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《建筑节能的发展方向》
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《建筑节能的发展方向》

原创: 周广德 北京环益美高分子聚合物研究所

 

建筑节能是一个关系十分复杂的系统工程,墙体保温技术只是一个很小的子系统。建筑节能事业未来的发展方向,更重要的应该是全民节能思想的教育,限制能源高消费行为,资源能源的高效利用和最大限度地利用自然能源,如自然的风能、太阳能、光能、水气能的调节作用等。

关键词   建筑节能   节能减排   建筑节能技术 

1前言

由于全世界人口不断增长,资源、能源、环保与经济社会发展的矛盾越来越突出,我国城市化、城镇化、工业化进程的不断加快(目前全球超过50万人口的城市中,有四分之一在中国,我国城市化发展速度为全球之冠),人口过度集中,所面临资源、能源、环境污染、健康生存等方面的压力越来越大,因此,国家的节能减排政策与执行力度将越来越严格,建筑节能工作的要求会越来越高,更加务实。

  城市建筑能耗是受多方面因素的影响,我们不要肤浅地认为,在墙体上贴一层保温材料就可以把能源消耗降下来,用事实说话:以北京市为例,北京市是我国建筑节能工作开展最早、也是建筑节能65%达标最好的一座城市,但从北京市2008年统计数据显示,能源消费不但没有降下来,反而其消费需求还增长了约47%,北京市常住人口约2151万人,2014年平均每人能源消费量达705千克标准煤,其中高收入家庭的能源消费量比低收入家庭高出约一倍。集中大量人口,产生巨大资源和能源的集中消耗,严重影响城市生态环境,近年来,北京市区与郊外的温差最高可达5。全国其它50万人口以上的大中小城市状况也是不容乐观的,为什么会产生这样一个意外的结果,问题究竟出在哪里?下面是笔者对此提出来的一些自己一管之见。

自然环境与生存

自然环境的形成经历了最漫长的过程,一切生命都源于自然,自然界的温度变化、能量转换,是万物的需要,人类永远也离不开大自然这样一个大生态圈,由于受环境污染、温室效应的影响,未来全球平均气温上升5以上,极端气候频发,能源逐渐枯竭,人类会别无选择,最终只有去适应,能适应才能生存。

健康和节能、环保

研究表明,人经常性处于密闭的温室环境,会使人体机能逐渐下降,容易让人产生惰性,懒于活动,出现亚健康现象,而舒适的人工环境,是需要巨大的资源、能耗支撑和对环境无情伤害。我们今天面临的能源危机、空气污染、水源污染、土壤污染、食物安全等危机,都是我们消费物资所产生的。

能否真正实现节能、健康和环保,关键在于人们对自然环境、健康和环保的认知与领悟程度。因此,现代城市建筑和环境,应当尽可能地创造条件,让人们多走出户外,主动亲近自然环境,热爱自然,感知并适应自然环境变化,因为大自然的冷热变化及冷热变化产生的热、风、霜、雨、雪等,对人和环境都是有益的,古人云:冬练三九、夏练三伏,也说的是这样的道理。

能否真正节能降耗,不完全在于墙体保温,而在于人的思想、意识和行为。大家可以讨论一下:炎热夏天,我们在户外太阳照射下,是打伞遮阳感到舒服、还是穿上棉衣隔热舒服?寒冷冬天,我们在室内,是人体保温穿棉衣节能、还是取暖穿衬衣节能? 

节能政策

全世界都在提倡低碳经济、低碳生活,我国政府已向全世界表明将减少40-45%的碳排放量,今年两会后各地都很快行动:关停高能耗、高污染企业,用政策和经济手段抑制能源消费行为,如实行阶梯式电价、阶梯式水价、按室内温度计算取暖费、开征环保税、资源税、污染税,对再生能源、绿色能源的开发和利用实行国家补贴等政策,这将对节能减排产生极大影响,可以说今后我们的每一餐饭、每一天生活、每一天工作、每制造和使用每一个商品,都要考虑到节能、环保,只有人人参与,全社会共同努力,才能实现节能减排目标。

我国是人口大国,资源与能源紧缺,环境状况不容乐观,从国情、国家长远发展和子孙后代的利益着想,如对我国室温标准调整为夏天制冷温度标准28-30℃,冬季取暖温度标准14-16℃,夏季在室内穿短衫、短裤,开窗通风,摇扇子降温,冬季在室内坐沙发看电视时,着厚毛衣、厚棉衣、棉鞋,膝上盖上毛毯未尝不可。

国家和地方政府的经济发展要坚持节能、环保、健康至上,警惕城市化后所产生的人口、资源、环保、民生等问题。我们不能为了经济的不断增长、眼前利益,而推行过度消费政策,应当提倡节约、珍惜物质,严格限制资源、能源消耗。

建筑节能当前的主要问题

建筑的能耗主要是围护结构和门窗两部分,其中门窗的能耗约占建筑总能耗的61%,而围护结构约占建筑总能耗的39%,门窗部位是建筑能耗中最高的。因此,如果不把门窗的能耗问题解决好,只考虑墙体保温,那么建筑节能效果将是十分有限的。

 

目前,各地建筑保温材料与技术主要还是停留在围护结构的保温节能上,围护结构普遍采用的保温材料是具有高密闭性的发泡塑料类(EPSXPSSPU)为主,其实际应用情况并不太理想,业内主要看法有以下几方面:

1、节能效率问题

 用这些材料构成的系统,理论上可以节能65%,但实际上并不一定能做到,因为材料的实验室数据与系统的实际节约效率是有较大差距的。如:EPS材料的的导热系数为0.037-0.041 W/m·k,但由于板缝及变形和铆固钉所产生的冷热桥,其系统的导热系数会高达0.115 W/m·k(参考文献:北京环益美高分子聚合物研究所201633发布的公众微信,保温材料与建筑节能专辑第五期《材料的导热系数不等于系统的导热系数》公众微信号hym158594861,作者:周广德。发泡塑料类保温材料的保温性好,用于建筑围护结构上,但实际产生节能效益是有限的。

2、防火安全问题

发泡塑料类保温材料(EPSXPSSPU)属易燃物,全国多起重特大火灾都与这些材料的使用有关,损失惨重,其火灾隐患令行业和社会甚忧,新规要求设置防火隔离带,要求材料阻燃(大量使用阻燃剂),但并非理想。这些材料构成的薄抹灰系统,很容易脱落,特别是在保温层上贴面砖,其安全隐患极大,常出现砸车、伤人、致人死亡事件。

3、生态环保与健康影响

发泡塑料类(EPSXPSSPU)材料属有害石化产品,无论用于建筑内墙,还是用于外墙,其有害成分都将严重危害人体健康和污染城市自然生态环境。其寿命终止或建筑物折除后,会产生大量的有害废弃物,而且很难回收利用。

曾有许多环保组织和健康专家警告人们:门窗不宜长时间紧闭,冬季寒冷时,也要多开窗户透气,夏季炎热,不宜长时间开空调,否则,会有碍健康。
   4、工程质量稳定性

发泡塑料类(EPSXPSSPU)材料构成的保温系统,成本高、工艺复杂,系统稳定性差,难以与建筑物保持同等的使用寿命。很容易脱落,特别是在高层、超高层建筑上使用,其安全隐患极大,常出现砸车、伤人甚至致人死亡事件。

未来的建筑节能发展方向

1、保温材料

具有保温、绝热、调湿、空气净化等复合型多功能保温材料将取代单一保温性能材料,无机材料取代有机材料,不燃材料取代易燃材料、阻燃型材料,环保型取代非环保型材料。

 

2、节能系统

简单实用的系统取代高成本复杂的系统,独立系统向高效多系统整合。

 

3、应用技术

更多地利用废弃材料、原生态材料、环保材料,利用自然能源、能量,更注重系统的实用性、健康与环保性、安全可靠性等。

 

4政策方向国家将会出台更为严格的限制能源消费的政策与措施,除完善现有的墙体保温节能系统外,今后城市建筑的规划设计,将设计和建造更多的具有低能耗、冬暖夏凉、安全、健康环保、自然舒适的建筑,还将重点发展建筑利用自然能源、能量的真正零能耗建筑,来满足大众需求。

综述

深入研究材料,提高材料性能和应用技术水平,促进建筑节能事业的不断进步和发展,有利于经济社会的持续发展,更有益于我们的健康生活。

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