建筑節能的理論分析與應用探討

甘秀明

（廣州建筑工程監理有限公司 廣東廣州 510000）

在全球可持續發展的大環境中，中國可持續發展戰略的實施已經迫在眉睫，可持續發展戰略在建筑行業中主要體現為“綠色建筑”、“節能建筑”等，從中國開始實施建筑節能以來，國家對這方面的理論研究非常重視，不管從實踐上還是理論上都獲得了比較大的成就，對未來建筑節能發展具有十分重要的指導性意義。基于此，筆者結合自己多年來在建筑節能領域中的工作經驗，從不同角度針對建筑節能展開理論分析，相信一定可以為大家帶來一些啟示。

1 我國建筑節能的現狀分析

我國建筑節能工作從20世紀80年代開始正式開展，全國人口中北方地區供暖人口總數占到了13.6%，在全國房屋面積中集中供暖建筑總面積占到了50%左右，平均每年北方地區需要3～6個月的供暖，按照北方供暖的實際情況來看，冬季一個季度的煤消耗量達到了1.3億t，在全國每年的總能耗中占到了1/10左右，在社會能源消耗中占到了1/5左右，由此來看，我國建筑節能工作應該將北方地區的能源消耗作為工作重點。

現階段我國建筑節能工作采用分階段、分步驟的方法。我們姑且將我國北方地區建筑節能工作為例，建筑節能主要進行了以下三個階段的工作：①以上世紀80年代初期的建筑能耗問題為依據，1996年在采暖建筑中進行了節能設計，能耗降低了30%左右；②在第一階段的成績基礎上提升50%左右的節能率；③從2005年開始，全新設計所有的采暖建筑，以第一階段為基礎提升66%的節能能耗水平。

通常情況下復合墻體的傳熱過程非常不穩定，其傳熱過程主要包括墻體吸熱、導熱及散熱的過程。這里需要對非穩態導熱進行分析，在分析導熱問題時會用到很多不同的方法，主要可以利用模擬與實現求解法、數值求解法及解析求解法等，其中解析求解法充分利用了數學中的解析方法，通過導熱微分方程構成定解問題來求解。而數值求解方法充分利用離散溫度場概念，取代了導熱韋方程，通過數值計算方法展開推到，獲得的結果為系列離散溫度數值。這里需要說明的是，有限差分法包括數值積分求解法。吐過出現了導熱相關問題，不能利用數值及解析求解法進行解析，這時通常應該選擇模擬實驗解析法，其可靠性和實用性都比較高。此外，傳統建筑墻體在導熱解析時往往非常復雜，需要對非穩態導熱問題進行詳細的分析。

2 建筑節能的具體應用

2.1 技術節能措施

2.1.1 門窗節能

門窗的開動改變了室內溫度變化，這是節能保溫中的薄弱環節。據相關研究顯示，門窗散發的熱損失在室內整體熱損失中達到了40%的比例，要想將門窗保溫工作做好，就應該從提高材料保溫性能、增加門窗層數及控制窗墻比例等方面著手，有效利用這些措施可以提高門窗的保溫性能和氣密性。同時，在選用門窗玻璃時，應選用對紅外線具有吸收作用的玻璃材料，例如含有氧化亞鐵的吸熱材料玻璃，灰色與青銅色是常見的顏色。

2.1.2 屋頂節能

與傳統屋頂相比現在建筑屋頂增添了很多特點，可以減少屋頂的吸熱量，同時在熱量傳遞上也具有一定優勢，大大減少了熱量傳遞。同時還結合屋頂優勢研發出了太陽能屋頂結構，合理選擇保溫屋頂形式非常重要，同時還要注意選擇屋頂的顏色和材料，盡量避免選擇自相矛盾的材料，并注意保溫層設置過程中應注意有效熱能的散發，這樣有效避免熱量傳遞的減少。

2.1.3 墻體節能

近年來隨著社會的不斷發展，我們可以發現不同材料組合成的墻體保溫效果比較好，目前已經在建筑墻體應用中占據主導性位置，同時更多體現出高科技特色的墻體也得到了快速發展，雙層玻璃幕墻、透明絕熱墻等開始得到了廣泛應用。

（1）保溫外墻體設計

目前使用比較廣泛的保溫外墻體主要有兩種：單一材料墻體與復合材料墻體，磚墻結構是目前我們最常見的一種材料維護結構，在施工過程中為了使節能效果得到提高，必須降低粘土磚的應用，盡量多使用空心砌塊結構。

（2）透明絕熱墻

這種墻體的應用目前已經非常普遍，它主要是由外墻和絕熱材料復合成的，與特隆布墻相比其優勢在于透明熱阻墻共有兩層空氣層，加上其本身的材料就固有一定的熱阻，可以使室內的溫度始終保持在一定程度上。

（3）雙層玻璃幕墻

目前這種墻體在現代建筑設計中應用的情況也越來越多，很多人將其稱作“可以呼吸的皮膚”。這種墻體具有很多種類，兩層和三層是比較常用的，每個玻璃幕墻中間都會留出一定寬度的通風道，便于空氣流通，同時這種墻體中的百葉可以靈活調整，控制起來非常方便。

（4）綠化墻體

通常情況下我們將建筑物外表面覆蓋的攀藤植物或者爬墻植物稱作綠化墻體，這些落葉植物的設置不僅可以削弱夏季的日照，還能提高冬季建筑的保溫性能。通常情況下適合用作綠化墻體的植物有爬山虎、凌霄、扶芳藤等，其中，爬山虎是最常用的一種綠化墻體。

2.2 通過建筑物與環境關系的改善優化建筑節能設計

2.2.1 利用建筑周圍環境來改善氣流條件

在建筑設計之前應對當地環境進行調查研究，并充分利用當地的自然條件對建筑朝向與間距、主導風向等方面的關系進行處理（如圖1），設計人員應充分利用空間溝通等方法，將綠化、住宅、道路等充分結合起來，使綠地、道路等為住宅提供空氣流動服務，保證居民的身心健康。

圖1

2.2.2 利用水域、綠化帶來調節氣溫

水域和綠化帶不僅可以為人們帶來視覺上的享受，同時還能對空氣濕度、通風質量等方面進行改善，這些方面的改善對城市熱島效應的減弱非常重要，同時還能使住宅外圍護結構的熱工性能得到改善。綠化帶的設置不僅可以吸收夏季的熱量，植物根部還能充分吸收水分，起到調節濕度和氣溫的作用。

2.2.3 對遮陽設施進行合理設置

為了達到反射、遮陽等目的，最好在建筑物向陽的外立面或者在采光屋頂上安裝這樣設置，這樣一來就可以結合具體的時間和需求來隨時對其進行調控。

2.3 不斷完善建筑節能措施

①應該對現有的建筑節能方面的相關法規進行完善，這樣建筑節能工作才能做到有法可依；②應加強政府相關部門的引導，并適當采取一些經濟上的獎勵性措施，進一步推廣節能建筑，不斷推出優惠性的節能措施；③在節能建筑方面做好宣傳，通過廣泛的宣傳使人們樹立起節能建筑意識，同時注意在各行各業中進行宣傳，使全社會都能樹立起節能意識，使我國整體節能技術水平得到提高。

3 結語

從現階段我國節能建筑的應用效果來看，仍需要鼓勵和引導建筑節能的發展，將建筑節能技術應用在實踐中。隨著社會經濟的不斷發展，我國城市化建設步伐越來越快，建筑節能任重道遠，我們應該充分認識到建筑節能是低碳經濟與可持續發展戰略中的一項大事，同時意識到這是世界建筑發展的主要潮流。總之，只有進一步落實建筑節能政策，同時推廣建筑節能技術的應用，并注意加大建筑節能方面的宣傳與教育，使人民樹立節能意識，這樣才能使建筑節能盡快得到發展，達到發達國家建筑節能的水平。

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