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【摘 要】随着经济社会的进一步发展,我国工业化和城镇化的进程也在逐步加快,能源和环境问题也越来越突出.长期以来,建筑都是耗能大户,由此引发的环境问题也屡见不鲜.本文介绍了建筑节能和环保的重要性,并从墙体、门窗、屋面、采暖和通风等方面探讨了实现建筑节能环保的途径,以供参考.
【关 键 词】建筑；节能；环保
20世纪80年代以来,我国经济步入了高速发展的时期,各地区的城市建设规模越来越大,导致建筑能耗的总量逐年攀升.近年来建筑能耗在能源消费总量中所占的比例已超过30%.与此同时,随着建筑能耗的不断增大,我国面临的环保形势也越来越严峻.当前,环境保护、节能减排、生态文明建设已经是社会关注的焦点,如何实现建筑节能,加强环境保护,如何在为人们创造舒适居住环境的同时实现经济社会的可持续发展已成为一项亟待解决的重要课题.
一、实现建筑节能、环保的重要性
建筑耗能是指建筑在使用过程中的能耗,主要包括采暖和制冷、热水供应、炊事、电梯、照明、家用电器等方面的能耗.近年来,我国经济的发展速度很快,能源和环境问题已成为制约经济社会发展的重要因素.我国是世界上最大的发展中国家,建筑市场的规模很大、发展迅猛,住房和城乡建设部的统计显示,我国每年城乡新建房屋建筑面积接近20亿平方米,这个数据甚至超过了发达国家每年建成建筑面积的总和.在每年的新建筑中,真正意义上的节能建筑少之又少,总量只有1亿平方米左右.
据统计,在中国已有的近400亿平方米建筑中,节能建筑仅占1%,其他建筑无论是从采暖空调系统还是从建筑围护结构来看,都存在着严重的耗能问题,属于高耗能建筑.我国建筑的围护结构保温隔热性能较差,往往会浪费掉60%以上的采暖用能.正因为如此,与纬度相近的发达国家相比,我国建筑单位面积采暖所用的能源要多1～2倍以上.其在能源消耗总量中所占的比例越来越大,已从上世纪70年代末的10%上升到现在的27.6%,其中供热采暖消耗的能源占建筑耗能的60%.由此而引发的环境问题也已受到了人们的广泛重视.中国拥有全球最大的建筑市场,在节能减排上面临着巨大的压力.
建筑节能与环保是相辅相成的,实现建筑节能的目的就是为了节约日益短缺的能源,从大的方面来看,实现建筑节能与环保可以保护全球人类赖以生存和发展的环境；从小的方面来说,实现建筑节能与环保可以为我国经济的持续快速稳定发展提供良好的条件和有力的保障.因此,减少建筑耗能,努力节约能源,不断提高能源的利用率,是做好环境保护工作的重要途径.现代建筑要实现节能环保,一方面需要节约使用能源,另一方面,还要加快开发和利用太阳能、风能、地热、生物能等天然能源和可再生能源,利用节能技术并防止污染,充分发挥这些能源在经济建设中的重要作用.
因此,倡导建筑节能与环保具有十分重要的现实意义.
二、实现建筑节能与环保的途径
(一)墙体节能设计
在我国的建筑中,护结构的保温隔热性能普遍较差,耗能也十分严重,而墙体是护结构的主体.因此,对墙体进行节能设计会直接降低建筑的耗能.目前,墙体节能主要有以下两个途径：建筑保温设计和建筑隔热设计.
建筑保温节能设计可分为建筑内保温和建筑外保温两种.建筑内保温是指将保温材料设于建筑外墙的内表面上,然后再进行粉刷和涂料.这种方式的优点是不用在墙体内表面加强防水层,在构造处理上也比较简单,同时可以避免保温材料受到室外环境的影响.而建筑外保温则是将保温材料设于建筑外墙外表面上,然后以防水层进行覆盖,再进行外墙装修的一种构造方法.这种方法具有很多优点,首先,在外表面设置保温层可以使外墙砌体避免受到太阳辐射的影响,进而减小应力损害；其次,建筑外保温在处理柱、梁、墙角等敏感部位时比较简单,有效减少了热桥的产生,还能避免内表面出现结露的情况；再次,由于围护结构内侧是重质砌体,其热容性较高,可以使室温保持稳定；最后,使用外保温材料在夏季具有良好的隔热作用,可以降低墙体的升温速度,从而降低了内表面温度,有效增加了室内环境的舒适度.
建筑隔热设计需考虑外墙和屋顶这两个部位.在设计方式上,隔热设计主要有隔热材料隔热和隔热构造隔热这两种.隔热材料包括板块类、填充类和热反射类.目前,空气层的隔热是一种很廉价的隔热方式.这种方式将空气作为一种特殊的隔热材料,由于其具有良好的隔热性能,在隔热构造设计中的应用比较广泛.在实际使用中,热流方向、空气间层厚度、空气间层密闭程度以及两侧表面的光洁度都会对其隔热性能产生一定的影响.这种隔热方式尤其适用于气候炎热的地区,隔热效果很好.另外,由于空气间层设置于墙体部分,所以可以起到保温和隔热的双重效果.不过,水平构件只能起到隔热作用.
(二)门窗节能设计
目前,断桥型门窗、中空玻璃、低辐射玻璃等三种节能型门窗是值得在国内推广使用的,现分别进行介绍.
1.断桥型门窗
影响这种门窗保温性能的主要因素是型材材性和断面形式.一般来说,门窗框的材质不同,其导热系数也不一样,而导热系数往往与传热能力成正比.就断面形式而言,型材的断面最好大于3腔.如果窗框为金属,应在有足够空腔的情况下使用塑料、橡胶等非金属材料进行断桥处理.断桥的宽度应≥15mm,与框的长度相等,在安装窗和五金件时应保护好断桥结构.这种门窗主要适用于金属材质的外窗,目前在我国的很多地区得到了广泛使用.
2.中空玻璃
中空玻璃以两片或多片玻璃组合而成,玻璃之间的空间与外界隔绝,里面含有空气或其他气体.按玻璃的种类可以将其分为透明平中空玻璃、钢化中空玻璃、镀膜中空玻璃以及弧形中空玻璃等.这种玻璃的间隙距离直接影响着门窗的保温性能,如果玻璃的厚度不变,间隙距离增加时窗的热阻也会直线增加.一旦间隙在10mm以上时,热阻的增加幅度会很小.因此,中空玻璃之间的间隙距离应≥10mm.如果是铝合金窗,玻璃之间的隔热条宽度应在12mm之上,其厚度应大于5mm.这种门窗适用于所有材质的外窗.3.低辐射玻璃
与普通玻璃相比,低辐射玻璃可以反射80%以上的红外热辐射,在可见光波段上还保留了高透射率.使用这种节能型门窗在夏季可以将红外热辐射阻挡在室外；在冬季又可以阻止红外热辐射向室外泄露.为了降低双玻窗的造价,可以使用一层普通透明玻璃,一层低辐射率玻璃.这种门窗适用于所有材质的外窗.
(三)屋面节能设计
目前,高效保温材料屋面、浮石砂保温屋面、架空型保温屋面和倒置型保温屋面是国内常用的几种节能屋面.如果是平屋顶,可采用加气混凝土保温的方式；如果是坡屋顶,可在天棚上铺设绝热材料,或者在坡顶铺钉玻璃棉毡.
(四)采暖节能设计
在采暖节能设计中,水源热泵系统是一种节能、环保、性能稳定和经济的系统方式.地下水温度的波动幅度远远小于室外空气,是非常好的空调冷源和热泵热源,为了满足人体对室内舒适度的要求,可在室内采用吊顶冷辐射和地板采暖技术.实践证明,采用这种方式可以有效的降低采暖能耗,达到节能、环保、舒适的目的.
(五)通风节能
对于建筑来说,良好的通风是十分必要的.良好的空气对流可以带走室内的热量,也可以带走室内空气中的污染物,同时还能获得明显的节能效果.根据不同的环境调节适当的新风量,控制空气的洁净度、流速使得空气质量达到优良状态.同时对室内空气污染物的有效控制也是室内环境改善的主要途径之一.
三、实现建筑节能与环保的展望
当前,以绿色建筑概念为核心的政策和规划正在国内多个城市公布推行.绿色建筑又称之为生态建筑、可持续建筑.2004年8月,国家建设部将绿色建筑明确定义为：“为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期（物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程）中实现高效率地利用资源（节能、节地、节水、节材）、最低限度地影响环境的建筑物”,即要求在建筑设计、建造及使用中充分考虑环境保护的要求,将建筑物与环保、高新技术、能源等紧密结合起来,在有效满足各种使用功能的同时,能够有益于使用者身心健康,并创造符合环境保护要求的工作和生活空间结构.
和既有建筑相比,绿色建筑耗能可以降低70%～75%,最好的可以达到降低耗能80%.随着国家层面绿色建筑有关政策和节能技术标准的出台,目前也完成了从示范性阶段至实际操作阶段的演变,随着绿色建筑的不断推广与实践,国内民众对环保认识的不断深入,建筑节能与环保工作将踏入新的台阶.
四、总结
综上所述,建筑的节能与环保可以从根本上促进能源的利用,实现能源的有效节约；还可以有效缓解经济发展与能源供应方面的矛盾,有利于保护环境,为可持续发展创造良好的条件,在保护国家能源的同时还能为子孙后代营造一个美好的生存环境.