浅谈建筑节能技术(2)

2建筑节能新技术
一个理想的节能建筑应该以最小的能耗满足以下三点。首先，它可以控制在不同季节和地区接收或停止太阳辐射；二是可以在不同季节保持室内舒适度；第三，可以使房间达到必要的通风。目前建筑节能的途径主要有:尽可能减少不可再生能源的消耗，提高能源利用效率；减少建筑围护结构的能量损失；降低建筑设施的能源消耗。在这三个方面，高科技起着决定性的作用。当然，一些传统技术也用于建筑节能，但这些传统技术只有在先进的实验论证和科学的理论分析的基础上才能用于现代建筑。
2.1降低能耗，提高能效。为了维持客厅的环境质量空，需要在冷季制热以提高室内温度，在热季制冷以降低室内温度，干燥时加湿，潮湿时除湿，这些往往都需要消耗能量才能实现。从节能的角度来看，应该提高供热(冷)系统的效率，包括设备本身的效率、管网输送的效率、用户端的计量以及室内环境控制装置的效率。这些都要求相应的行业在设计、安装、运行质量、节能系统调节、设备材料、管理模式等方面采用高科技。例如目前供热系统节能有三项新技术:利用计算机、平衡阀及其专用智能仪表合理分配管网流量，既提高了供热质量，又节约了能源；(2)在用户的暖气片上安装热量分配表和温度调节阀，使用户根据需要消耗和控制热能，达到舒适和节能的双重效果；③采用新型保温材料包裹供热管道，减少管道热损失。近年来，低温地板辐射技术被证明具有良好的节能效果。它采用交联聚乙烯(PEX)管作为水管，在地下以特殊方式双向循环，冬季向管道供应低温热水(地热、太阳能或各种低温余热)。夏季冷水的输入可以降低地表温度(目前国内仅用于供暖)；与对流散热器相比，该技术具有室内温度分布均匀、舒适、节能、计量容易、维护方便等优点。
2.2减少建筑围护结构的能量损失。建筑围护结构的能量损失主要来自三个部分:①外墙；②门窗；③屋顶。这三部分的节能技术都是各国建筑界非常关注的。主要发展方向是开发高效经济的保温隔热材料和实用施工技术，提高围护结构的保温、隔热和密封性能。
2.2.1外墙节能技术就墙体节能而言，传统的用厚重的单一材料增加墙体厚度来达到保温隔热的方法已经不能满足节能环保的要求，而复合墙体正在成为墙体的主流。复合墙体一般采用砌块材料或钢筋混凝土作为承重结构，复合保温材料，或者在框架结构中采用薄壁材料作为墙体。目前，建筑保温材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土和胶粉聚苯颗粒浆料。这些材料的生产制造需要采用特殊的技术和特殊的设备，这是传统技术无法企及的。值得一提的是橡胶粉聚苯颗粒砂浆，它是将橡胶粉和聚苯颗粒轻骨料加水混合制成的砂浆，涂抹在墙体外表面，形成无空空腔的保温层。颗粒骨料是由回收的废旧聚苯乙烯板经粉碎制成，而橡胶粉中掺入了大量的粉煤灰，是一种废物利用、节能环保的材料。墙体复合技术有三种:内保温层、外保温层和夹芯保温层。夹层保温在中国应用广泛；在欧洲国家，多采用贴发泡聚苯乙烯板的做法。在德国，外墙保温建筑占总建筑的80%，其中70%是用发泡聚苯乙烯板制成的。
2.2.2门窗节能技术。门窗具有采光、通风、围护的作用，在建筑艺术处理中也起着非常重要的作用。但是，门窗是最容易损失能量的。为了增加采光和通风面积或显示现代建筑的特征，建筑物的门窗面积越来越大，出现了全玻璃幕墙。这对外围护结构的节能提出了更高的要求。目前门窗的节能处理主要是提高材料的保温性能，提高门窗的密封性能。从门窗材料来看，近年来出现了一些技术含量较高的节能产品，如铝合金保温型材、铝木复合型材、钢塑整体挤压型材、塑木复合型材、UPVC塑料型材等。其中，UPVC塑料异型材应用较为广泛，其原料为高分子材料硬聚氯乙烯。它不仅在生产过程中耗能少、无污染，而且多腔结构的导热系数低、密封性能好，因此具有良好的隔热性能。UPVC塑料门窗在欧洲国家已使用多年，在德国塑料门窗中占50%。自20世纪90年代以来，我国塑料门窗的用量不断增加，逐渐取代了钢材、铝合金等耗能材料。为了解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题，人们利用高新技术将普通玻璃加工成中空玻璃、镀膜玻璃(包括反射玻璃和吸热玻璃)、高强度低2E防火玻璃(高强度低辐射镀膜防火玻璃)、磁控溅射空到含有金属银层的平板玻璃和最特殊的智能玻璃。智能玻璃可以感知外界光线的变化并做出反应。有两种类型。一种是光致变色玻璃，对光敏感，受光照射会变暗，所以光很难透过。当光线停止时，玻璃是明亮的，光线可以通过。阳光强烈时，可以阻挡太阳辐射热；阴天时，玻璃变亮，阳光可以再次进入室内。另一种是电致变色玻璃，在两片玻璃上镀上导电膜和变色物质。通过调节电压，可以改变变色物质，调节入射太阳光(但由于生产成本高，现在还不能实际使用)。这些玻璃有很好的节能效果。
2.2.3屋顶节能技术。屋面保温是围护结构节能的重点之一。寒冷地区屋顶设置保温层，防止室内热量散失；在炎热地区的屋顶设置隔热降温层，防止太阳辐射热到达室内；但在冬季冷夏炎热地区(从黄河到长江)，建筑节能要兼顾冬夏两季。保温常用的技术措施是在屋面防水层下设置导热系数小的轻质材料进行保温，如膨胀珍珠岩、玻璃棉等。(这是正铺法)；也可以在屋面防水层上方设置聚苯乙烯泡沫(这是反向铺设法)。在英国，还有另一种绝缘方法，用回收的废纸制造纸纤维。这种纸纤维能耗极低，保温性能优异。经硼砂阻燃处理后，纸纤维还可以防火。施工时，先将屋面的钉层夹住，再将纸纤维喷入屋面，形成保温层。屋顶保温降温的方法有:架子通风空、屋顶蓄水或定期喷水、屋顶绿化等。以上做法都能在不同程度上满足屋顶节能的要求，但目前极力推荐智能技术和生态技术来实现建筑节能的愿望，如太阳能集热屋顶、可控通风屋顶等。
2.3降低建筑设施的能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分，降低这部分能耗将对节能起到重要作用。这方面一些成功的技术措施值得借鉴，如英国建筑研究院(BRE)的节能办公楼。办公楼围护结构采用先进的节能控制系统，建筑采用透明夹层，便于自然通风。建筑背面的格栅窗用于进风，建筑正面顶壁的格栅窗用于排风，从而形成整个建筑的自然通风。办公楼采用高效冷热锅炉和常规锅炉，两台锅炉由计算机系统控制交替使用。通过埋在地板里的暖气和冷气管道系统来调节房间温度。建筑还采用了在地板下输入冷水，通过暖气片降温的技术。通过车库下面的深井，用水泵把冷水从地下抽到暖气片里，再由楼旁的另一口井回灌。为了减少人工照明，办公楼采用全方位组合照明和照明系统，由楼宇管理系统控制。每个单元都有阳光，用户和管理人员通过探测器远程控制系统。100座的报告厅，有两种照明系统，允许0% ~ 100%的亮度。采用节能灯管荧光灯和白炽灯，让每一位观众都能享受到同样良好的视觉效果和适宜的温度。
2.4新能源的开发利用人类在节约不可再生能源的同时，还在寻求开发利用新能源，以适应人口增加、能源枯竭的现实。这是历史赋予现代人的使命，新能源的有效开发利用必须依靠高科技。例如，太阳能、风能、潮汐能、水力、地热能和其他可再生自然能源的开发和利用必须依靠先进的技术手段，这些技术手段应该不断改进和提高，以便更有效地利用这些能源。比如，人们不仅可以在建筑中利用太阳能进行供暖，太阳能热水器也可以将太阳能转化为电能，将光伏产品与建筑构件相结合，如光伏屋面板、光伏外墙板、光伏遮阳板、光伏窗隔断、光伏天窗、光伏玻璃幕墙等。，使能源消耗转化为生产力。
3新型建筑节能材料的发展
3.1外墙保温及饰面系统(EIFS)
该系统出现于上世纪70年代末的能源危机时期，最早应用于商业建筑，后开始应用于民用建筑。如今，EIFS系统占商业建筑外墙的17.0%，民用建筑外墙的3.5%，在民用建筑中的使用量每年以17.0% ~ 18.0%的速度递增。该系统是一种多层复合外墙保温系统，既可用于民用建筑，也可用于商业建筑。ELFS系统包括以下几个部分:主体部分是聚苯乙烯泡沫制成的保温板，厚度一般为30 ~ 120 mm，通过合成胶或机械手段固定在建筑物外墙上；中间部分是耐久、防水的聚合物砂浆基层，主要用在保温板上，用玻璃纤维网增强和传递外力的效果；最外面的部分是美观耐用的表面涂层。为了防止褪色和开裂，涂层材料一般采用丙烯酸共聚物涂层技术，有多种颜色和纹理可供选择，具有很强的耐久性和耐腐蚀性。
3.2建筑保温板系统(SIPS)
该材料可用于民用和商业建筑，是一种高性能的墙体、地面和屋面材料。板材中间是聚苯乙烯泡沫或聚氨酯泡沫的夹心层，一般厚120~240mm。根据需要，可以在两侧使用不同的平面层。比如工程胶合板木制品，在建筑施工中可以两面使用。用这种材料制成的建筑具有强度高、保温效果好、成本低、施工简单、节能环保等特点。sip一般1.2m宽，8m长，尺寸系列化。很多工厂也可以根据工程需要，根据实际尺寸定制，成套供应。承包商只需在施工现场组装即可，实现了房屋生产的工业化。
3.3保温水泥模板外墙系统(ICFS)
该产品是一种保温模板系统，主要由回收聚苯乙烯泡沫和类似水泥的胶凝材料制成，用于现场浇筑混凝土墙体或基础。施工时，水平或垂直钢筋将布置在模板内。墙体完成后，保温模板将作为永久墙体的一部分，形成墙体内外保温的混凝土墙体。混凝土墙外包的模板材料能满足建筑外墙保温、隔音、防火的要求。
4结论
目前我国建筑能源浪费极其严重，建筑能耗的增长速度远远超过我国能源生产的可能增长速度。如果任由这种高耗能建筑继续发展，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费性需求，不得不组织大规模的旧房节能改造，耗费更多的人力物力。积极提高建筑节能，可以极大地缓解国家能源短缺，促进我国国民经济建设的发展。
建筑节能是一项全方位、综合性的系统工程。建筑节能技术涉及建筑技术、材料技术、能源技术、智能技术、仿生技术、废弃物再利用技术等。还涉及到设计、施工、管理、政策法规等多个部门。它是一项全方位、综合性的系统工程。为了实现有效的建筑节能，仅仅依靠建筑师是远远不够的。还需要其他行业开发技术含量高的节能产品，如节能电梯、节能空调制、节能灯等。，并发展新的能源利用技术，使建筑物逐步实现低能耗和零能耗。