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1國外節能建筑的發展現狀

1．1資源回收利用日本是一個能源消耗的大國，也是一個資源匱乏的國家。日本在節能建筑方面走在了前列。早在1997年，日本就設計了“健康住宅”，整個建筑材料都選用了對人體無害的材料;建筑墻體為雙重結構;房間最大限度的采用了自然采光和通風系統;空調系統都采用熱交換和除濕機循環。其中熱交換系統能夠回收熱量進行再次利用;過濾器搜集空氣塵埃抑制了霉菌生物的繁殖。這種系統有效的對資源回收利用、減少對環境的污染，還最大限度的節約了能源的消耗［2］。

1．2新能源的利用太陽能是一種最為清潔能源，德國建筑師特霍爾斯建造了一座可能最大限度利用太陽能的房屋，他將房屋建在一個可以旋轉的底座上，屋頂全部為太陽能電池板，房屋隨著底座的轉動跟蹤著太陽光，每分鐘轉動3cm的速度隨著太陽轉動。太陽落山后便自動回到原來的位置。他所建造的房屋吸收太陽能得到的能量是普通房屋的2倍，但是底座旋轉消耗的能量僅為太陽能發電能量的1%．

2能源消耗統計

國際能源消耗的統計是從工業(Industry)、交通(Transportation)、居民(Residential)和商業(Commer-cial)等四個部門進行統計的。統計數據中發現建筑能耗為居民和商業能耗之和。建筑能耗是占一個國家能耗的三分之一。由于建筑業的迅速發展，尤其是建筑的采暖、照明和空調系統的能耗。據統計，1994年全國僅住宅建筑能耗在不供熱水的情況下為1．54×108t標準煤，占當年全社會能源消耗總量12．27×109t標準煤的12．6%．在一些嚴寒地區，建筑能耗高達當地社會能源消費的50%左右。建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源，使周圍的自然與生態環境不斷惡化。在能源的利用過程中，化石類燃料燃燒時排放到大氣的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO，91%的SO2，78%的CO2，60%的粉塵和43%的碳化氫是化石類燃料燃燒時產生的，其中煤燃燒產生的占大多數。燃煤產生的大氣污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，煙塵占60%．根據相關部門統計，美國2000年的建筑能耗為全國能耗的35%，中國建筑能耗占總能耗的27．6%．由于燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次于美國居世界第二［3］。

3節能住宅設計思路

3．1歐洲節能建筑核心技術的參考歐洲國家在節能建筑方面的研究相對較早，已經形成了一套先進的建筑節能技術系統，這種建筑節能技術系統的運用可以建造舒適度高、能耗低的現代建筑。3．2保溫墻體的利用節能墻體對于建筑的保溫和隔熱起到了很大的作用，近些年由絕熱材料和傳統墻體材料以及一些新型的墻體復合材料而成的復合節能墻體在建筑行業得到了廣泛的利用。其中絕熱材料在建筑外墻的內側為內保溫復合墻體，反之則為外保溫復合墻體。將復合保溫墻體分為3層

3．2．1墻體結構層鋼筋混凝土現澆的墻體、磚混結構的磚墻以及其他承重的外墻。3．2．2空氣層在建筑物墻體結構層和保溫隔熱層中間形成的空氣層是一種優良的保溫材料，空氣層不僅可以起到保溫效果，還可以防止保溫層的受潮。空氣在0℃時導熱系數為0．024W/(m•k)．在25±5℃時為0．0256W/(m•k)，即使在200℃的情況下仍有0．0384W/(m•k)．3．2．3保溫隔熱層該層為復合節能墻體的主要部分。通常用有機、無機和金屬3大類絕熱材料。根據材料不同的導熱系數、抗壓強度、蒸汽滲透率等方面考慮將其運用到不同用途的建筑物當中，對建筑物的保溫隔熱起到了重要的作用［5］。3．3建筑的采光和照明節能建筑盡量應該最大程度的利用自然采光，將靠近室外的部分建筑墻體應該門窗適當開大，利用透光隔熱較好的玻璃門窗，在充分利用自然采光的同時，達到隔熱、通風的作用。

3．3．1建筑外窗材料合理的選擇建筑外窗材料的不同，其保溫性能也是差別很大。不同的外窗材料由于熱工性能、應用技術、密封技術、隔熱技術和組裝技術的差異，也導致被運用在不同用途的建筑物中。將建筑外窗根據選材的不同分為木窗、鋼窗，鋁合金窗、PVC塑料窗、玻璃鋼窗、彩色鋼板窗、不銹鋼窗和鋼塑復合窗、木塑復合窗、鋁塑復合窗等;根據選用玻璃的不同，有單玻窗、單框雙玻窗、中空玻璃窗和LOW－E中空玻璃窗等。80年代末中國引進了PVC塑料，將它大量的運用到建筑外窗的使用，它最大的優點是價格合理、保溫性好，是中國目前大量使用的一種節能窗。但是也存在這強度低、水密性和抗風壓性較傳統鋁合金窗差的弱點。近幾年來玻璃鋼窗戶的開發，彌補了PVC塑料窗戶的不足，具有較好的物理性和熱工性，但是價格相對較高［6］。窗戶的玻璃設置也對建筑節能有著重要的作用，近些年來建筑中大量的運用雙層中空玻璃窗，這主要是因為雙層中空玻璃窗的保溫性、隔熱性和隔音效果明顯要優于單層玻璃窗。單層玻璃窗即使是保溫性能好的PVC塑料單玻窗K值也可能高達4．8W/m2•k;而PVC塑料中空玻璃窗傳熱系數K值在2．1～2．7W/m2•k之間，鋁合金斷熱中空玻璃窗傳熱系數K值在2．8～3．5W/m2•k之間;PVC塑料Low－E中空玻璃窗傳熱系數的最小值為1．4W/m2•k，鋁合金斷熱Low－E中空玻璃窗傳熱系數K值可降到1．9W/m2•k．同時使用不同的玻璃對整窗戶的熱工性能影響也不相同，PET雙中空玻璃、Low－E中空玻璃、真空玻璃和U型玻璃的熱工性能比較好。其次窗戶的開啟形式不同也影響著熱工性，推拉窗由于密封性能差，平開窗有優良的熱工和物理性能，但價格相對比較高;因此應該將平開與固定窗組合使用，性價比高［7］。3．3．2燈光的運用建筑空間中利用自然光線無法滿足照明的部分，可采用按照度標準檢測現場照度，進行燈光適當調節。氣體放電燈:使用過程中理論上應當采用燈光無級自動調節系統，其價格太高，按照36W的燈管加裝調節系統需要增加2000～3000元的投資，按照每支燈充其量節能25%，每天按12h計，每年按365d計，則節省運行費用30．7元;增加控制投資需要經計算需要65～97a才能回收，這是沒有實用意義的。因此只適宜用于特殊條件下，如氣象臺、導航站等才可采用這種調光設備。熒光燈采用調電壓調光:節能效果并不顯著。氣體放電燈的發光原理是靠離子在高電壓下產生碰撞使熒光粉發光，光通量并不與電壓成正比，電壓下降10%，光通量差不多下降30%～40%，電壓下降30%，燈會全熄。因此，氣體放電燈采用調壓方式調光，在實際工程中也很少采用。因此在建筑照明節能中，應采用高效光源及高效節能燈具，采用成組分片的自動控制開停方式，比如光控和聲控等開關，從而達到照明節能的效果［8］。3．4建筑電氣節能的途徑。

3．4．1減少變壓器的電能損耗變壓器是建筑電氣不可缺少的部分，變壓器的采用根據合理的運用才能恰當好處，功率過小不能滿足用電量的需要，過大會產生大量能量的損耗。變壓器的有功功率損耗如下式表示△Pb=Po+Pkβ2．其中△Pb為變壓器有功損耗，kW;Po為變壓器的空載損耗，kW;Pk為變壓器的有載損耗，kW;β為變壓器的負載率。Po為空載損耗又稱鐵損，變壓器應選用節能型的(油浸變壓器或干式變壓器)，它們都是采用優質冷軋取向矽鋼片，采用的變壓器應使矽鋼片的磁疇方向接近一致，減少鐵芯的渦流損耗;45°全斜接縫結構，減少漏磁損耗。Pk是傳輸功率的損耗，即變壓器的線損，應選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。

3．4．2減少線路上的能量損耗由于線路上存在電阻，有電流流過時，會產生有功功率損耗。其公式如下△P=3I2R×10－3，式中I為相電流，A;R為線路電阻，Ω．線路上的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減小線路電阻。線路電阻R=P×L/s，電阻與電導P成正比，與線路截面S成反比，與線路長度L成正比。應選用電導率較小的材質做導線。銅芯最佳，因此，在一類、二類建筑中采用銅線，三類或負荷量較小的建筑中采用鋁芯導線。其次減小導線長度。盡可能走直線，少走彎路，以減少導線長度;再次，低壓線路應不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失。從而減小了線路損耗，達到了線路節能的目的［9］。

4新能源建筑技術的利用

隨著現代科技的發展，在節能建筑的創作過程中應該考慮到新能源技術的恰當應用，新能源技術的開發和利用不僅可以提供給節能建筑一個舒適的環境，而且合理的利用了各種天然可再生的能源，對環境保護和生態平衡都有重要的意義。例如可以設計太陽能路燈和草坪燈;在樓頂安裝太陽能熱水器和電池板提供建筑內部的局部照明用電;設計雨水回收系統，用于建筑景觀用水;將住宅小區內部硬質鋪裝選用具有一定透水性的材料，用來涵養地下水資源［10］。

5結語

中國作為建筑能耗的大戶國家，這種能源的巨大消耗對于全球氣候變暖有著重要的影響，節能建筑的開發和利用也是關系國計民生的重大問題。建筑的節能潛力很大，建筑設計師應在設計中精心考慮，在選用節能的新設備上，應具體了解其原理、性能、效果，并在技術、經濟上進行比較后，再選定節能設備，從而建造出真正節能而舒適的建筑。

作者：王偉盧淵單位：西安建筑科技大學藝術學院