公共建筑節能技術發展現狀探析

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摘要：近年來，建筑行業發展節能減排、綠色環保模式的重要性顯著提升。文中介紹了公共建筑節能技術及產品的概述及相關政策，并以國家科技部大樓為案例進行分析，重點說明公共建筑節能技術提升的重要性。

關鍵詞：公共建筑；節能減排；綠色環保

0引言

城鎮化進程中需要大量的城鎮基礎設施和房屋，需要消耗大量鋼鐵、建材、有色金屬等高能耗產品［1］。建筑業是拉動我國GDP的主要動力之一，是鋼鐵、水泥、玻璃等高能耗產品的主要消費者［2］。2000年我國公共建筑面積約33億m2，到2018年，公共建筑面積達到了128億m2，近二十年的時間里，我國的公共面積增長了3倍［3］。隨著辦公、酒店、商場、醫院、學校等各種功能類型的公共建筑的大量建造和投入使用，我國的公共建筑能耗不容忽視。參考《中國建筑能耗研究報告》中的數據分析得到，2018年全國建筑行業在整個過程中的碳排放量達到49.3億t，占碳排放領域總量的51.3%，2018年，中國民用建筑建造能耗為5.2億t，達到全國總能耗的11%左右。據悉，城鎮建筑、農村建筑、公共建筑分別達到42%、14%和44%［4］。同時，我國大型公共建筑面積（高于2hm2的）達到城鎮建筑面積的4%，但是能耗很高，更是高于20%，單位面積耗電量是普通住宅的10~15倍［5］。因此，降低公共建筑能耗是我國建筑業節能的關鍵。實際上，建筑能耗指的是建筑從無到有建造的過程中所消耗的以及建筑在使用過程中的全生命周期的能耗，將建設過程中所應用的材料消耗，如水泥和鋼筋等都計算在建筑能耗之內，所以建筑能耗的總量是包括全生命周期的能耗。根據生命周期理論，建筑能耗可以分為四個階段，材料生產加工、建筑使用、拆除和建筑廢棄物處理四個階段，其中能耗最大的階段是在使用過程中所消耗的能耗，然而不同建筑的功能和使用期限存在較大差異。一般來說，建筑物使用階段的能耗約占全生命周期能耗的70%~80%［6］。因此，調低公共建筑使用過程中的能耗是有必要的。公共建筑節能的目標，可以通過應用建筑節能技術及產品而降低運行能耗的方式來實現。

1建筑節能技術及產品概述

公共建筑節能技術及產品是指公共建筑具有低能耗、低污染、綠色等特點，并且推進生態文明建設，構建人與自然和諧相處模式的新技術及新產品。在環保意識逐步深入人心，綠色低碳可持續發展理念融入各國發展戰略的背景下，公共建筑節能技術及產品正在逐漸成為全球范圍內下一次工業革命的科技創新型作品。在我國已經建立并完善綠色低碳循環發展經濟體系的背景下，公共建筑節能技術及產品也在逐漸成為該領域低碳發展的驅動力，為污染防治打好基礎，為實現生態文明時代續航，為高質量發展埋好伏筆。公共建筑節能技術及產品創新的參與主體包括企業、科研機構、金融機構、政府等。企業是公共建筑節能技術及產品創新的主體，是公共建筑節能技術及產品創新的需求方、發起方和實施方。科研機構是公共建筑節能技術及產品創新的重要技術提供方，科研機構與企業的良好互動是公共建筑節能技術及產品創新的重要支撐。政府是公共建筑節能技術及產品創新的激勵方和受益方。一方面，政府的激勵政策能在很大程度上鼓勵公共建筑節能技術企業、科研機構、金融機構參與到公共建筑節能技術及產品創新中來；另一方面，公共建筑節能技術及產品創新，也有利于各級政府建設生態文明可持續發展目標的實現。金融機構通過組織市場化的金融資源，投入公共建筑節能技術及產品創新領域，實現產業、科研、金融和政府的合作共贏。

2建筑節能技術及產品相關政策

自20世紀80年代初至1986年，我國就開始對民用建筑用能情況展開統計調查，開展了建筑節能技術以及標準制定的研究工作。此后，在1987年至1992年的五年時間里，我國政府對新型墻體材料和節能建筑進行了試點示范和推廣工作，為之后的建筑節能體制打下了一定的基礎。截止到2005年，我國逐漸建立起建筑節能的法治、行政、技術支持體系，發布了涵蓋各氣候區的住宅和公共建筑節能標準。目前，我國建筑節能工作的重點集中在完善現有法制、行政、技術和管理體系，推動現有建筑節能標準的實施和對既有建筑進行節能改造，推動綠色建筑進一步發展以及能源的再利用等方面。當前階段，我國的建筑節能政策包括新建建筑的節能標準、既有居住建筑的節能改造標準、大型公共建筑的節能改造與監管、可再生能源在建筑中的應用、綠色建筑的示范與推廣、住宅建筑的全裝修和裝配式施工的推廣幾大領域。其中，新建建筑節能標準執行和既有建筑節能改造實施是建筑節能政策長期關注的領域，綠色建筑示范推廣和可再生能源建筑應用也成為近期政策的重點支持方向。為進一步落實我國碳減排工作，政府出臺多個政策并頒布多個文件，以《能源發展戰略行動計劃（2014-2020）》《十三五節能減排綜合工作方案》、《能源生產和消費革命戰略（2016-2030）》等為代表，文件中明確了實現環境清潔、達到低碳目標的方向，展開了創建清潔能源體系、構建綠色建筑工作的部署，同時根據節能減排目標的創立，進一步推動節能減排領域的相關工作。《能源生產和消費革命戰略（2016-2030）》和《十三五能源規劃》兩個標志性文件明確指出產業結構的實施與能源消費結構的改變，大力推廣低能耗建筑、綠色建筑的使用，對公共建筑能耗進行合理范圍內的限定，促進資源合理化、可再生能源建筑的大面積應用。

3公共建筑節能技術及產品案例

近些年，我國綠色建筑節能技術發展迅速，出現了一大批典型綠色建筑，以國家科技部辦公大樓為例，該典型建筑獲得了美國綠色建筑協會的節能設計領先金質獎和建設部的全國綠色建筑創新獎，是一座突出節能特點的綠色智能建筑，具有節約能源、多種節能技術協調補充、自控系統協調優化建筑運行能效以及人與環境和諧統一等眾多特點。該大樓的墻體和窗戶所采用的材料都具有高效保溫隔熱的特點。并且在墻體的兩層空磚中間夾泡沫聚氨脂保溫層，使得整個大樓具有較好的保暖特征。外部的低輻射絕熱的鍍膜玻璃在寒冷的天氣里把室內大部分熱量反射回來，進一步保暖；較熱的天氣里把遠紅外熱輻射反射回去，防止熱量進入室內，達到冬暖夏涼的效果。基于示范大樓的節能材科和節能技術的應用，達到極佳的節能效果，就圍護結構來講比普通建筑節能可多50%。所有節能燈均由數控調光器和光傳感器控制。當室內桌面照明低于閱讀照明時，上面的燈將自動開啟并補光，并補上缺失的部分。當室內光線足夠時，燈將不會打開。節能燈另一方面還受到紅外傳感器的加強控制，當紅外探頭檢測到室內沒人在時，光線變得很暗，燈也不會打開。采用數控白熾燈泡后，示范平均照明額定輸出功率只有4w/m2。自動扶梯采取運行程序的智能服務控制和按乘載量調節的變頻系統提供，實現了按搭乘的人數調節功率變化的效果，既減少了空載電流，又避免了“大馬拉小車”模式的能源浪費。熱回收裝置的安裝是節能的另一個亮點，當新風系統開啟時，廢氣與新風完成熱交換過程，把廢氣能量傳遞到新風，熱回收率高達78%，大大減少了室內能耗損失。除節能外，以居住環境舒適度標準衡量，節能示范樓在綠色技術和智能化等方面也都滿足國際的先進標準。綠色建材廣泛應用于節能示范建筑的建設中，內墻建筑涂料采用傳統的無污染施工工藝，由白色石灰粉和貝殼粉混合制成，價格低廉，安全無害；建筑使用速生木材，禁止使用含有甲醛的大芯板。節能示范樓室內裝修一周后進行室內空氣質量檢測，辦公室中有毒揮發性氣體的含量為國家環保標準的1/4~1/11。一樓的大廳采用了最具裝飾性的石材和鋁材，苯含量僅為環保標準的1/2~1/4。健康的空氣質量使用戶能夠擁有舒適安心的室內環境。室外綠化率達到42%。屋頂上建成一個漂亮且實用的空中花園，占屋頂總面積的70%，能降低室內溫度，同時也可緩解制冷壓力。此外，整個自動噴灌系統和預防積水的雨水過濾基底導流技術，可實現雨水全回收處理，滿足空中花園及四周綠地需水時的灌溉用水。科技部師范大樓的多處細節設計和其他技術應用，都體現出了人與環境的自然和諧統一的管理理念。地面首層的架空風格設計，有效降低了對周邊自然表土的破壞性影響；建筑廢棄物的回用率可達到75％；樓體周圍環形連接通道上鋪裝了透水率高達120mm/h的透水磚路面，與綠地相組合控制了四周熱島效應；采用太陽能光伏發電上網和熱水系統，再生能源的應用所占比例為全運行能源的9％。

4結語

綜上所述，隨著當今社會經濟的飛速發展和各國對于能源環境的重視，全世界都在極力倡導節能減排和生態文明建設，而且根據目前狀態可以推測得到，這種趨勢將會越來越明顯，所以相關的節能技術和產品的研究和實踐會更加深入，并且愈發成熟，具有廣闊的發展前景。

參考文獻

［1］石庚辰，趙悅辰，崔延倫，等.智能建筑與綠色建筑的靈活整合研究［J］.江西建材，2021（6）：277，279.

［2］崔佳亮.基于超低能耗的寒冷地區建筑本體節能設計［J］.科學技術創新，2021（30）：137-139.

［3］王全國.建筑節能技術探討［J］.居舍，2021（27）：73-74，76.

［4］李仁杰.淺談智能建筑新技術和建筑節能［J］.四川建材，2021，47（9）：6-7.

［5］胡小娟，王彩云.低碳經濟背景下綠色建筑節能的發展方向及技術措施［J］.工業安全與環保，2021，47（S1）：101-103.

［6］徐雪鋒.建筑節能技術發展方向及節能措施探討［J］.低碳世界，2021，11（9）：108-109.

作者:趙昱龍 龐博 單位:吉林省春城熱力股份有限公司 沈陽理工大學