建筑節能知多少

在20世紀70年代發生了世界范圍的能源危機之后，建筑節能成為世界建筑發展的基本趨勢，它的發展在保證建筑安全、舒適、健康的前提下，大大減少化石能源的消耗。

建筑節能關注在建筑建造、使用、拆除與處理的全壽命周期中減少能源消耗。建筑建造能耗約占建筑總能耗的20％左右，這部分能耗從建筑原材料的開采、提煉、生產、運輸直到建造完成，最終蘊含在建筑中。例如，鋁、鋼等精細加工材料生產的能耗是磚石等初級材料的幾倍，甚至十幾倍。但與初級材料相比，它們更易于維護，拆除時的回收率與重復利用率更高，通過合理、環保的使用，可以大大降低材料的使用量，從而降低總能耗。此外，通過提高圍護結構的保溫、隔熱性能，可以極大地減少室內溫度的波動，從而減少空調、采暖能耗，好比冬天給人穿上了皮大衣，夏天把人放在幽深的山洞里，幫助人們抵御嚴寒、酷暑的侵襲。圍護結構指建筑與外界接觸的建筑外表面，由外墻、外窗、天窗、玻璃幕墻、外門等組成。傳統圍護結構如黏土磚墻和普通的木窗的保溫隔熱性能很差，現在由聚苯板等高效保溫材料，塑鋼、斷橋鋁合金門窗組成的新型圍護結構的保溫性能提高了十幾倍。

以清華大學超低能耗樓為例，可調式圍護結構通過感應器測量外界溫度，通過軟件自動下達指令指揮外遮陽板、內遮陽簾、通風窗、通風口等協同工作。在炎炎夏日，遮陽板轉到和入射光線垂直的角度，在遮蔽直射陽光的同時接收地面上的反射陽光到建筑中來，既利用陽光為房子照明，又擺脫了直射陽光帶來大量的輻射熱。在夏夜，當室外溫度降到低于室內溫度時、通風窗自動打開，誘導室外冷空氣流經室內的每一處角落，帶走白天吸收的熱量，帶來新鮮空氣，置換略顯污濁的室內空氣。在晴朗的冬日白天，遮陽板的角度自動轉到和入射光線平行的角度，保證陽光毫無阻擋地射入建筑的最深處，帶來寶貴的光和熱。在寒冷的冬夜，遮陽板轉到和窗戶平行的角度，為窗戶附加一層隔熱屏障，避免室內熱量經窗戶玻璃散失到室外。

目前，人們正在探索把可再生的清潔能源應用到建筑中來，替代不可再生能源，創造出“節能建筑”。

太陽能是儲量最豐富的可再生清潔能源，如何在建筑中利用太陽能是“節能建筑”關注的一個焦點問題。目前太陽能主要有四種利用方式：太陽能熱水系統、太陽能光伏發電系統、太陽能采暖系統、太陽能空調系統。太陽能熱水系統是目前太陽能利用最成熟和經濟性最好的方式。太陽能光伏發電系統、太陽能采暖系統、太陽能空調等系統，由于系統和工藝相對復雜、成本較高等原因，目前還處于研究開發階段，主要應用于國家和地方的各示范工程中，在不久的將來有望“建材化”，走入尋常百姓家。

如何在建筑中利用風能、地熱能也受到廣泛關注。目前已有安裝在建筑上的小型風力發電機，正在進行在高層建筑中創造風洞，把風力發電機和建筑結合一體的研究。在冬季從地下土壤、地表水、地下水、城市污水等熱源中提取熱量為建筑供暖，在夏季向其排放熱量為建筑供冷的技術已經很成熟。沈陽市采用這種技術供暖的建筑面積已達312.3萬平方米，預計到2010年，將達到總供暖面積的三分之一。它的成功推廣將極大緩解我國北方地區冬季采暖能源供應緊張狀況，并提高冬季室外空氣質量。

英國倫敦貝德生態村項目讓我們看到了節能建筑的曙光。生態村首先通過優化建筑的外形，來減少建筑的散熱面積。接著采用新型圍護結構為建筑穿上了一層“皮大衣”；通過可隨風轉動的風帽，利用風壓提供新鮮的空氣，并排出室內污濁的空氣。太陽能在小區中得到了充分的利用。為了獲取更多的陽光，建筑南面設置有玻璃溫室。冬天雙層玻璃的溫室吸收了大量的熱量來提高室溫；夏天則可以打開作為開敞的陽臺，組織建筑散熱。建筑內設置熱量回收裝置，回收建筑內的燈具、電器、人體、熱水等產生的熱量，為建筑供暖。該生態村采用各種節能技術提供了一種居民能負擔得起的、環保的生活方式，獲得可觀的生態效益，在經濟上也取得了巨大的成功。入住一年后，監測數據顯示居民節約了采暖能耗的88％、熱水能耗的57％、電力需求的25％、用水的50％。在世界能源問題日益緊張的今天，它的建成和杰出表現讓我們看到希望。

可以預見，可再生清潔能源在建筑中的廣泛使用，將是建筑發展史上又一次里程碑式的進步。不依賴化石能源的“清潔建筑”的誕生與發展，為我們指出了一條通向綠色未來的光明之路，必將推動人類社會的可持續發展。

責任編輯 蒲 暉