中国新能源建筑节能小议

关键词：新能源 墙体节能 屋面节能 中国节能

早在20世纪70年代，建筑节能概念就被正式提出。建筑节能的核心是减少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同时，建筑节能需以不影响人们感觉舒适度为前提，即室温冬季不低于18摄氏度，夏季不高于26摄氏度。时隔30年，石油与能源问题再次上升为“国际事件”。而我国的能源问题更是显露无遗：石油消耗量仅次于美国、燃煤紧张、拉闸限电、北方冬季供暖受阻、成品油价格一涨再涨……我国正面临一场真正的能源危机，建筑节能迫在眉睫。随着技术的日新月异,能源短缺已不容忽视，节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重世界的可持续。因此，能源将成为本世纪的热门话题，我们必须从可持续发展的战略出发，使建筑尽可能少地消耗不可再生资源，降低对外界环境的污染，并为使用者提供健康、舒适、与和谐的工作及生活空间。

一 中国建筑能耗基本情况

我国目前建筑能耗特点可概括为：（1）南方和北方地区气候差异大，仅北方地区有采暖且北方建筑采暖能耗高，比例大；（2）城乡住宅能耗使用差异大；（3）住宅及一般公共建筑与发达国家相比能耗尚处在较低水平，但有明显的增长趋势；（4）大型公共建筑能耗浪费严重，节能潜力大，新建建筑中此类建筑的比例呈增长趋势；（5）长江流域大面积居住建筑新增采暖需求，必须找到有效地解决方案，否则将成为严重的能源负担。

我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤，占当年全能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中，化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的，其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家，每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二，预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。

我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4～5倍，屋顶为2.5～5.5倍，外窗为1.5～2.2倍;门窗透气性为3～6倍;总耗能是3～4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道，建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求，从而不得不组织大规模的旧房节能改造，将耗费更多的人力、物力。另外，每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料，造成森林的过度砍伐，材料资源的大量开采，带来土地的破坏，植被的退化，物种的减少和自然环境的恶化。

我国建筑能耗不断增长的原因：（1）房屋建筑继续增加；（2）城镇化不断加快；（3）人们对建筑热舒适性的要求越来越高；（4）采暖区大大向南扩展；（5）居民家庭家用电器品种数量增加；（6）农村能源结构发生改变。

二 我国建筑节能发展的对策

1、 各级政府要提高认识， 转变职能，把建筑节能列入国家决策层的重要议程

　　首先各级政府要把建筑节能提高到实施资源战略和可持续发展战略的高度来认识；其次要把建筑节能作为实施公共服务、强化资源战略管理和加强环境建设的重要职能来对待；第三由政府实施建筑节能示范工程试点小区，通过示范工程以点带面，这是市场经济条件下政府推动建筑节能的一种有效工作方法。

2、 组建建筑节能、设计研究领导机构

加快对建筑节能研究、设计、建设的步伐是城市决策者、规划者、设计者与建设者的共同职责和明智选择。政府应将节能工作放在能源战略的首要地位，把推动建筑节能的运作摆上议事日程，把建筑节能作为城市生态环保的一项措施来抓。建议各地应以建设局、房管局为主组建市建筑节能领导小组，负责当地建筑节能的研究、设计、建设、规划制订实施推广建筑节能的目标措施、组织协调和监督管理。设立当地建筑节能的办事机构—建筑节能管理办公室，具体负责当地建筑节能的研究、设计、建设的组织实施和相关的管理工作。只有组织机构落实了，才能使建筑节能逐步走上健康、有序的发展轨道。 

3、编制建筑节能专项规划和加强监督管理

为了加快节能建设和使建筑节能有序发展，应编制建筑节能的规划和实施计划等。在新建住宅中，要严格执行国家关于《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《民用建筑节能管理实施办法》《民用建筑热环境与节能设计标准》，使建筑能耗满足规定的标准要求， 通过行政立法，把推广建筑节能从一种号召性行为转变为一种强制性行为，以全面启动全国建筑节能工作，并加强落实和监督管理。对老的住宅可调整、完善和改造的，也应采取相应措施逐步进行改造。只有采取强化节能的措施和提高效能的政策，走“能源消耗最少， 环境污染最小”的发展道路，才能形成能源可持续发展的新机制，为今后城市建设更长远的循环发展奠定基础。

4、注重“产学研”，加快对建筑节能的研究设计工作

要把建筑节能的新技术、新产品、新工艺、新建材及先进适用成套技术的研究、生产和推广应用摆上“产学研”单位的重要议程。加强学科和部门之间的横向联合，积极开展组织设计和攻关工作。组织科研机构、建筑设计、环境保护、新建材开发的专家和生产厂家积极开展对建筑节能的研究、设计、攻关工作。（１）开展标准化、多样化与工业化相结合的设计，为实现住宅建筑节能的通用化、配套化、系统化提供技术支持；（２）在建筑体系上， 要加快以承重结构为主线，包括围护结构、隔断、厨卫、门窗、管线等形成标准化、系列化，符合产业现代化发展方向的完整建筑节能体系；（３）使用建筑节能部品体系，包括外围护、内围护、厨卫、设备、智能化、小区配套等六大部品体系，要形成通用部品、系列开发、规模生产，不断研究、设计、生产出新颖、环保、防污、隔音、保温、隔热的建筑节能材料；（４） 加速建设科技成果的转化及应用，使用智能遮阳及门窗自控系统，门窗应向节能、高档、新型、多功能、多品种的方向发展，减少使用能源， 卫生间上下水管设计和使用 Ｕ型管， 避免外溢返臭和冬天防寒； （５）在住宅中设计储放再生水的固定容器，充分利用再生水，要使建筑成为节能建筑和绿色环保建筑。

5、 制定经济扶持政策，加大对建筑节能资金的投入

在建筑节能的研究、设计、开发和建设，对新技术、新建材的研究和推广应用中，没有资金只是纸上谈兵。要创新投融资体制，想方设法筹措开发建筑节能的资金，要制定经济扶持政策，建立和完善建筑节能的经济激励政策，例如可减少土地出让金收益， 或减少营业税等，不断研究探索建筑节能的发展基金，采取多元化筹措建筑节能资金的办法，加大对建筑节能资金的投入，为加快促进建筑节能提供资金保障。

6、 积极推广和使用新型建筑节能材料

对气密性、水密性、保温性、抗风性、抗变形性、环保、隔音、防污、保温、隔热的特殊建筑节能材料要大力推广使用。积极推广使用低辐射镀膜玻璃ＬＯＷ－Ｅ。这种玻璃既可以达到在冬季有效利用太阳辐射热能加热室内物体，并阻止室内红外热辐射通过玻璃向室外泄漏的保温效果；在夏季又可以达到阻挡室外的红外热辐射影响室内温度的隔热效果，从而实现降低住宅建筑总能耗的目的。积极推广应用“四新”技术和产品，经常开展建筑节能材料展示推广会。使建筑节能材料通用化、配套化、系统化。要开展建筑节能设计大赛，重奖建筑节能设计人才。

7、大力宣传建筑节能的重要意义

要利用广播、电视、报纸、杂志、黑板报等各种宣传工具，广泛宣传建筑节能和节约能源的重要意义。国家两部两委关于《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》已发文实施，对建筑节能的外墙保温及外门窗保温等已提出要求，要广泛宣传“设计标准”，落实监督实施“设计标准”，把建筑节能当作一项战略决策的大事来抓。我国是能源稀缺国家，节能是我国的一项战略决策，建筑节能是住宅建设发展的方向。只有人口、资源和环境协调发展，才是可持续循环发展的最佳途径。

三 几种节能途径

1.墙体节能

墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于0.3时,北京地区传热系数不超过1.16Ｗ/(m2•Ｋ),而常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。

2.门窗节能

外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:

（1）控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。

（2）提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。

（3）改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。

（4）设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。

3.屋面节能

在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标，表观密度为110～150kg/m3;导热系数为0.04～0.06W/m•K;蓄热系数为0.90～0.11m2•K。抗压强度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽渗透系数为2.18×10-7g/m.n.Pa[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小，导热系数较低，而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用，收到了好的技术效果。

4.利用太阳能

地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能，只占资源量的很小一部分。据美国能源部评估，1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年，仅为技术可开发量的0.6%。所以，太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源，是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。

5.夜间通风

夜间通风的原理是在夜间引入室外的冷空气，通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热，冷却建筑材料，达到蓄冷目的。在夏季，为了获得舒适的室内环境，则需要空调供冷系统。而此时，因为夜间的室外空气温度比白天低得多，所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的冷源加以利用。严格地说，只要室外空气温度低于室内空气温度，此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。

【参考文献】

[1] 韩建新,颜宏亮.21世纪建筑新技术论丛[M].上海:同济大学出版社2000:131-132

　[2] 涂逢祥.世纪初建筑节能展望[J].建筑2001（2）:51-52

　[3] 白胜芳.节约能源保护环境[N].建设报（中国建材）CN11-0038，2003，108期

　[4] 刘素萍.建筑节能与围护结构[J].建筑2001（7）:6-7

　[5] 朱伟.房屋建筑节能技术的几点措施[J].甘肃2002（2）:37

　[6] 刘加平.建筑节能与建筑设计中的新能源的利用[J].能源工程2001（2）:12-15