節能技術在建筑中的應用

李姝凡

遼寧鐵道職業技術學院，遼寧錦州 121000

目前有資料統計：城市建成區用地的30%用于住宅建設；住宅能耗占全國總能耗的20%左右；因此，在我國建設節能住宅，推廣節能技術已經是迫在眉睫，勢在必行了，也已經引起各級政府部門的重視，我國政府把建筑節能列入“十一五”規劃，提出建設“節能省地型住宅”和“2020年建筑節能遠景規劃目標”.節能環保意識已逐漸進入人心，節能住宅已成潮流，應為設計者重視。

1 節能

1.1 位置和朝向的節能

建筑的朝向必須考慮日照的影響，陽光有著巨大的輻射能量。尤其是在寒冷的北方地區，太陽對建筑物的溫度影響是很大的，白天由于受太陽的影響，建筑物的室內溫度晴天比陰天最少溫度升高3℃。據有關資料報道：每年到達地球表面上的太陽輻射能量約相當于130萬億t標煤，這么大的能量棄之可惜，而且地球本身就能接收太陽能，由此看來陽光對建筑的節能也有著十分重要的影響。另從朝向修正率方面也可發現：太陽以輻射方式把熱量傳給圍護結構，受到日照的圍護結構表面獲得熱量，表面溫度也將升高。圍護結構的朝向不同，受日照的影響程度也不同，因而其所受太陽輻射熱的影響也必然不同，見表1。因此，建筑物的方位與節能有著直接關系。

表1 朝向修正百分數

1.2 圍護結構的節能

建筑物圍護結構的耗熱量主要取決于外墻和門窗兩項。而建筑物采暖能耗節能的30%是靠提高建筑圍護結構的保溫性能來達到的，外墻的保溫越來越被人們所重視，保溫材料的使用和太陽能的利用也被人們關注。門窗的節能除了考慮材質、縫隙滲入量還要考慮窗墻比、朝向。我國北方地區冬季寒冷，集中供熱面積大，采暖能耗是建筑能耗的最大組成部分，建筑物的防寒保溫問題是關系能源消耗的重要問題，節約能源已成為北方建筑設計的一個重要問題。

1.2.1外墻的節能

采暖建筑物圍護結構基本耗熱量的計算公式為：

式中：

Q-圍護結構的基本耗熱量；K-圍護結構的傳熱系數；

F-圍護結構的傳熱面積；tn-采暖室內計算溫度；

tw-采暖室外計算溫度；α-圍護結構的溫差修正系數。

從以上公式可以看出外墻是圍護結構的主要部分，而外墻的節能措施，目前主要是使用環保節能型建筑材料，可以有效減少通過圍護結構的傳熱，從而減少各主要設備的容量，達到顯著的節能效果。尤其是高層建筑的圍護結構，它主要采用鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重，屬于填充材料，為了減輕荷載，達到保溫、隔熱要求，應采用輕質高效保溫材料，目前在寒冷地區常用的墻體做法有：頁巖陶粒混凝土空心砌塊；粘土空心磚與實心磚復合墻體；粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多，節能的效果仍達不到標準的要求。另圍護結構的材料布置分外側和內側，在寒冷地區的同一氣候條件下，由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同，為防止墻體內產生冷凝水，保溫層設在外側更為妥些，而且盡可能避免產生冷橋。

1.2.2外窗的節能

外窗的耗熱量除了與材質有關外，再就取決與縫隙的冷空氣耗熱量，其計算公式為：

式中：Q-加熱由窗縫隙滲入室內的冷空氣耗熱量；c-空氣平均定壓重量比熱為0.24；V-每小時由窗縫隙滲入室內的冷空氣量；tn-采暖室內計算溫度；tw-采暖室外計算溫度；r在采暖室外計算溫度下的空氣重度。

由公式可知外窗的縫隙尺寸決定了縫隙的耗熱量，因此要控制窗戶的面積，使其既能更好的引進太陽輻射熱，又能減少冷風滲透損失的耗熱量。為此規范規定：住宅窗地面積比為1:7；民用建筑窗地面積比為1:4-1:7。另外根據外窗的傳熱系數和保溫性能，外窗最好選用單框雙玻的塑鋼窗，現在有的用戶為了美觀和更好的采光，換了大玻璃窗戶，但其保溫效果不好，而且由于冷橋效應，達不到理想的節能效果。

2 措施

2.1 控制表面面積系數

從獲取更多的日照輻射，降低能耗的觀點來看，表面面積系數越小越好。從節能意義來說，長軸朝向東西的長方形體形最好，正方形次之，而長軸朝向南北方向的長方形體型的建筑節能效果最差。

2.2 太陽能的利用

太陽的能量是取之不盡、用之不竭的。它也正逐漸地被各行各業所利用，小的方面，它可以為家庭提供熱水，既節約了能源，又保證了安全，也減少了意外事故的發生。大的方面，光伏電站的建立，消滅了縣城無電的現狀。在供暖方面它也開始了它的優勢，潔凈、安全、價廉，對環境沒有任何污染。我們在晴天時可利用太陽能的熱量，在陰天和夜晚，則通過能量儲存設備接收的太陽能來提高供水溫度，達到供暖的目的。這樣不但減少了鍋爐的負擔，而且節約了煤資源，又減少了污染，還保護了大氣環境。總之，隨著太陽能利用科技水平的不斷提高，太陽熱能科技將陽光聚合，為我們提供更多的熱量，滿足我們的需求。讓我們更多地利用太陽能吧，使用光伏技術吧。

3 結論

對建筑節能設計方法的探討，總結出在設計中應從規劃、設計、圍護結構、周圍環境等方面充分合理地利用當地的自然資源——地下水供暖、太陽能供暖，從而達到建筑、環境與經濟、節能之間的最佳結合，提高建筑的整體效益。我國的建筑節能有著巨大的潛力，只要認真扎實地做好節能設計工作，就可以有效地降低建筑耗能量，為我國建筑業、能源業節省更多的能源。