建筑節能措施在工程設計中的優勢和注意事項

范志永

(遼寧省大連市建筑設計研究院有限公司，遼寧大連 116021)

眾所周知，能源危機，能源枯竭成為現階段中國乃至世界的難題，空氣污染、霧霾都市、溫室效應等一系列名詞層出不窮，我們的生活環境以及空氣質量大不如前，越來越糟糕。在這種歷史背景下，不同領域的各項舉措紛紛出臺。所以與我們息息相關的建筑節能也是其中一個不可忽略、非常重要的環節。作為建筑設計行業內的一份子，結合具體項目以及所做過的一些工作，淺談一下建筑節能部分具體措施、新型建筑材料應用等方面的優勢與注意事項，希望能與大家共勉。

1 概念闡述

提到建筑節能，我們先提目前幾個比較熱的概念，如綠色建筑、“零能耗”建筑、有機建筑、生態建筑、低碳建筑等等，這些概念其實質都是給建筑運營降低能耗。本文所提到的“零能耗”建筑指不消耗任何常規能源(如煤、石油等)的建筑，主要依靠可再生能源(風能、太陽能、生物能、地熱能等)，不再向大氣排放二氧化碳或至少相互收支平衡的建筑，是低碳建筑的升華。所謂的主動式和被動式都是以建筑這個載體而言，這里將建筑自身的外墻保溫、屋頂、地面、門窗等具體節能措施定義為建筑節能的被動模式;把這些以外的新能源利用、新技術應用等統稱為建筑節能的主動模式，如太陽能、風能的利用，中水處理系統、雨水收集、地源熱泵等等。

2 被動節能措施在工程設計中的優勢

常用的被動式節能措施，筆者主要從以下五個方面進行說明:

1)呼吸式玻璃幕墻。玻璃幕墻有單層和雙層玻璃兩種。雙層幕墻又稱熱通道幕墻、呼吸式幕墻、通風式幕墻、節能幕墻等。具體可分為外循環式、內循環式。呼吸式玻璃幕墻屬內循環式幕墻系統，外層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材形成封閉狀態。內層幕墻采用單層玻璃或單層鋁合金門窗，呈可開啟狀態。利用氣壓差、熱壓差、煙囪效應或機械通風的原理，空氣從樓板或地下的風口進入通道，經上部排風口進入頂棚流動。由于進風為室內空氣，所以通道內空氣溫度與室內溫度基本相同，可大大節省能源，通常配合機械設備和光電控制百葉卷簾或遮陽系統，造價相對較高，是建筑節能技術措施的重要舉措之一。

2)屋頂種植綠化。所謂的種植屋面是在建筑物、構筑物等的屋頂、露臺、天臺、陽臺上進行造園，種植樹木花卉的統稱，是一種脫離了地氣的種植技術。它不僅僅是綠地向空中發展，節約土地、開拓城市空間的有效辦法，也是建筑藝術與園林藝術的完美結合，在保護城市環境，提高人居環境質量，建筑節能等方面更是起著不可忽視的作用。它的好處頗多，如可提高城市綠化覆蓋，創造空中景觀;吸附塵埃減少噪聲，改善環境質量;減少城市熱島效應，發揮生態功效;緩解雨水屋面溢流，減少排水壓力;有效保護屋面結構，延長防水壽命;保持建筑冬暖夏涼，節約能源消耗，是建筑節能技術措施的重要舉措之一。

3)建筑外圍護結構的保溫性能。隨著建筑材料的不斷更新和發展，建筑材料的導熱系數不斷降低，為建筑節能做出了巨大貢獻，從巖棉的0.045、苯板的0.042、擠塑板的0.030，到聚氨酯的0.025 再到STP 板的0.008，這些材料雖然在某些方面有一定的缺陷，但在綠色建筑節能方面起到了巨大的推動作用。使用導熱系數越低的建筑材料，對建筑節能越有利，但也有一些缺點，建筑密閉性好的同時，建筑本身的透氣性、呼吸性也變差了，這就是我們感覺現在的房子住起來不如過去的房子在某些方面感覺舒服，這一點有待于進一步改進。

4)門窗的密閉保溫性能。上面提到建筑外保溫材料只是建筑外圍護結構保溫性能的一部分，除了這部分之外就是建筑的門窗洞口的保溫性能?，F在的門窗從單層玻璃到雙層玻璃再到三層玻璃，從傳熱系數3.2 到2.7 再到2.2 甚至更低。但隨著門窗傳熱系數的降低整個造價不斷上升。但門窗的密閉保溫性能的好壞是建筑節能技術措施的重要舉措之一。

5)活動百葉遮陽處理。百葉的巧妙利用，一方面可與建筑立面結合，提高建筑立面視覺效果的同時也可降低建筑能耗標準，尤其在東西向布局的建筑中，西曬是必須解決的重要課題?；顒邮酵庹陉柺亲韪籼栞椛涞牧己闷琳?，通常裝置安裝在開放式鋁板幕墻內部，在室內可控制百葉升降進行合理遮陽，不用時百葉可上升進入幕墻內面。但這種裝置造價高，是建筑節能技術措施的重要舉措之一。

簡言之，在合理的經濟效益以及合理的方案設計前提下，盡可能降低建筑本身的體型系數以及窗墻比，提高外圍護結構、門窗的保溫性能，在滿足建筑保溫材料防火的前提下盡可能選擇傳熱系數低的保溫材料或絕熱材料，有效的采用先進技術，與建筑的各方面統籌結合。

3 主動節能措施在工程設計中的優勢

常用的主動式節能措施，筆者主要從以下五個方面進行說明:

1)太陽能集熱板。太陽能集熱器就是吸收太陽能輻射能并向工質傳遞熱量的裝置。在我們的生活中，最常見的太陽能集熱器，就是平板太陽能集熱器與真空管太陽能集熱器兩種。平板集熱器，結構簡單、運行可靠、成本適宜，還具有承壓能力強、吸熱面積大等特點，最有利于實現太陽能系統與建筑結合;高效平板集熱器太陽能系統在同等面積前提下與真空管太陽能系統相比，可以提供更多生活熱水;國內平板集熱器性能和質量與國外的產品相比，仍存在一定差距。

2)風能發電。把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發電。風能發電的優點是清潔、環境效益好;可再生，永不枯竭;基建周期短;裝機規模靈活。但缺點是噪聲，視覺污染;占用大片土地;不穩定，不可控;目前成本仍然很高。在具體項目中，因地制宜的選擇風力發電的規模和位置，避免給生態環境帶來不良的影響。

3)雨水收集及中水處理系統。雨水收集系統是將雨水根據需求進行收集后，處理達到符合設計使用標準的系統。目前多數由棄流過濾系統、蓄水系統、凈化系統組成。雨水收集的意義:可以達到節能減排，綠色環保，減少雨水的排放量，使干旱，緊急情況能有水可取。另外結合中水處理系統，它們共同構成建筑節能減排的重要舉措。

4)地源熱泵技術的應用。地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源既能供熱又能制冷的高效節能環保型空調系統。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能)，即可實現能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移。在冬季，把土壤中的熱量“取”出來，提高溫度后供給室內用于采暖;在夏季，把室內的熱量“取”出來釋放到土壤中去，并且常年能保證地下溫度的均衡。地源熱泵技術的優點是屬可再生能源利用技術、環境效益顯著、一機多用，應用范圍廣、空調系統維護費用低，缺點是一次性投入建設成本較高。

5)生物能源的應用(沼氣)。生物能是潔凈新能源，有綠色能源之稱，它的最大特點是燃燒或使用后不造成環境污染，有利于維持生態平衡，并且可再生，其實質屬于太陽能的分支，主要是以經過光合作用后的植物為載體，經過特殊技術將生物能轉變為化學能或電能，是建筑節能技術措施的重要舉措之一。

4 節能措施在工程設計中的注意事項

在被動式節能措施中應注意，主要集中在設計與施工的銜接問題上，往往設計是相對理想的狀態，而施工是具體的很實在的狀態，它們之間會給建筑節能措施大打折扣，如STP 板的施工是不能破壞保溫材料本身的，其內部是真空狀態，一旦破壞則失去保溫作用，再如門窗洞口處的銜接問題，往往是最容易忽略的地方，穿越屋面或外墻的管道，都是被動建筑節能措施最容易被忽略的地方，這些細微之處，處處影響建筑節能的效率。

在主動式節能措施中應注意，在不同的項目中應依據具體情況適當選擇，無論哪種措施，都會有優勢和缺點，我們應根據具體情況找到它們之間的黃金分割點，統籌考慮前期投入與后期成本維護，以及今后使用效率等一系列問題，最大發揮其優勢。如太陽能板的冬季問題，以及傾斜角度問題與表面積灰和采光效率之間的平衡問題;中水處理的經濟問題，處理完后的水只能用于沖廁使用，單位價格還比自來水貴，如沒有優惠的政策很難推廣使用;還有就是這些新技術在前幾年使用沒有什么大的問題，十幾年后的維護費用和效率問題，這些都是值得我們深思的，需要進一步解決的問題。

以上所總結的一些建筑技術措施，是針對不同項目類型、不同的地域特點以及其周邊的基礎資源等內容，合理統籌、安全有效的使用相關建筑節能措施，避免產生得不償失的效果。綜上所述，隨著工業化的進程與社會的發展，建筑節能的技術措施不僅僅局限于上述幾個方面或幾種類型;并且本文所探討建筑技術措施的一些優勢和不足方面，希望能起到拋磚引玉的作用，能為目前建筑行業乃至整個社會的能源危機問題，盡綿薄之力。

［1］侯壬龍.綠色建筑節能標準應用研究［D］.北京:北京交通大學碩士論文，2012.

［2］薛一冰.可再生能源建筑應用技術［M］.北京:中國建筑工業出版社，2012.

［3］葉曉莉.零能耗建筑圍護結構設計特點［J］.建筑節能，2013(7) :131-132.