建筑节能技术应用研究

建筑节能技术应用研究

摘要：目前全世界范围内的发达国家及发展中国家，国家能源总消费量中建筑能耗占的比例都很大，约为25%～40%。各国都把建筑节能作为节能工作和能源政策的重要组成部分，并视为实现可持续发展的关键之一。本文主要对建筑节能技术应用进行研究。详细讨论建筑规划与设计技术、围护结构节能技术、建筑保温材料技术、太阳能光电和光热技术的设计及应用，并针对建筑节能在实现中一些关键的技术细节进行讨论。

关键词：建筑节能、技术研究、实际应用

正文：全世界无论是发达国家还是发展中国家，建筑能耗在国家能耗总消费量中所占比例都很大，约为25%～40%。住宅与公共建筑的采暖、照明、空调和家用电器等设施消耗了全球1/3的能源，而且是不可再生的化石能源。建筑节能技术的应用能够有效减少建筑耗能、提高能源在建筑中的利用效率，实现进经济增长、社会进步和人居环境的和谐发展。建筑节能技术的应用是实现可持续发展的关键之一，对于减轻大气污染、降低经济增长对能源的依赖，促进社会和经济发展有着重要的意义。

建筑节能工作在我国起步较晚，自二十世纪90年代末才逐步发展起建筑节能材料、节能设备和节能技术在建筑上的推广应用。目前我国采用的建筑节能技术主要有：

一、建筑规划与设计技术

建筑节能技术的应用首先要从建筑规划上考虑。在方案设计阶段

要求建筑师从建筑结构、空间构成、立面构造以等方面综合进行研究，统筹规划，才能达到理想的节能、节材效果，最终达到节约投资的目的。要实现良好的生态节能设计，在建筑设计环节中将各专业专项设计进行优化整合也十分重要。这就要求建筑设计者从整体设计概念出发，与能源分析专业、环境专业、设备设计专业及结构设计专业紧密配合。在建筑规划和设计阶段要综合考虑大范围的气候条件影响，结合建筑所处的气候环境特征，高效利用自然环境为室内微气候创造良好的外界条件，以减少环境气候对耗能设备的依赖。

二、围护结构节能技术

围护结构节能技术是指通过改善建筑物围护结构，如墙体、门窗、屋面等的热工性能，尽可能隔绝夏季室外热量进入室内，防止冬季室内热量排出室外，使建筑物的室内温度能够保持在舒适的温度，以减少使用辅助采暖制冷设备来维持合理舒适的室温负荷，达到节能的目的。热损失在整个建筑物的中由于围护结构传热导致的热损失约为70%～80%，由于门窗存在缝隙导致能量在空气渗透的热损失约为20%～30%。

围护结构保温性能中门窗是要考虑的重要因素之一。门窗保温性能的改善主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三方面进行。通过采用密封材料来提高窗户的气密性，防止或减少由于室内外温差的存在而引起的热量传递。通过采用节能玻璃，如中空玻璃、真空玻璃、镀膜玻璃；节能型窗框，如塑性窗框、隔热铝型框

等来实现减少传热。

三、建筑保温材料技术

保温材料的保温原理主要是利用处于静止状态的空气及导热率

较低的气体，如二氧化碳、氮气等，或通过特殊的结构让固体材料来限制空气的对流性能来达到保温的目的。这一原理决定了保温材料通常具有质轻、疏松、多孔的特点。保温材料是一种复合材料，减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率。由于保温材料的高热阻，保温材料得以阻碍建筑物内的能量与外界能量流通。保温材料的使用不但可以节约能源，并可有效减少制冷和采暖设备的数量，从而使得设备向大气排放污染气体的数量也相应减少，具有较高的环境效益。另外从保护建筑物的角度看，使用保温材料可以保持室内温度的平稳变化，减少因温度剧烈变化对建筑物的结构的破坏，起到保持建筑物结构完整性及延长建筑物使用寿命的效果。保温材料的使用也有助于阻燃和隔热，减少火灾事故中的人员伤亡和财物损失。

四、太阳能光电和光热技术

太阳能技术的应用现在越来越受到人们的重视。太阳能作为容易获取的清洁可再生能源，它的应用领域越来越广泛。根据太阳能的特点和实际应用情况，其在建筑节能方面的应用可分为太阳能光伏电转换和太阳能光热转换两种形式。

太阳能光伏电技术是指利用单晶硅或多晶硅太阳能电池将太阳

能转化为电能储存在蓄电池中，通过放电控制器将储存的电能释放

出来，供室内照明及其它需要。太阳能光伏电转换系统主要由太阳能电池、控制器、蓄电池等部分组成。

太阳能光热技术是指将太阳能辐射能转化为热能应用的技术。太阳能光热技术通常可分直接利用式和间接利用式。常见的直接利用方式有：（1）利用太阳能空气集热器进行供暖。（2）利用太阳能热水器提供生活热水。（3）基于集热——储热原理的间接加热式被动太阳房。（4）利用太阳能加热空气产生的热压来增强建筑内空气流动。目前太阳能热水器的应用是太阳能技术相对成熟且应用比较广泛的形式。

五、地源热泵技术

地源热泵技术于20世纪70年代在欧美等国家兴起，90年代在欧美等国家得到广泛应用。地源热泵技术是以地热源作为热泵装置的热源或热汇来对建筑进行供暖或制冷的技术。根据地源热泵所采用热源或热汇的形式不同，地源热泵大致有三种类型，即大地耦合式热泵、地下水热泵和地表水热泵。

（一）大地耦合式热泵

大地耦合式热泵是以浅层地表土壤作为热源或热汇。地下土壤在一定深度以下其温度波动较小，以地下土壤作为热源能够保证热泵系统的稳定和高效运行。采用地下土壤作为热源或热汇可以节省常规能源，部分甚至全部代替传统空调系统中的冷却塔和锅炉，极大地减少对环境的污染。但由于土壤的传热性能较差，大地耦合式热泵需要较大的传热面积，导致该热泵系统占地面积较大。

（二）地表水热泵

利用地表的水体如小溪、池塘、河流或湖泊等水源作为热源或热汇对建筑物进行温度调节的热泵技术称为地表水热泵技术。由于季节及气候等因素对地表水温度影响较大，该技术不能完全保证地表水热泵系统在严冬季节满足供暖需要，还需要采用双联热泵采暖系统安装辅助加热装置。在地表水源热泵系统运行时，将换热器置于水中，通过制冷剂的循环吸收地表水的热量，也可以通过盐水循环间接获取热量。但不管是通过制冷剂循环还是盐水循环均需要对放置在地表水中的换热器进行定期清洗才能保证其换热效率。另外也可以将经过过滤的地表水用水泵抽取后将其送入热泵的蒸发系统

进行热交换。

（三）地下水源热泵

以地下深井水作为热源或热汇对建筑物进行温度调节的技术称

为地下水源热泵技术。地下水源热泵技术是目前技术应用最为成熟的一种地源热泵技术，也是应用最为广泛的一种地源热泵技术，它的优势体现在：（1）地下水源热泵占地面积少，换热器布置紧凑。（2）地下水源热泵造价相对其他形式的地源热泵较低。（3）地下水源热泵的取水和退水不会造成地面沉降。

参考文献：

[1]《公共建筑节能设计标准》gb50189-2005

[2]《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》jgj26-95

[3]《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》jgj75-2003