節(jié)能環(huán)保應(yīng)用

良好的通風(fēng)在提升建筑舒適性方面起著重要的作用，通過(guò)空氣對(duì)流能夠?qū)⑹覂?nèi)熱量帶走，同時(shí)通過(guò)空氣流動(dòng)排出室內(nèi)空氣中的污染物，同時(shí)帶來(lái)明顯的節(jié)能效果。結(jié)合不同的環(huán)境進(jìn)行新風(fēng)量的適當(dāng)調(diào)節(jié)，這樣能夠通過(guò)控制空氣的潔凈度、流速來(lái)增強(qiáng)空氣質(zhì)量，同時(shí)也可對(duì)室內(nèi)空氣污染物的有效控制來(lái)改善室內(nèi)環(huán)境。

3對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保的展望

為促進(jìn)建筑的節(jié)能環(huán)保，綠色建筑的設(shè)計(jì)概念日益普及，這是一種生態(tài)建筑、可持續(xù)建筑，在為人們提供舒適空間的同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的高效利用，并在建筑中采用新型環(huán)保材料，必須將節(jié)能環(huán)保貫穿在設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等建筑全生命周期，即在建筑設(shè)計(jì)、建造及使用中充分考慮環(huán)保要求，將建筑物與環(huán)保、高新技術(shù)、能源等緊密結(jié)合起來(lái)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑節(jié)能與環(huán)保直接提升了能源的利用效率，同時(shí)節(jié)約了能源，對(duì)于保護(hù)環(huán)境也起到了重要作用，可以說(shuō)建筑節(jié)能環(huán)保能夠顯著提升建筑的智能化水平，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文從墻體、門(mén)窗、屋面、采暖和通風(fēng)方面對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保進(jìn)行了分析，具有一定的現(xiàn)實(shí)研究意義。

參考文獻(xiàn)

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作者:李景 王利平 王延利 單位:河南送變電工程公司 河南省科學(xué)技術(shù)信息研究院