公共建筑節能技術的研究與工程應用

陳亞魁 張海韻 劉 林 中國建筑第五工程局有限公司

1 前言

目前，國內大多數的建筑都是高耗能建筑，在建筑施工中，會耗費大量的電能，如何實現建筑物的節能，已經成為建筑施工企業和建筑設計公司的重要任務。近幾年，國家政府部門大力推廣建筑節能技術，應用低耗能建筑，來實現建筑業可持續的發展。肥東縣大劇院文化館工程采用了光伏發電板系統，太陽能光熱系統，室外雨水收集再利用系統，透水地面，智能燈孔系統，充電車位，自然通風和遮陽措施，節水型衛生器具，變頻設備等多項高效、綠色節能設計。設置太陽能系統、雨水回用系統及光伏發電系統節水節電主要建筑設備采用樓宇自控系統智能監控管理。

2 國內節能建筑的問題分析

2.1 國內的節能建筑占比較低，建筑物耗能過大

近幾年，國內城市大力地建設高層建筑，這也帶來更多的建筑耗能，建筑耗能在國家總能源占比逐年提升，地產開發商比較關注眼前的利益，卻沒關注長遠的發展。在建設時，很多的建筑物都是高耗能建筑，通過調研分析，有近95%的建筑都為高耗能建筑，綠色節能環保型的建筑在國內占比很低。

2.2 節能建筑在設計方面不合理

節能型的建筑也會降低住戶的成本，可以減少電能的消耗，而且節能型建筑可使用戶自然選擇通風或者自然采光的方式，來給建筑物創造良好的室內環境，進而提高整個建筑物內部人們居住的舒適性。節能建筑設計比較專業、系統，綠色節能建筑要求是用整體性的原則，在肥東縣大劇院文化館工程建筑選址、建筑外形，以及建筑物內的保溫隔熱和窗口節能等多方面去考慮建筑物的節能性。但是由于我國內節能型建筑起步比較晚，節能關鍵技術還不夠成熟，這就使得在建筑設計時，忽略建筑整體性的因素，使目前建筑物的節能標準達不到國家的標準[1]。

2.3 未能夠充分利用新能源

新能源作為當前一種清潔高效能源，需要應用到建筑設計中，才能夠實現新能源合理利用。隨著當前科技技術的發展，更多新能源設備和新型的建筑構件被用到建筑建設中，也帶來了更好的節能效果。但是在建設的建設中，有些建設公司應用新能源比例比較低，沒有合理使用風能、太陽能等清潔能源，盡管國家大力推動太陽能在建筑中的應用，但是由于太陽能使用的成本偏高，而受到了一些建筑企業的抵制[2]。

3 房屋建筑節能技術研究

3.1 建筑外墻屋頂節能技術研究

在肥東縣大劇院文化館外墻工程建設時，工程公司就需要使用更多的節能環保材料，目前在建設行業內應用比較多的就是一些復合型的墻體材料，這些材料的應用，能夠有效減少建筑物內部電力消耗，也可能可以提高墻體的保溫效果，來實現建筑物節能的目的。建筑物的窗戶采用的是三層玻璃，可以有效地防止熱量的流失，在屋頂還有花園，可以保證室內四季如春，減少對外界污染物排放，可以實現零碳排放，進而去打造出了可持續循環發展社區。零能耗的標準、人性化的設計會增加建筑房屋的舒適性，節能建筑的設計會就地取材，實現建筑產品標準化[3]，如圖1 所示。外墻保溫技術可以應用到新建樓體中，也可以運用到一些舊樓體改造中，節能環保技術優勢比較明顯，而且保溫效果較好，它能夠有效減少墻體的熱量損失，還可以有助于保護墻體內部結構，能夠進一步延長建筑物的使用壽命。提高整個建筑物內部居住的舒適度，在建筑物的頂層，可以進行綠化設計、種植植物或者修建一些洗水池，這都能夠有良好的遮陰效果。國內某建筑小區的外墻厚度達到了近70cm，有兩層的厚墻修建而成，中間還有一層隔熱層。

圖1 建筑外墻屋頂節能技術

3.2 建筑門窗的設計

大劇院文化館門窗作為建筑物與外界連通的物體，可以給建筑物帶來光線，而且承擔著通風的任務，門窗也是當前建筑設計的重點關注位置，如圖2所示。只有有效地改善門窗的保溫性能，才能夠實現有效通風和采光，保溫的目的，門窗可以將屋內的熱量散發到外界。據統計，門窗散發熱量占到整個建筑物耗能近30%，在冬季門窗散發熱量，就要通過持續供熱，來增加室內溫度，夏季外界的熱量也會通過門窗進入到室內，此時就要居民再開啟制冷系統。在門窗上使用一些新材料來減少能量的損耗，門窗也可以通過使用新式的玻璃，如吸熱玻璃、真空玻璃、泡沫玻璃，及低輻射鍍膜玻璃在當前建筑行業中也應用比較廣泛，鍍膜層可以實現對紅外線的反射，也能夠有效防止夏季內室內傳遞熱量過多的問題產生。也可以在冬季防止屋內的熱量通過玻璃散發到外界，在建筑物門窗部位，要設置一些遮陽設施，如陽臺遮陽板來避免陽光的直射。

圖2 窗戶設計

3.3 節能換氣系統的應用

在國內北方區域，建筑內除了一些圍護結構的散熱損失之外，人們的換氣通風也會產生很多的熱量損失，例如中央空調系統內通風換氣，對人體健康影響比較重要，這就公共的建筑物節能換氣系統帶來很多影響，會通過進氣和排氣管道來實現氣流的更換。有些建筑物里換氣煙囪設計要使進氣口對著風向，而出氣口則是背著方向，靠著轉動的導向板來靈活地調節位置。

3.4 開發利用新能源，減少建筑物的能耗

目前，新能源都可以利用是太陽能、風能和地熱，太陽能技術比較成熟，得到政府的大力推廣。公共建筑物內利用太陽能具有很多的優勢，例如肥東縣大劇院文化館在屋面鋪設太陽能集熱板約23m2、太陽能光伏發電板18m2，太陽能路燈可以將外界太陽能轉化為電能，由于道路兩旁大面積的照明，電能消耗很多。如何利用太陽能來減少路燈的電能消耗，已經成為建筑企業需要重點考慮的問題。一些大型寫字樓內會安放很多的充電樁，可方便居民電動汽車充電。有些電力都是來源于太陽能發電，在小區會鋪設大量太陽能光板來為小區提供電能[4]。

3.5 科學合理選擇建筑節能材料

科學選擇材料是建筑節能環保實現的基礎，在一些公共建筑施工中，很多的建筑成本都來源于材料的購置，因而選擇恰當的材料就要考慮好建筑的節能性能是否達標，也要考慮好這些材料購買時是否與預算相匹配。在建筑工程設計時，就要確保建筑物的技能效果達到技術要求，在購買材料時，要重點考慮材料節能性，選擇的材料要能夠符合環保經濟節能健康的特性。近年，隨著國內科技技術的飛速發展，更多高性能節能性的材料被研制出來，并運用到建筑中，也能夠起到節能效果。

在空調設備安裝時，要科學選擇一些技術體系，同時還要選擇變頻空調，以此來降低能源消耗。雖然太陽能設備一次性投資較大，但是日后設備運維成本卻很低，那么也會減少能量的損耗。在墻體建筑方面，要使用新型的墻體材料，例如使用空心磚，以混凝土的空心磚或者硅酸鹽的砌塊及新型輕質的墻體板材，這樣才能夠有更好的保溫效果，實踐隔音、防火、防潮、保溫的目的，來保證公共建筑的節能性達標。

4 結束語

在當前能源緊張的環境下，大力開發節能型建筑是建設行業的發展趨勢，應用一些全新的節能建筑，能夠減少建筑物運行的電能消耗。在建筑開發建設時，使用一些節能環保材料，也能夠減少材料的浪費，及減少能源的損耗。因而，要加大對節能環保性材料的研制。建筑企業還要加大對太陽能、風能的利用，利用新型能源來供應電能，會減少建筑物內部能源消耗。大力地使用節能環保技術，在公共建筑開發建設中，最大化利用清潔能源，減少對傳統化石能源的依賴，并增大建筑物的通風，合理使用保溫材料，來減少建筑物內熱量的損失。