徐小兵
(南京萬科置業有限公司,江蘇南京 210000)
隨著現代化建設的發展和人民生活水平的提高,舒適的建筑熱環境日益成為人們生活的需要,建筑節能及其新技術的研究應用也成為提高建筑熱環境的質量,滿足建筑界可持續發展戰略的一個關鍵環節。建筑節能的發展,不僅可以促進建筑新技術的不斷進步,而且可以緩解能源資源的緊張局面,減輕大氣污染的程度,更有利于我國社會經濟、生態環境的發展。因此對建筑節能發展現狀及其新技術的研究顯得尤為重要。
我國建筑不僅能耗高,而且能源利用效率較低,單位建筑能耗比同等氣候條件下國家高出2倍~3倍。據建設部科技司的分析,到2020年年底,全國新增的300億m2房屋建筑面積中,城市新增130億m2。如果這些建筑全部在現有基礎上實現50%的節能,則每年大約可節省1.6億t標準煤。在400多億平方米的既有建筑中,城市建筑總面積約為138億m2,普遍存在著圍護結構保溫隔熱性和氣密性差、供熱空調系統效率低下等問題,節能潛力巨大。
以占我國城市建筑總面積約60%的住宅建筑為例,采暖地區城鎮住宅面積約有40億m2,如果在此基礎上實現50%的節能,則每年大約可節省0.5億t標準煤。空調是住宅能耗的另一個重要方面,我國住宅空調總量年增加約1 100萬臺,空調電耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根據預測,今后10年我國城鎮建成并投入使用的民用建筑至少為8億m2/年。如果我國大部分新建建筑按節能標準建造并對既有建筑進行節能改造,則可使空調負荷降低40%~70%,有些地區甚至不裝空調也可保證舒適效果。
這些年來,我國加快了建筑節能發展工作,主要采用先易后難、先城市后農村、先住宅后公建、從北向南逐步發展的策略,但也遇到了一些困難,其中常見問題及影響因素主要表現為以下幾個方面。
由于國家及地方缺乏對建筑節能的實質性經濟鼓勵政策,建筑節能缺乏必要的資金支持。如各地雖然都在啟動公共建筑的計量及節能,但由于技術準備、經費、管理等原因,各地在推廣節能過程中,實施力度不一,建筑節能工作開展很不平衡。
建筑節能工程涉及墻體、門窗、屋面、采暖、通風與空調、配電及照明等節能工程,涉及面廣,加強新技術的研究,盡快及早形成可推廣運用的成果,對建筑節能工程有著重要的意義,這其中也包括國家針對企業引進消化國外先進的建筑節能技術出臺具體措施,鼓勵企業引進國外先進技術,結合國內實際情況吸收創新,推動建筑節能技術及運用的快速發展。
建筑節能的快速發展與相關專業人才密切相關,沒有一支專業化、高水平的節能專業隊伍,節能事業難以健康、可持續發展。建筑節能工作的實施,必須有一批懂節能技術及節能管理的專業隊伍。目前此類人才數量與建筑節能快速發展需要很不匹配。
針對當前我國建筑節能的發展問題,需要借鑒和探索一條節能途徑,大幅度降低建筑能耗,落實各項建筑節能減排措施,實現城市建設的可持續發展。
雖然國家從法律層面上頒布實施了《節約能源法》《可再生能源法》,把建筑節能列入強制執行的范疇,同時也陸續出臺了《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》《建筑節能工程施工質量驗收規范》等大量建筑節能設計及施工驗收標準、規范,對建筑節能起到了很重要的推動作用,但仍需加大國家財政專項支持力度,限時完成公共機構建筑的能耗分項計量及節能改造工作。同時適當改變節能專項資金使用方式,由原有的政府買單,調整為政府牽頭引導、企業引進,政府鼓勵、調動非集體資金投入建筑節能的建設中。
國家針對企業引進消化國外先進的建筑節能技術出臺具體措施,鼓勵企業引進國外先進技術、結合國內實際情況吸收創新,并經國家相關主管部門論證,在建筑節能特別是新建公共機構建筑中強制推行。對于已經成熟的節能技術與民族品牌予以相應支持,做好推廣工作。
當前節能技術人才和節能管理人才是目前節能行業最迫切需要的兩大類人才。首先打破各高校現有的培養目標,進行人才培養的再創新。在大土木專業的平臺上,圍繞節能多學科交叉融合,重新整合現有的教學內容,構建節能知識體系。其次建筑物全過程的節能,要求建筑節能人才的培養必須適應當前的建筑業分工合作的特點。當前建筑業中規劃師、建筑設計師、項目工程師、監理師、政府主管人員等角色,都應對節能知識進行深入學習。
建筑節能中最突出最關鍵的是解決建筑節能技術發展,要做好建筑節能技術發展,應從以下三種形式入手。
建筑的圍護結構節能是一個重要環節,關系到保溫和保暖兩方面。圍護結構節能主要從控制圍護結構的傳熱系數和熱橋部位保溫入手,通過對外墻、門窗、屋頂、樓梯間和陽臺欄板、空調板、女兒墻等熱橋部位的保溫處理,盡量降低室內溫度的變化幅度,減少供熱系統的負荷壓力,改善房屋的居住舒適性,同時也大幅度降低建筑系統造成的能源浪費。
外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護。應用高效的保溫絕熱材料進行保溫處理,減少墻體的熱傳遞,減少墻體“冷橋”現象的強度,從而達到墻體保溫的作用。外墻保溫應采用新型墻體材料與復合墻體結構。建設部從2006年起全面推廣墻體保溫材料,包括聚氨酯材料、膨脹聚苯板、擠塑聚苯板等。外墻外保溫系統因其保溫層置于外墻的外部,可提高房間的熱穩定性,其因有保護主體結構、延長建筑物的使用壽命,防止“熱橋”和“結露”現象,不占室內空間、增加使用面積等優點,而被廣泛用于新建、改擴建的民用建筑和采暖、空調的各類建筑。
建筑物的采暖空調系統一般由冷熱源、輸配系統和末端空調設備組成。基本的空調過程是由冷熱源產生冷量和熱量,經風機過水泵輸送到房間內,再經送風口、風機盤管等末端空調設備將冷熱量送進空調房間,從而保證房間環境要求。
空調系統中的大部分能量(50%~60%)是在冷熱源系統中消耗掉的,所以合理選擇冷熱源系統對空調系統節能至關重要。采用冷水機組加鍋爐的形式,在水源充足的地區使用水冷冷水機組比較合適,否則用風冷冷水機組代替。熱泵技術的不斷發展,使空調技術發生了變革。外燃式溴化鋰機組主要用于有廢熱、余熱的地方,如熱電廠、鋼鐵廠等。既利用了廢熱、余熱,又達到了制冷的目的。對于缺電而無廢熱或余熱的地區可以考慮使用直燃式機組,它在實現夏季供冷冬季供暖的同時,也可提供衛生用水。
在建筑空調能耗中,約有20%~30%的能耗消耗在輸送和分配冷熱量的風機和水泵上,這是導致建筑能耗過高的主要原因之一。對于大規模集中供熱系統,負責輸配熱量的各級水泵的能源消耗也在供熱系統運行成本中占很大比例。分析表明,這部分能量消耗可以降低50%~70%。因此,降低輸配系統能源消耗應是建筑節能中潛力最大的部分,可以通過提高供回水溫差、降低熱損失、改變輸配系統結構等方法來提高能源利用率。
可再生能源是充足、安全、清潔的能源。除了大力提高能源效率外,加快開發利用可再生能源是建筑節能的重要選擇。可再生能源現階段在建筑上的應用主要包括太陽能、地熱能、污水熱源等。
太陽能是目前應用最為廣泛的可再生能源。太陽能的輻射能量無窮無盡,但太陽能集熱效能是有限的,太陽能復合其他能源形式和實時蓄能是太陽能高效利用的有效途徑,并需與建筑環境協調。在復合太陽能綜合利用系統中,太陽能充足的時候,無需投入常規能源即可滿足室內熱舒適性要求。系統在向室內供熱的同時,將多余的熱量儲存于熱水箱中,供夜間使用,從而減少了夜間為維持室內熱舒適性所需常規能源的投入量,進而達到節能的目的。
根據熱源的不同,地源熱泵可分為地下水水源熱泵、地表水水源熱泵和土壤源熱泵。地源熱泵是利用地下淺層熱資源既可供熱又可制冷的高效節能空調系統。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源,實現低溫位熱能向高溫位轉移。淺層地熱能分別在冬季作為熱泵供熱提高溫度后供給室內采暖,和夏季作為空調冷源把室內熱量取出釋放到地下去。地源熱泵技術只需占用一定的埋管區域,對環境無污染,是一項值得大力推廣的新技術。
建筑節能以人為本,應進一步加強建立健全建筑節能法律法規,逐步完善建筑節能各項政策,大力開展建筑節能科研設計、開發利用工作,建立節約型社會,推動建筑節能工作的全面、快速發展。
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