建筑節能技術發展及節能措施探討

李 鋒

（吉林省建苑設計集團 吉林長春 130000）

引言

研究建筑節能技術發展及節能措施，需了解建筑節能的重要性，結合建筑所處環境、資金投入、業主需求、國家法律政策等預設節能方案，并對其進行有效地完善與優化，落實到實際工程中，在工程中不斷地積累經驗，反饋到后續的項目工程中，如此才可發揮其更大的價值，起到對應的節能效果，這對于保障各方權益、維護建筑行業穩定發展來說至關重要。

1 建筑節能的重要性

1.1 建筑節能是保證建筑行業穩定發展的必然條件

我國當前在建筑節能設計的發展中仍舊存在著節能技術落后、建筑實用性與質量較差的問題，對比發達國家來說，對能源、環境的重視程度不足，節能設計理念落后，技術不成熟，這在建筑工程推進過程中可能會造成不必要的資源浪費與環境污染，針對該種情況，有必要強化建筑節能發展力度，落實國家環保政策要求，以有效緩解社會層面能源、資源逐步緊張的局面，為后續建筑行業的穩定發展奠定基礎。

1.2 建筑節能可有效滿足人們基本需求

進入新時期以后，民眾生活水平、受教育比例不斷攀升，人們對建筑的需求不再僅僅滿足于“居住”，也更加關注其在居住性能之外的功能，比如環保性、經濟性等，從經濟性來說，引入建筑節能技術，進行建筑采暖、空調和照明的節能合理設計，可以在減少建筑能源消耗的同時，提升建筑舒適度[1]。

2 建筑節能技術發展

2.1 再生能源的發展

2.1.1 太陽能發展

（1）太陽能制冷技術。節能建筑中的太陽能制冷技術主要原理是將太陽能轉化為電能、將光能轉化為熱能，以此來達到吸收制冷的目的。以應用比較廣泛的太陽能溴化鋰吸收式制冷系統為例，其應用的是太陽能驅動單效、雙效、三效溴化鋰吸收式制冷機，還包括泵、吸收器、溶液熱交換器、蒸發器、節流閥、冷凝器、發生器、太陽能集熱器等組成構件，形成一個完整的熱質交換循環過程，其中發生器中會蒸發出冷劑蒸汽，溴化鋰溶液會從稀到濃，吸收器源源不斷地吸收冷劑蒸汽，又會讓溴化鋰溶液由濃變稀，該過程中蒸發器的冷劑在低壓下汽化吸熱來實現制冷[2]。

（2）熱水供暖集熱系統。該項系統依靠的是太陽能集熱設施來完成太陽能收集、存儲，并通過循環水泵來進行熱水循環利用，滿足建筑供暖所需。主要通過集熱器、集熱水箱、連接管道、輔助部件組成集熱系統。在陽光照射時，系統會將其光能轉化為熱能，借助電磁閥、循環泵等功能部件將采集的熱量輸送到儲水保溫水箱中，再采用燃油、燃氣、電力等能源，將儲水保溫水箱中的水加熱起到節能的作用。

（3）光伏建筑一體化。該項技術指的是將太陽能發電產品進行集成，并融入到整個建筑節能體系中，凸顯保護環境、節約土地資源、提升用電效率、降低建筑成本、減少碳排放、綠色節能等優勢。在具體的建筑設計、施工時需關注以下要素：①一體化設計。設計內容包括光伏系統、建筑本身，還包括其它所需的結構，而且需將建筑屋頂、墻體分解為結構模塊一體化；②一體化制造。搭建生產線，對已設計的建筑結構模塊展開低成本、高效率、大規模生產；③一體化安裝。通過塔吊等設備將各個結構模塊安裝在建筑具體位置。該種建筑結構最大的優勢是可靈活調節太陽能電池板朝向，結合我國所處位置，可布置電池板面朝南向，以此達到更好的效果[3]。

2.1.2 風能發展

（1）家用風力發電機。家用風力發電機包括以下組成單位：葉片、尾翼、轉體、機頭等，各個部分具有不同的功能特征：葉片在接受風力時會借助機頭將其轉化為電能；尾翼的作用是保持葉片一直面對來風方向，確保獲取最大風能；轉體的作用是保持機頭靈活轉動，讓尾翼可靈活調整方向；機頭轉子為永磁體，其中定子繞組切割磁力線形成電能，因該種發電模式不穩定，故對其輸出的13～25V 變化交流電，進行充電器整流，對蓄電瓶充電，讓發電機形成的電能轉變為化學能，再通過裝載保護電路的逆變電源，轉變電瓶中的化學能為220V 交流電，方便用戶穩定使用。

（2）調整建筑結構設計。通過調整結構設計以實現風能的最大化利用，可從以下兩點落實：①朝向設計。選擇正確的建筑朝向，確保冬季獲取更多的太陽光照射并避開主導風向，夏季則規避太陽輻射，有效利用自然通風，具體方向應結合當地的日照、風向變化來設定；②空間設計。在平面設計時，進出風口位置關系到空氣流動線路，空氣流動線路上的家具、隔斷墻亦會干擾正常通風，在平面設計時應關注空氣流通線路暢通，降低空調能耗；在建筑剖面設計時，在較低位置布置進風口，在較高位置布置出風口，改善建筑內熱環境；可提升頂棚高度，實現上下貫通，在頂部布置出風口，讓滯留、上升到室內上部的熱氣可以順暢排出，降低機械排風所耗能源；為推動氣流上升，布置太陽能煙囪，確保高效、低能耗通風[4]。

2.2 新建材的發展

2.2.1 節能絕熱新建材

（1）巖棉。巖棉主要原料包括輝綠巖、玄武巖等，在進行高溫熔制之后形成無機人造纖維，該種材料有著不燃、耐熱、吸聲、隔熱、保溫等性能以及化學穩定性，多用于建筑外墻，絕熱方式包括三種：內絕熱、外絕熱、中間夾芯絕熱。

（2）玻璃棉。玻璃棉屬于礦物棉第二類產品，主要原料是螢石、石灰石、硅砂等，熔化后通過高壓載能氣體噴吹法、離心法、火焰法等，將熔融玻璃液制作為無機纖維，該項新建材有著耐腐蝕、不燃、吸聲、隔熱、保溫等性能，用于建筑的各個位置，有良好的應用效果。

（3）聚苯乙烯泡沫塑料。所用基礎材料是聚苯乙烯樹脂，添加發泡劑等各種輔助材料，加熱發泡之后得到相應的輕質材料，有著價廉質優、易加工、耐低溫、耐老化、耐水、吸水率低、導熱系數小、質輕等優點[5]。

（4）水泥聚苯板。廢聚苯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料下腳料等破碎加工之后得到顆粒，添加穩泡劑、起泡劑、水、水泥等材料，進行攪拌、加工、成型、養護之后，得到保溫隔熱新建材，其有著價格較低、便于抹灰、粘貼牢固、施工方便、耐水難燃、保溫隔熱性能好等優勢，多用于建筑屋頂、外墻施工。

2.2.2 節能環保新建材

（1）環保型草毯。將泥炭土、草籽、植物纖維等縫合為草毯，在實際施工時如同地毯般固定。

（2）新型A 類不燃性無機活性墻體保溫材料。有著抗脫落、抗空鼓、抗裂、防水、隔音、輕質、防火、隔熱、保溫等性能優勢，在夏季可降低建筑內溫度6～8℃，冬季可提升室內溫度6～10℃，符合國家節能標準50%～65%的要求。

（3）環保墻面裝飾。紗壁布、麻壁紙、草壁紙、防霉壁紙等建材有著保健、驅蟲、保濕等優勢，拿防霉壁紙來說，其在進行化學處理之后，可避免建筑內潮濕空氣，并解決因溫差大而引發的發霉、起泡等問題。

（4）環保涂料。如海苔泥，其主要原料是海苔礦物，有著減少光污染、隔熱、墻面自潔、吸音降噪、呼吸調濕等優勢，是壁紙、乳膠漆等傳統涂料難以比擬的[6]。

2.3 創新設計規劃

2.3.1 被動式設計

被動式建筑設計就是通過建筑本身，而非利用機械設備等，達到減少建筑照明、采暖及空調能耗的目的。使用該設計應關注以下要點。

（1）選址、氣候分析。被動式設計，首要步驟即選址，如果當地地形、地貌、氣候等不具備被動式設計條件，則難以保障建筑本身的節能性、綠色性特征，故而需對建筑場地內的各項資源展開分析，包括濕度、氣候分區、風速、主導風向、降雨量、云量、日照時間等。

（2）規劃布局。參考當地主導風向與強度變化，調整建筑朝向及門窗大小、朝向，實現自然通風；控制建筑間距，避免太陽光被遮擋。

（3）體形設計。體形系數即建筑與外部大氣接觸的面積與建筑包圍體積的比值，其與建筑整體節能效果呈反比關系，故而需將體形系數控制為較小值，以此來保障節能效果。

2.3.2 梳理完善節能建筑規劃設計體系

創新設計規劃，提升建筑節能效果，梳理完善節能建筑規劃設計體系，對整個建筑工程設計、施工進行全過程管控，追蹤建筑設計體系中可能存在的短板、缺陷、污染問題等，以此來實現提前干預、提前處理，穩步提升節能效果；引入信息化技術，如BIM 技術，分析設計體系在實際落實中可能遇到的問題，提前預設解決方案，推動建筑節能設計、施工的穩步展開[7]。

2.4 水資源保護回收利用技術

建筑施工各個階段都會消耗水，為避免出現水資源過度消耗，須引入水資源回收技術。

（1）基坑施工降水回收。可通過自滲效果、集中存放來推進，前者主要是收集施工場地內上層滯留水，借助地表自滲，引入潛水層，保證水資源回灌利用；后者通過降水抽取水體，在合理位置布設抽水裝置，滿足基本需求，集中存放水體多用于建筑降溫、灑水、廁所沖洗，為保障水資源安全使用，需對其進行水質檢測，確保其達標后，再用于現場砌筑、混凝土養護等。

（2）雨水回收。施工現場建設沉淀裝置、滲蓄裝置等，在對水體加工處理后，可用于設備清洗、工地降塵。

（3）現場生產廢水利用。即對施工中排放出的廢水加以凈化處理，使其達到應用標準后，再進行水資源循環利用。

3 建筑工程的節能措施

3.1 墻體節能措施

3.1.1 靈活利用墻體節能材料

（1）新型墻體材料。主要包括磚、塊、板等，如黏土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等。

（2）保溫隔熱材料。保溫材料和隔熱材料統稱絕熱材料。常用保溫隔熱材料分類：礦物棉、巖棉、玻璃棉（以巖石、礦渣為主要原料，經高溫熔融，用離心等方法制成的棉及以熱固性樹脂為黏結劑生產的絕熱制品），泡沫塑料及多孔聚合物，膨脹珍珠巖及其制品，硅酸鈣絕熱制品，各種復合保溫隔熱材料等。

（3）墻體砌塊。該種材料比墻磚大，且有制造方便、原料來源廣、適應性強、不破壞耕地、鋪設方便、充分利用工業廢棄物與當地資源的優點，可減輕房屋自重，改善建筑功能[8]。

3.1.2 節能設計

（1）防止外墻中出現凝結水。為避免采暖建筑出現較大的熱損失，在冬季多是門窗緊閉，但人體呼吸、生活用水會讓室內濕度增高，形成高濕、高溫的室內環境，且溫度越高，空氣中水蒸氣就會越多，當室內熱空氣傳遞到外墻時，會讓墻體溫度降低，蒸汽在墻內形成凝結水，水導熱系數較大，會讓外墻保溫能力下降，為規避該種情況，可選擇在室內高溫一側，布設隔蒸汽層，有效阻止水蒸氣再次進入墻體，而隔蒸汽層可選擇薄膜、防水涂料、卷材等。

（2）防止外墻出現空氣滲透。很多墻體材料密實度不足，會有一些微小孔洞，此外墻體上布置的門窗等構件，可能會因材料收縮、安裝不嚴密等原因，出現貫通性縫隙，而縫隙、孔洞的出現，使冷空氣在冬季室外風壓力下從迎面風墻面不斷滲透到室內，造成室內外溫差，室外熱空氣也會從內墻逐步滲透到室外，為避免出現這種空氣滲透，可選擇高密實度的墻體材料，在墻體內外抹上一層灰層，提升對構件裂縫的處理效果。

3.2 門窗節能措施

3.2.1 控制窗墻比

窗墻比指的是窗墻面積比，可參考《建筑節能與可再生能源利用通用規范》GB 55015-2021 設定，其中南向≤0.35，東西向≤0.25，北向≤0.2，但是又因不同地區的天氣狀況（嚴寒地區、夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區、寒冷地區、常溫區等）、地形地貌等有著較大的差異，故而設計門窗比時應當結合實際情況而定，以此來實現節能控制。

3.2.2 門窗玻璃選擇

（1）著色玻璃。該種玻璃不但透明度良好，而且可吸收陽光中的熱射線，起到“冷室效應”的效果；此外著色玻璃可讓進入室內的陽光更加柔和，避免產生眩光，吸收陽光中的紫外線，防止對室內物體產生負面效果（變質、褪色等）。

（2）鍍膜玻璃。該種玻璃是在普通玻璃表面涂鍍一層或多層金屬、合金或者化合物薄膜，以此來提升玻璃的化學性能，達到使用需求，應用較多的鍍膜玻璃包括低輻射鍍膜玻璃、陽光控制鍍膜玻璃等，其中前者可反射遠紅外線，阻擋可見光中的熱射線，保溫效果良好，而后者可有效控制太陽光，隔熱效果良好，減少了空調使用時間、頻次，達到節能效果，實際使用當中多將膜層安裝在室內以增加其使用壽命[9]。

3.3 屋面節能措施

3.3.1 倒置式屋面設計

將傳統屋面構造中的防水層、保溫層顛倒，將防水層放在保溫層下面，可多選擇一些“憎水性”保溫材料，比如泡沫塑料保溫板，其有耐溶、耐寒、耐熱、電絕緣、防震、隔音、吸聲、隔熱、高強、輕質等物理性能，且施工方便、成本低、應用前景良好。該種屋面基料為樹脂，加入相應量的穩定劑、催化劑、發泡劑，加熱后得到泡沫塑料，對其加以相應負荷亦不會讓其輕易變形，目前應用較多的產品包括酚醛、聚乙烯、聚氨酯聚氯乙烯、聚苯乙烯、環氧樹脂泡沫塑料等，具體構造是在防水層之上鋪一層泡沫塑料保溫板，提升屋面保溫、防水效果。

3.3.2 蓄水屋面設計

蓄水屋面指的是在剛性防水屋面上直接蓄上一層水，通過水蒸發帶走水層中大量的熱量，消耗曬到屋面的輻射熱，減弱屋面傳熱量，持續降低屋面溫度。在實際應用時，多是在混凝土剛性防水層上蓄水，通過水層隔熱降溫，并優化混凝土應用條件，避免因冰雪雨水、直接暴曬造成的急劇伸縮，確保混凝土一直浸泡在水中而實現強度的增長，另外混凝土中部分成分會在水中持續水化濕漲，可以提升防滲性能；蓄水流動、蒸發帶走熱量的同時，也減緩了溫度變化。蓄水屋面具體類型包括普通型、深蓄水型兩種，前者只需定期向屋頂供水，保持水面在一定高度即可，后者可通過降雨補充水面蒸發的水量，不需再額外供水，水深≤400mm 即可，實際應用中多處于150～200mm 之間，避免增加屋面靜載負荷而提升結構設計難度。

3.4 環保措施

（1）預防“三廢”污染：預防大氣污染，施工進程中產生的垃圾要及時清運，適量灑水；多層或者高層施工垃圾，要搭建封閉性、臨時性專用垃圾道，嚴禁直接隨意凌空拋灑。

（2）水泥等粉細散裝材料，要求在庫內存放，若是必須露天存放，要求嚴密遮蓋，卸運時輕拿輕放。

（3）在施工現場，結合永久道路布設施工道路，面層采用混凝土、細石瀝青等材料，減少道路揚塵；施工過程中，會經過大量的大型施工器械，道路可能會被碾壞，需要及時修補，避免產生浮土。

（4）施工現場攪拌設備，必須裝設閉式圍擋設施、噴霧除塵裝置，嚴格落實灑水除塵制度，安排專業灑水設備用于現場灑水降塵。

（5）防治水污染：在進行混凝土制作、砂漿攪拌時，要求設置沉淀池，污水排放到沉淀池中，進行兩次沉淀后再回收用于灑水降塵，未經處理的廢水嚴禁直接排入市政管道；在現制水磨石作業中形成的污水，嚴控流向，避免蔓延，可就近設置沉淀池，在沉淀之后再排入到污水管線中；嚴禁將有毒有害廢棄物用作土方回填，避免可能出現的地下水環境污染。

結語

綜上，文章就建筑節能技術發展及節能措施進行了分析與論述，建議給予其足夠的重視。分析各項技術、措施在實際應用中的優勢與不足，提出應發揚優勢、彌補不足，關注實際施工效果，靈活調整設計規劃，穩步推進節能建筑施工步伐，還需注重引入新理念、新技術、新設備，更新當前的節能管理體系，以適應各個階段的建筑節能需求。