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剖析保温材料在我国建筑节能中的应用引 言中国是一个发展中大国,又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达17-18亿平方米,超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进,建设事业迅猛发展,建筑能耗迅速增长。所谓建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。其中采暖、空调能耗约占60%70%。中国既有的近400亿平方米建筑,仅有1%为节能建筑,其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量,均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的23倍。这是由于中国的建筑围护结构保温隔热性能差,采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1亿平方米,建筑耗能总量在中国能源消费总量中的份额已超过27%,逐渐接近三成。 由于中国是一个发展中国家,人口众多,人均能源资源相对匾乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源只有世界人均占有量的1/4,已探明的煤炭储量只占世界储量的11%,原油占2.4%。每年新建建筑使用的实心粘土砖,毁掉良田12万亩。物耗水平相较发达国家,钢材高出10%-25%,每立方米混凝土多用水泥80公斤,污水回用率仅为25%。国民经济要实现可持续发展,推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。目前,中国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过中国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造,这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率,就能够大大缓解国家能源紧缺状况,促进中国国民经济建设的发展。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势关键词:节能建筑;建筑耗能;保温材料 面对着全球能源的日益紧张,世界各国特别是欧美发达国家对节能技术给予了充分的重视。近30年来,各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作,不但节省了大量的能源,取得了可观的经济效益,同时改善了环境,降低了对大气臭氧层的破坏。而我国的建筑节能工作在90年代初才刚刚启动,因此,国外建筑节能和保温材料的发展,对我们这方面的工作很朋借鉴作用。现将国外建筑节能与保温材料在建筑节能上的利用用一简单介绍:国外建筑。 当今世界正面临能源储量逐渐减少、能源消费需求不断增长、价格不断攀升的严重现实。我国的能源供需矛盾也很突出,一方面我国的能源储量有限,随着社会经济不断快速发展,能源需求不断增长,而且需求量会很大,已跻身于世界能源消费大国,另一方面我国能源消费水平和节能技术与发达国家相比,还存在着一定差距。建筑物除要一次性消耗大量的水泥、钢材、木材等外,还要长期消耗大量的电能、热能,特别是北方地区冬季取暖用煤和夏季空调用电与南方夏季空调用电高峰时,部分城市实行限时、限量进行拉闸限电,以保证电网安全和维持正常供电。遵照国务院“开发和节约并重”的能源工作方针,各省市政府针对建筑节能问题,相继出台强制性推广政策、制定强制性标准、加强对建筑保温节能工程质量的监管,这对促进建筑保温节能事业的健康发展和建筑保温节能技术的推广与应用。1.2国外保温理念的成型与发展前景1.21各国节能标准的制定自70年代发生全球性的能源危机后,世界各国政府对能源的利用情况进毯子全面的实事求事的分析,诊断建筑能耗是一个重要的组成部分,一致认为必须对建筑设计制定节能标准,并提出法规予以执行。于是各国纷纷建立了自己的建筑节能标准,美国在1975年第一次颁布了ASHRAE(美国采暖、制冷及空调工程协会)标准90-75“新建筑物设计节能”。以此为基础,1977年12月官方正式颁布了“新建筑物结构中的节能法规”,并在45个州内收到很明显的节能效果。美国国家能源局、标准局及全国建筑法规和标准大会,不断地在建筑节能设计等方面提出新的内容,每五年便对ASHRAE标准进行一次修订。 日本住宅金融公库,早在1979年颁布了住宅建筑保温隔热标准,规定了建筑部分热阻,并对所用的各种保温材料规定了最小的限度。在中国近年来,按照国务院节能减排综合性工作方案的统一部署,财政部、住房城乡建设部在全国范围内开展国家机关办公建筑和大型公共建筑的能耗统计、能源审计、能效公示工作,在部分省市开展公共建筑能耗动态监测平台建设试点,取得了良好效果,为节能量审核、制定能耗定额、建立能效交易机制提供有力支撑,充分激发了节能改造市场需求。但当前还存在大型公共建筑能耗水平高、增长势头猛、节能改造进展缓慢等突出问题。为切实加大组织实施力度,充分挖掘公共建筑节能潜力,促进能效交易、合同能源管理等节能服务机制在建筑节能领域应用,财政部、住房城乡建设部将进一步开展公共建筑节能工作, 在当前全社会倡导绿色生活和低碳环保的时代潮流下,出台节能强制性标准,要求建筑物追求节能环保,避免建筑外形片面追求“新、奇、特”等个性化,这一点无可厚非,确有必要。毕竟在21世纪,如果建筑不解决节能问题,依然大量浪费资源,就是对社会和对地球不负责任。1.22节能标准取得的社会效益 国外一些发达国家早在70年代末就已经开始了建筑节能的工作,强制建筑业在新建建筑中执行节能标准,因而已慑得了巨大的成效,整个国家的建筑有耗大幅度下降。如丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30%,但采暖能建筑能耗却减少了318万吨标准煤,采暖能耗占全国总能耗的比重,也由39%下降为28%;美国自从制定和一部节能标准至今,仅计到2011年,在此基础上又驸节约430亿美元。由此可见,国外的建筑节能法规30多年来取得了多么显著的社会效益和经济效益。 目前,我国大型公共建筑耗电量为70-300kwh/m2年,为住宅的8-15倍,我国国家机关办公建筑和大型公共建筑在使用过程中,消耗的能量已占全国总能耗的30%左右,每平方米年耗电量是普通居民住宅的10-20倍,堪称耗能大户。1.23保温材料与保温技术在建筑中的应用 保温材料在墙体及围护结构中的应用:建筑材料是实现建筑节能的最基本的条件,各国在建筑中采用了大量的新型建材和保温材料。实心砖已普遍被空心砌块和多孔砖所替代,在空心砌块的墙体中,为了提高墙体的保温性能,隔断在砌块之间形成的空心通道的气流,还要各空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散填充绝热保温材料在建筑物的围护结构中,不论是商用建筑还是民用建筑,一部采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料。墙体的保温基本上有三种形式:保温、外保温和夹心保温。居民建筑的墙体结构基本旧最外面一层为木质或塑料质的墙板,然后是一层硬质的泡沫塑料,里面就是墙的标准主休、木框结构等。另外一种典型墙的结构是在空心砌块或空心砌筑好的墙体的空腔中,填充密实,同样能起到很好的保温作用。建筑材料是实现建筑节能的最基本的条件,各国在建筑中采用了大量的新型建材和保温材料。实心砖已普遍被空心砌块和多孔砖所替代,在空心砌块的墙体中,为了提高墙体的保温性能,隔断在砌块之间形成的空心通道的气流,还要各空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散填充绝热保温材料。在建筑物的围护结构中,不论是商用建筑还是民用建筑,一部采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料。墙体的保温基本上有三种形式:保温、外保温和夹心保温。居民建筑的墙体结构基本旧最外面一层为木质或塑料质的墙板,然后是一层硬质的泡沫塑料,里面就是墙的标准主休、木框结构等。另外一种典型墙的结构是在空心砌块或空心砌筑好的墙体的空腔中,填充密实,同样能起到很好的保温作用。国外的民用建筑屋顶一般采用尖顶的较多,在尖顶的阁楼空间紧接屋顶的下面都装有供空气流通的通道,既能解决空气的流通,又可起到一定的保温隔热作用。同时在天花板的上面,一般都要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫,或在此空间直接吹入松散的保温棉,有的直接吊装由玻璃棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。国外大部分建筑都有地上室和地下空间,居住和活动空间的地板并不是直接暴露在外界环境中,这就为生活空间的保温创造了有力条件。但是如果地下室和地下空间不是采暖空间时,尤其是在冬季,仍会有相当多的热量,通过一楼的地板传出。因此,在建筑物的一楼地板下面,仍然需要填充高密度的保温材料,同时,在地下室的混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的二、建筑保温节能系统的材料与工艺 2.1、保温材料与保温层结构 建筑保温节能系统,无论是内保温、还是外保温,其保温节能效率,主要取决于保温材料的保温隔热性能和保温层的厚度,这也是能否达到保温节能的关键因素。保温材料又分有机保温材料和无机保温材料,有机类保温材料如发泡聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、喷涂聚氨酯(SPU)等,无机类保温材料如中空玻化微珠、膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩等。保温隔热层与墙基层和外墙装饰是融为一体的,底层是建筑主体外墙壁,中间是保温层,保温层上是抗裂砂浆、外墙抗裂腻子、外墙涂料或饰面砖。 2.2、辅助材料与施工工艺 辅助材料是聚合物粘结砂浆、界面处理剂或界面砂浆、专用膨胀螺钉、耐碱玻纤网或钢丝网、抹面砂浆等。 保温层采用板材(聚苯板、挤塑板)的施工工艺一般是先粘后钉、贴网、抹面砂浆、贴饰面砖或刮腻子、刷涂料;如保温层采用颗粒类浆料(聚合物砂浆与聚苯颗粒、中空玻化微珠、膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩等的混合物),其施工工艺一般是先抹界面砂浆、保温浆料、再贴网、抹抗裂砂浆、贴饰面砖或刷涂料 2.3传统建筑理念与生态环境问题我国建筑业的发展居世界首位,但95%以上的高耗能建筑,年能耗超过全国总能耗的四分之一,建筑围护主体墙体材料隔热、保温性能差是其主要原因。与此同时,以60%粘土实心砖占主导地位的墙体材料每年消耗21亿吨粘土,烧砖毁田与粮争地,影响农民赖以生存的基础。对此,顾真安院士提出,应该实施墙体材料绿色化,涉及新产品、新工艺技术和设备的研究与开发,示范项目建设,应用技术以及有关政策法规的制定。 绿色墙体材料主要包括固体废弃物生产绿色墙体材料、非粘土质新型墙体材料、高保温性墙体材料三类新材料,比如煤矸石空心砖、高掺量烧结粉煤灰砖、石膏砌块和墙板、农林业副产品生产轻质板材等。对推进能源、资源的高效合理利用,实现废弃物资源化,为发展资源节约型、环境友好型现代建材和建筑业。绿色屋顶是在屋顶承重结构之上逐层铺设:保温隔热层、防水层、排水层、过滤层、轻质种植层和耐旱草坪。保温隔热和防水材料是绿色屋顶的两种关键建筑材料。屋顶保温宜采用轻质、耐久和传热系数小的玻璃棉、矿渣棉或岩棉等无机保温隔热材料;防水层宜使用耐久的柔性防水材料,国内防水卷材通常使用寿命1015年。为此,研究高性能改性沥青与合成树脂复合防水材料,使耐久性提高到35年应是屋顶防水材料的发展方向。我国的建筑寿命之所以短,原因是多方面的,一个重要原因是建筑质量标准落后,导致了建筑质量不高;另外在建筑设计规划阶段,几乎没有针对房屋维护的相关规划,同时也缺乏保障建筑质量的配套 措施。而另一个重要原因,是城市规划缺乏远见性和科学性,无法适 应城市发展的步伐,许多落成时间不长的建筑,即使质量过硬也难以 “寿终正寝”。许多地方往往存在“规划跟着领导变”的现象,领导 换一届,规划就改一次,规划跟不上变化,拆了建、建了拆,铸就了 一个“拆迁时代”,人为使许多建筑成为了“短命”建筑。 目前,房地产行业是能耗大户,据统计,我国每建成1平方米的房屋,约释放出0.8吨碳。撇开居住的碳排放不说,就建筑的碳排放而言, 是年限越长,每年均摊下来的排放就越低。因此,提高建筑物的使用年限,无疑会整体减少建筑业的碳排放。业内专家指出,我国的建筑要告别“短命”,打造百年建筑,从技术层面上首先要提高能效,实现建筑低碳化。同时,对于各级政府来说,也应以科学规划引领百年建筑,因为规划是提高建筑使用寿命的基础,也是建造可持续建筑的前提拥有自己的房子,就是拥有了自己的家,有时住房带来的一系列问题也让人头疼不已,家住顶层,夏天被太阳晒透屋顶,空调一刻不停的要开着,但是谁都知道空调开久了对身体不好。而到了冬天,墙体似乎也挡不住寒风大力发展绿色建材,支持节约型建筑的发展,利人利己。保温系统的生态问题,主要是将保温层、建筑装饰、主体建筑构造等与自然生态环境相适应,即“源于自然、回归自然”。在生态建筑方面,我国的著名两大古代建筑,一是建于公元1368-1644年至今仍保存完好的闻名世界的八达岭长城,二是建于公元1406-1428年,至今已有560多年历史的北京故宫明清两代皇宫,现名为北京故宫博物院第3章 我国保温材料的应用与节能建筑的发展3.1 建设节能保温建筑背景和思路20世纪90年代以来,我国已成为世界上最大的建筑材料生产与消费国家,但是,我国建材工业的高速发展是以万元建材产值耗煤2.7吨、消耗资源逾100吨、排放二氧化碳20吨为代价获得的,整体而言,粗放型经济增长方式尚未根本转变。当务之急,必须解决消耗建材资源90%、能源85%以及落后生产力占60%的两大材料墙体材料和水泥生产技术的绿色化。 建筑能耗已占到我国总能耗的27.5%,建筑节能已成为我国节能的重点。现在我国多数建筑单位面积的热损失为发达国家的3倍左右,主要原因是外墙的保温太差,传热系数太大。在大部分高能耗建筑中,墙体和外窗的散热损失占建筑物热损失总量的85%左右。要实现建筑节能,必须提高外墙的保温性能、外窗的保温性和气密性。 在欧美发达国家已经出现了一些新型保温墙体,如利用泡沫塑料作永久模板的现浇砼结构,生产特种孔型的砼砌块并在砌块的孔洞中插入泡沫塑料块的砼砌块结构等,丰富了建筑节能材料,我国应加强对此的研究与开发。此外,节能玻璃门窗材料对于建筑节能的意义也同样重要,因为当墙体材料保温性能提高后,门窗将成为建筑散热的薄弱环节,门窗占建筑能耗的40%50%,目前北京市建筑节能指标已提高到65%,节能型门窗材料必需高度重视,门窗节能需从框和玻璃两种材料考虑。门窗框材料有铝合金、铝塑复合型及玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)三种材料,玻璃钢框材的热膨胀性能与墙体和玻璃相近,衔接性好,结构稳定,不易变形,气密性将优于标准等级,有利于窗扇间断桥,使用寿命长达50年,属新一代高档门窗隔热保温新材料。这种玻璃采光效率高,中远红外线(热能)反射率高,冬季能有效阻止室内热能外泄,夏季则阻挡窗外热量进入室内,适用于夏热、冬冷的北京等地区,采用中、真空的玻璃窗与普通单层玻璃窗相比,每平方米窗10年可节油1.4吨,对建筑节能的贡献20%30%,发展双层、三层中、真空玻璃窗可有效解决大面积采光、隔音和建筑节能三者间矛盾。 随着城镇化的发展,我国大、中城市“水泥森林”林立,绿化面积压缩,人居环境日益恶化,顶层住房冬冷夏热,困扰居民。国内外实践表明,屋顶绿化的绿色屋顶,建筑隔热、保温性能显著改善,可使顶层住房室内温度降低35、空调节能20%,可谓建筑节能与改善人居环境的有效措施。同时,顾真安院士特别提到,他在自己的实验室顶部种植了一些草植,夏季就很少再开空调,充分说明这方法是可行的。而且同时具有补偿城市绿地、储存雨水、涵养水土、吸收有害气体、滞留灰尘、净化空气、降低噪音、提高空气相对湿度、改善都市“热岛”效应以及保护屋顶、延长建筑寿命等功效,对于改善城市环境将起不可估量的作用。绿色屋顶的发展方向是“耐旱屋顶草坪”,由于屋顶风大、水分蒸发快,气温变化快,承重能力差,营造、管理费用高等制约,屋顶花园目前是难以承受的。 绿色建材旨在建设资源节约型、环境友好型的建筑材料工业。以最低的资源、能源和环境代价,用现代科技加速建材工业结构优化、升级,实现传统建材向绿色建材产业的转变,着重解决消耗建材资源90%和能源85%的墙体材料和水泥的现代化,发展绿色建材墙体新材料,保温节能系统达到保温节能效率、实现效益的同时,要耗费大量资金和消耗大量的原材料资源,而保温材料大部分是一次性使用,是不可再生的能源所制造的,一旦外保温层达到其应有的使用寿命被废弃后,就会产生大量的废弃物。目前保温材料中的发泡聚苯板、挤塑聚苯板、喷涂氨酯、聚苯颗粒等,辅助材料中的砂浆、玻纤网、钢丝网、膨胀螺钉等,基本上没有多大的再利用价值。3.2节能技术创新体系装饰材料。不同的装饰材料对能源的消耗不同。一间贴着深色墙纸的房间,需要的照明用电是同样大小贴着浅色墙纸房间的两倍。房间里灯具的选择同样可达到效果节能效果。首先,客厅等较大的房间使用多角度的装饰灯具,保证房间的各个部分都达到照明度;其次,大量使用节能灯具,可以根据自然光线的强弱调节灯的亮度;再次,鼓励住房用户使用多种规格的灯泡。不同材料对能源的利用也是不同的,应尽量选用绿色环境节能材料来建造人类家园。给水材料。从水质保证的角度分析,为什么自来水公司生产出的生活饮用水是合乎标准的,但终端饮用水的质量却难以保障呢?这主要是传统的管道系统多采用金属管材,而金属管材特性有四大致命弱点:易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢,这就使得二次污染的问题长期未得到解决。这些受污染的自来水中携带的细菌像无彤的杀手,时时威胁着人类的健康。所以我们应该全面推广使用以塑料管为主体的优质绿色管材料,从根本上解决自来水管理系统中的二次污染问题。而且绿色管材的运用还能相应节省金属的耗费,做到既环保又节能。维护材料。我国民用建筑的外墙围护热能损失量是发达国家的几倍甚至十几倍,我国每年建成的城镇住宅达5 亿以上,如外墙围护面积按1/1.2 计算,即需要建筑外墙嗣护6 亿,所以解决外墙周护热能损耗的问题是当务之急。现在新型的建筑环保节能材料如中空玻璃、倒置式隔热保温屋面、保温砂浆、外墙挤塑板等新产品可以大大提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,我们应该大力推广使用。开发新的节能能源代替电力。节能灯的运用缓解了部分电力紧张的现象,但每逢夏季,我国南部地区的电力仍是不足。从2004 年1 月2 日开始,广东开始错峰限电,6 月份以后,全省供电负荷连创l5 次新高,广东全社会用电负荷最高达到3970 万kW,比2003 年最高负荷增长16.76%。同时,全省出现煤炭运输紧张的局面,部分电厂存煤经常处于警戒之下。据广东省经贸委介绍,广东2040 年供电形势是2001 年以来最严峻的一年。用燃气代替电力作为动力已经不是新鲜事了,天津燃气集团依托每年20 亿11 天然气供应指标的优势,向社会推出燃气区域空调“绿色套餐”,这一节能、环保的高科技设备已应用在海河综合开发巾。按规则,建设中的海河沿岸42km:开发范同内66%的公用建筑使用天然气制冷及供热测算,天然气夏季使用量可达到1.1 亿m,可削减电力3.3 亿kW,相当于一座30 万kW 电厂的供电能力。如果建筑住宅在设计初级阶段就将燃气作为电力能源的补充也考虑进去,则将会节省很大电力。由于液化天然气安全、清洁、价格相对便宜而成为燃气空调的首选能源。随着液化天然气工程的引入,我国许多地方都将具备运用这种环保能源的条件。另外,要加大对新能源的攻关,如地热、水热、风能、太阳能等自然能源的研发和应用迫在眉睫,特别是太阳能在建筑巾的应用作为重点,解决好太阳能与建筑一体化、光电一体化的问题。四、太阳能的利用我国大部分地区都具有较好的太阳能资源,这为在建筑巾充分利用太阳能这种绿色的清沽资源、减少建筑能耗,提供了资源保证。太阳能的利用方式主要分为两种:主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。主动式太阳能建筑指的是需要辅助资源配合的太阳能使用系统的建筑。在这种系统里面,光电系统是研究较多的对象,但它的能量转换效率较低且太阳能的利系统费用过高。所以如果大批量地使用还需要进一步研究。被动式太阳能建筑是指在阳面使用储蓄热质、阳光房来吸收储备热量进而利用的一种形式,目前应川便捷广泛。3.3建筑的体形与建筑节能控制体形系数:体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包同的建筑体积之比。体形系数越大,说明单位建筑所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明,体形系系数每增加0.0l,耗热能指标约增加2.5%,一般宜控制在0.30以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说,控制或降低体形系数的方法有:减少建筑面宽,加大建筑进深;增加建筑物的层数;加大建筑物的长度或增加组合;建筑体形不宜变化过多。控制表面面积系数:从获取更多的日照辐射,降低耗能的观点来看,表面面积系数越小越好。从节能意义来说,长轴朝向东西的长方形体形最好,正方形次之,而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。良好的构造设计:建筑的构造设计除了满足其作为建筑组成部分的基本功能要求之外,还进一步对墙体、楼板、屋顶、门窗等进行了设计,以此满足建筑在营造舒适环境的同时兼顾建筑的节能要求。例如利用物理的光学原理将吊顶设计成折线形,可利用其反光更充分地利用太阳光;设计建筑外墙时可采用新型节能墙设计,利用环境减少耗能;屋顶巾庭的采光顶,采用双屋玻璃形成“呼吸外壁”,从而降低环境素的影响;还可以在楼层板的设计巾,将循环水管布置在楼板处的装修空间,冬天可热水取暖,夏天可冷水降低室温。通过对建筑节能设计方法的探讨.总结出在设计中应从规划、设计、构造、园林绿化等方面充分合理地利用城镇当地的自然资源,寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合,提高建筑的整体效益。我国的建筑节能有着巨大的潜力,只要认真扎实地做好节能设计工作,就可以有效地降低建筑耗能量,为中周建筑业、能源业做出贡献。3.4保温材料的应用与节能体系的不足之处建筑讲究艺术是一件美事,建筑讲究节能是一件善事,作为现代建筑应当是兼具艺术美感和节能功能,二者应当协调,也可以协调,并非是不可调和矛盾,二者可以各退一步,在追求美感和节能环保上实现统一。建筑艺术要求可以在不改变整体美感的前提下适度改变造型,建筑节能要求也可以在不改变节能环保的前提下适度增加点能耗,如此既不损害建筑艺术美感,也不至于建筑过于耗能和资源浪费。事实上近几年我国新建的一些著名的公共建筑就很好的实现了艺术美感与节能环保相结合的要求,比如国家体育场鸟巢,比如国家游泳中心水立方,比如世博会中国馆。 作为现代建筑究竟是更重视节能,还是更重视艺术,笔者认为,建筑的追求不是节能与艺术的单项的二选一,而是多项选择,应当从建筑本身的需求实际出发,采用权衡判断法,对于非公共建筑应当更看重节能环保功能,对于公共建筑可以不拘泥于建筑节能规划设计中的硬性指标要求,而是追求艺术美感,成为城市名片。如今,我国已经成为世界上每年新建建筑量最大的国家,据统计,每年新建建筑面积达20多亿平方米。但业内专家指出,我国建筑“寿命”并不长,上世纪八、九十年代多数建筑寿命是25年到30年,相比之下,欧美的发达国家,如英国、法国、美国建筑平均使用寿命分别为125年、85年、80年。不过,建筑同样不能为了片面追求节能环保,就牺牲建筑的艺术,就无视建筑的个性外形造型。相反,必要时刻应当是建筑的节能环保要求让位于艺术美感,而不是任何时候都是建筑的艺术美感让位给节能环保。 俗话说,建筑是一个国家、一个民族性格的另类体现,是一座城市的名片,这一切建筑外形必须具备一定的艺术美感和城市灵性。对于公共建筑,还要综合考虑其应当具备的社会历史、传统文化和使用等多种功能因素,不能只考虑节能环保。再者,建筑本身的类型和使用功能不同,能耗上也有所区别,一些具有特殊使用功能的建筑物的能耗就应当比普通住宅建筑的能耗要多。换言之,只是以单一的节能环保的标准要求建筑,必将破坏建筑艺术的美感和其他功能,牺牲建筑的艺术美感,结果建造出来的建筑只会呈现整齐划一的外形,成为艺术的牺牲品。建筑寿命短,不仅加大了浪费,而且直接加大了建筑业的碳排放量。建筑拆除过程中,会产生大量的碳污染和其它污染。而当前我国的建筑拆除行业依旧采用多年前的传统方式,不具备环保拆除能力。同时,建筑的拆除、建筑垃圾的清运和堆放,会引起对空气、土壤、水质的诸多污染,严重破坏生态环境。据业内人士估计,我国目前建筑垃圾的数量已经占到城市垃圾的30至40,成为了巨大的污染源。应对气候变化、推动节能减排已成为国际社会关注的热点问题时,在我国为兑现承诺不懈努力的背景下,节能减排无疑仍是今年全国“两会”备受关注的热点话题。 作为高耗能的行业之一,建筑业如何提高能源利用效率、转变发展方式,实现建筑全寿命周期的节能减排和“四节一环保”,这已不是一个新命题。从1986年开始,我国就陆续开展了新建建筑节能、既有建筑节能改造、可再生能源建筑规模应用、发展推广绿色建筑等一系列工作。20多年的时间里,在建材行业深入开展“禁实”工作、推动节能建材的生产和应用,在设计阶段严格执行节能减排的标准和要求,在施工阶段推广绿色施工,在建筑业的整个产业链上推动住宅产业化,在城市以及更大的区域范围内探索低碳生态城市的建设建筑节能得到全面推进的同时,也促进了建筑业的转型,为全国节能减排作出了重要贡献,也得到了前所未有的重视。建筑节能被列入“十二五”期间重点领域节能减排工作之中。今年的政府工作报告中也明确要综合运用经济、法律和必要的行政手段,突出抓好工业、交通、建筑等重点领域的节能减排工作。但是进一步推动建筑节能、促进建筑业的转型升级,还面临着政策标准体系不完善、监管体系不健全等问题。无疑在未来的很长时间里,建筑节能不但是国家的大政方针,而且仍将是一个国内外、全社会共同关注的热点话题。实现建筑节能、推动全国节能减排,需要永不降温的热情,但是面对如何加强建筑节能体制机制建设、强化建筑节能监管体系建设、完善绿色建筑评价体系等一系列问题和任务,更需要的是理智的冷思考。 第4章我国节能型建筑技术发展的政策建议4.1 我国节能型建筑建设优劣势分析4.11优势核心提示: 我国每年有10亿平方米的民用建筑投入使用,建筑能耗占总能耗的比例已从1978年的10%上升到目前的30%左右。大力发展节能型建筑已-我国每年有10亿平方米的民用建筑投入使用,建筑能耗占总能耗的比例已从1978年的10%上升到目前的30%左右。大力发展节能型建筑已成为共识。而伴随对节约能源与保护环境的要求不断提高,建筑围护结构的保温技术也在日益加强,尤其是外墙保温技术得到长足发展,并成为我国一项重要的建筑节能技术。 外墙外保温技术建筑中常使用的外墙保温主要有内保温、外保温、内外混合保温等方法。外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,以赋予建筑物良好保温隔热性能的建筑节能措施。除了保温隔热功能以外,由于将绝热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,因而外墙外保温对结构墙体能起到保护作用并可有效阻断冷(热)桥,有利于结构寿命的延长。 外墙外保温技术的优势与外墙内保温相比,外墙外保温具有以下优势。 1.提高主体结构的使用寿命,减少长期的维修费用。采用外保温技术,由于保温层置于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏,减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。因而只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当,厚度合理,外保温可以有效地防止和减少墙体和屋面的温度变形,有效消除常见的斜裂缝或八字裂缝。 2.降低建筑造价,增加房屋使用面积。由于外保温技术保温材料贴在墙体的外侧,其保温、隔热效果优于内保温,故可使主体结构墙体减薄,从而增加每户的使用面积。 同时墙体的减轻又可减少建筑梁、柱的直径和钢筋用量,进一步降低造价。根据测算,在塔形建筑中平均每户可增加使用面积1.3平方米1.8平方米,按建筑面积计算售房面积,在商品房价格中等偏上的城市,外保温所增加的使用面积的售价可基本抵冲外保温的费用。 3.基本消除“热桥”的影响。“热桥”是指在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗洞等部位形成散热的主要渠道。对内保温而言,“热桥”是难以避免的,而外保温既可防止“热桥”部位产生结露,又可消除“热桥”造成的热损失。热损失减少了,每个采暖季的支出自然就降了下来。 4.改善墙体热工性能。采用外保温时,由于蒸气渗透性高的主体结构材料处于保温层内侧,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔气层。同时外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内的空气温度上升或下降,墙体结构层能够吸引或释放热量,故有利于室温保持稳定。 5.便于对建筑物进行装修改造。在室内装修中,内保温层易遭破坏,外保温则可避免发生这种问题。在对旧建筑物进行节能改造时,采用外保温方式最大的优点是无需临时搬迁,基本不影响用户正常生活。 4.12劣势外墙外保温技术的不足:国内的外保温施工与国外相比难度较大。这是因为我国地少人多,城市人口居住密度高,居住建筑结构以多层和高层建筑为主,而国外发达国家以低层别墅和少量多层建筑为主,很少见到目前在国内大量出现的现浇混凝土剪力墙结构的高层住宅建筑。这样国内的外墙外保温针对的对象,要比国外建筑结构的单体面积及高度都大得多,施工难度也更大。 2.有些外保温产品技术不过关,刮大风时常常吹落保温层,外保温层裂缝处理较难,阻碍外保温技术的推广。因此,建议相关部门应该就外保温产品技术及施工标准加以细化,严格审批制度,抬高准入门槛。目前成熟的外墙外保温技术目前较成熟的外墙外保温技术主要有以下几种: 1.外挂式外保温外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和价格低廉,已在世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。 还有一种做法是用专用固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后方可进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。 2.聚苯板与墙体一次浇注成型该技术是在混凝土框-剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。 该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势很明显。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温作用,可减少外围围护保温措施。但在浇注的时候比传统的工艺要求更为严格。4.2发展现状中国建筑能耗面广 :据统计,目前,建筑能耗占社会总能耗的30%左右,节能达标率不足10%。因此,建筑建材行业作为三大领域之一,必须全面提高能效水平,主动地提升生产工艺技术、强化施工过程管理、运用政策机制,推广先进节能技术与装备,来推动和响应国家“十二五”规划纲要要求。2004年中国城乡既有建筑面积420亿,按13亿人口计算,人均32.3;美国2004年既有建筑面积253.8亿(住宅建筑158.5亿,商用建筑63.8亿),按2.9亿人口计算人均87.5。我国建筑能耗原始状态所占比例大,因为我国广大农村大多数还处于直接燃烧、矿物能源或生物能源的状态,效率很低,耗量很大。建筑能耗有两种定义方法:广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工,一直到建筑使用的全过程能耗。狭义的建筑能耗,即建筑的运行能耗,就是人们日常用能,如采暖、空调、照明、炊事、洗衣等的能耗,他是建筑能耗中的主导部分。随着经济收入的增长和生活质量的提高,建筑消费的重点将从“硬件(装修和耐用的消费品)”消费转向“软件(功能和环境品质)”消费,因此保障室内空气品质所需的能耗(空调、通风、采暖、热水供应)将会迅速上升。随着我国建筑市场不断繁荣,建筑能耗逐年增加。中国建筑能耗大多还处于原生状态,没有实现综合利用和梯极利用,都是一次将能源烧掉,(锅炉、燃气炉、直燃机、家用炉社等等)用能效率很低。中国与发展国家建筑能耗差距很大。单位建筑面积采暖能耗达到气侯条件相近发达国家的23倍。而且现在还以史无前例的规模建造高能耗的房屋。而中国其它工业产品的单位生产能耗也只比发达国家高出103%。 建筑能耗占总能耗的比例,各类国家不同,工业化国家52%,东欧/前苏联25%,发展中国家23%,全世界平均占30%。发展中国家建筑能耗增最快:6.1%/年;东欧/前苏联3.4%/年;工业化国家0.6%/年中国建筑能耗所占比例越来越大。2000年建筑能耗3.50亿吨标煤,总能耗13.0亿吨标煤,占总能耗27%。2020年建筑能耗10.89亿吨标煤,总能耗25.0亿吨标煤,占能耗44%,狠抓建筑节能可达到,7.54亿吨标煤,总能耗250亿吨标煤,占总能耗31%。我国目前每年新建房屋面积高达20亿平方米,而每年的新建建筑中真正称得上节能建筑的缺少1亿平方米,建筑能耗已占到社会总能耗的30%40%。面对日益增大的节能减排压力,国家陆续出台了相关的财政政策以扶持节能、绿色、低能耗建筑的开展。在国家相关政策的大力支

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