□文/劉德強
能源是社會發展的物質基礎。我國是世界上第三能源消耗大國,并且以每年3%的速度增加,節約能源和開發利用新能源顯得十分緊迫。建筑能耗在社會總能耗中所占的比重很大,在發達國家已占到能源消費總量的35%~40%。在我國,隨著現代化建設的發展和人民生活水平的不斷提高,舒適的建筑熱環境已成為人們生活和工作的需要;建筑供熱和建筑空調面積增加,也使得建筑能耗占到能源消費總量的25%以上。建筑能耗的激增制約國民經濟的可持續發展,建筑節能成為改革發展的迫切要求。能源短缺已不容忽視,建筑節能已是我國節能工作的重要組成部分,從我國建筑用能的發展趨勢來看,能源浪費十分嚴重,因此提高建筑能源的有效利用率,開展建筑節能工作已是當務之急。
1、建筑物體形系數。建筑物體形系數愈大,其傳熱量也就愈大。從建筑節能的觀點出發,毫無疑問應盡力減小建筑物體形系數。
2、圍護結構的傳熱系數。圍護結構的傳熱耗熱量占建筑物總耗熱量的71%~77%。因此,大幅度降低圍護結構的傳熱系數,選擇合適的圍護材料是重要的。
3、窗墻面積比。開窗面積增大,會增加傳熱耗熱量和空氣滲透耗熱量,對建筑節能不利,理論上應盡可能降低窗墻面積比。然而,窗墻面積比還受建筑立面、室內采光、通風因素控制。因此,建筑節能設計中,應針對不同地區的環境和習慣區別對待,不宜過分縮小窗墻面積比。
4、建筑朝向和建筑布局。相關研究結果表明,無論是為了降低冬季采暖能耗,還是為了降低夏季空調制冷負荷,建筑物朝向均宜采用南北向或者接近南北向,盡量避免東西向。建筑平面布局總的原則應根據地形地勢和朝向等條件靈活布置。
針對我國建筑物能耗損失大的特點,建筑節能應主要從以下幾個方面入手:
1、墻體節能。建議建筑墻體全部采用新型復合墻體,在墻體主體結構基礎上增加一層或幾層絕熱保溫材料來降低墻體的導熱系數,這樣既可以保證墻體的結構安全,又增強了墻體保溫性能,降低了能耗損失。
2、門窗節能。在整個建筑物的熱損失中,門窗滲透的熱損失占很大的比例。門窗節能應該主要從門窗的氣密性、導熱性及減少太陽能輻射三個方面進行。增強門窗的氣密性可以減少室內外冷熱氣流的直接交換,從而降低設備負荷;降低門窗的導熱系數可以降低由于室內外溫差引起的熱量損失,可以選擇導熱系數小、隔熱效果好的型材作為門窗的主料,如塑鋼、斷橋鋁等材料。而減少太陽能輻射,我們就要提高玻璃的性能。目前應用較廣泛的是納米透明隔熱涂料,它可以讓玻璃既保持高透光性,又具有較好的隔熱效果。
3、建筑節能中太陽能的利用。太陽能是最環保的綠色能源之一,而且是取之不盡、用之不竭、廣泛存在的天然能源,其優點是極為豐富、潔凈、安全、價廉,對生態平衡沒有任何影響。在我國,太陽能的輻射量很大,如果能夠很好地利用,可以為我國節省大量的標準煤和天然氣。在建筑中加強太陽能的利用是實現可持續發展的重要環節,太陽能可以為建筑供暖、供熱水、供電,甚至能夠提供建筑物的全部能量。我國北方被動太陽房采暖節能60%~70%,平均每平方米建筑面積每年可節約20kg~40kg標準煤,有著良好的經濟和社會效益。對于這樣既環保又經濟的綠色能源,我們要全面、充分地利用,國家也應出臺相應的政策或者出資金來支持太陽能的使用。
4、建筑節水。首先,應該在建筑安裝工程中大量推廣使用節水器具,充分利用我們有限的水資源,不浪費一滴水;其次,在新建建筑物內增加中水管道,在可以使用再生水的地方使用再生水,降低自來水的使用量;再次,合理布局污水處理設施,提高再生水的利用率,促使用水制度節約化、合理化。
5、省地型建筑。建筑省地,首先要合理規劃布局,提高土地利用率,使其向集約化和節約化發展,充分利用我們僅有的土地資源;其次是在建筑材料上減少黏土磚的使用,盡量多使用空心磚、頁巖磚這些對生態平衡沒有影響的建筑材料;再有就是積極開發城市地下空間,使建筑物向縱深方向發展,在有限的土地上盡量多地增加能夠利用的空間。
節能建筑由于使用了節能材料,往往會增加初期投資,使建設費用增加。但從能量效率方面分析,節能建筑有著非??捎^的效益,并能在一定的年限內回收節能投資費。而且,在節能收益和節能投資平衡后,節能建筑就進入了純收益期,在使用周期內可節約大量費用。從一些節能試點小區實際情況分析,住宅建筑節能投資增加額/住宅建筑本身的造價=6/1。與此同時,從規劃設計的角度來看,可以節約鍋爐供熱設備和采暖系統建設的投資,并且在建成使用后可以節約能源支出,節約運行管理費用。試點表明,節能建筑的投資回收期一般在3~7年左右。節能建筑經濟分析可參照如下幾個指標來進行:
1、節能投資。節能建筑在一般情況下,加強圍護結構的保溫隔熱性能,建筑工程造價勢必也要相應地提高。在我國,節能50%住宅的投資增長率一般可控制在10%以內。
2、節能收益。隨著國民經濟的發展,節能率指標也在逐步提高。節能建筑的設備運行負荷比傳統建筑小,其維護費用也相應地減少;建筑物由于受到良好的隔熱保溫措施的保護,從中就節省了一筆維護開支。
3、投資回收期。節能建筑的投資回收期一般不應超過8年。
4、生命周期收益。節能投資是一次性行為,而收益是一個長期的過程。因此,為更科學合理地分析節能建筑的經濟效益,應采取建筑物生命周期的計算方法:節能建筑生命周期收益=非節能建筑生命周期總費用-節能建筑生命周期總費用。
近年來,隨著經濟的發展,建筑業作為我國能源消耗大戶,必須對其采取經濟有效的節能措施以節約能源;建筑節能直接關系到國家資源戰略、可持續發展和環境保護,是建筑業一項重要、緊迫而又艱巨的任務,應值得全社會重視。隨著社會的日趨發展和能耗的持續增大,推廣和使用節能建筑刻不容緩,并且必將產生較好的經濟和社會效益。
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