建筑能耗與節(jié)能實際問題的探討

       摘 要：降低建筑能耗，是一個十分復(fù)雜的問題，保溫材料及系統(tǒng)只是建筑節(jié)能一個方面，更重要的方面是建筑利用與適應(yīng)自然環(huán)境氣候條件的能力，以及人為因素對能耗的影響。只有不斷研究和實踐，才能提高建筑節(jié)能工作的科學(xué)性與合理性。

       關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；建筑節(jié)能；節(jié)能技術(shù)

　　從未來中國的能源形勢發(fā)展看，工業(yè)與建筑能耗問題最為突出，這兩方面的能耗控制最為關(guān)鍵。

　　關(guān)注氣候變化，節(jié)能減排，是全人類面臨的一個道德與責(zé)任問題。

　　從世界節(jié)能環(huán)保與經(jīng)濟社會發(fā)展形勢表明，節(jié)能降耗和經(jīng)濟發(fā)展互相矛盾著，在近年來的聯(lián)合國氣候大會上，美國等一些國家違背全世界人民的意愿，不愿意努力減排。而我國2009年11月，中國首次公布了控制溫室氣體排放的行動目標(biāo)：到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40 %至45 %。這遠遠超出“巴厘路線圖”對發(fā)展中國家的減排要求。2011年，單位GDP二氧化碳減排作為約束性指標(biāo)納入中國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃。規(guī)劃明確要求，到2015年單位GDP二氧化碳的排放量要比2010年降低17 %。我們有五千年的文明和智慧，只要動腦筋、想辦法，在政府的正確領(lǐng)導(dǎo)下，節(jié)能減排目標(biāo)一定能夠?qū)崿F(xiàn)。

　　建筑需要消耗大量的材料，而這些材料的開采、加工制造、使用過程，要經(jīng)過多次資源、能源消耗，破壞環(huán)境、污染空氣，很多的制造業(yè)都與建筑有關(guān)，建筑業(yè)產(chǎn)生的大量能耗和工業(yè)污染是不容置疑，因此，嚴格地控制房地產(chǎn)業(yè)過度發(fā)展是必要的。

　　我國一些地方科學(xué)發(fā)展觀不強，只顧眼前利益，盲目建設(shè)和擴張城市住宅產(chǎn)業(yè)，造成能耗消費需求快速增長、城市交通擁堵、城市生態(tài)環(huán)境惡化、城市污染加大等國計民生問題。在若干年后，這些用高能耗、寶貴資源換來的摩天建筑，卻是難以處理的建筑垃圾！

　　廣東珠海、黑龍江漠河、陜西安康等少數(shù)城市的規(guī)劃發(fā)展思路值得一提，早在改革開放初期，珠海市就明確科學(xué)發(fā)展觀，注重長遠利益，不盲目引進工業(yè)項目，不大規(guī)模盲目發(fā)展經(jīng)濟；陜西安康市的城市建筑規(guī)劃，依山而建，不破壞自然生態(tài)環(huán)境，不改變一山一水；黑龍江漠河縣委和縣政府明確表示，漠河縣為保護自然生態(tài)環(huán)境，不發(fā)展高能耗的高層建筑，建設(shè)自然和諧漠河，漠河縣至今，也沒審批過高層建筑。

　　大規(guī)模的經(jīng)濟建設(shè)和房地產(chǎn)開發(fā)，在創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟價值的同時，對生態(tài)自然環(huán)境、包括氣候環(huán)境的影響和損害，也相當(dāng)很嚴重，我們得到的是眼前利益，失去的是長遠利益。如何降低能耗問題，我們需要加深認識，并多方面做出努力。

　　建筑能耗主要是建筑過程和建筑使用過程中的能耗，尤其是降低建筑使用過程中的能耗，是我們建筑節(jié)能工作的重點。建筑過程的設(shè)計選材、用材、施工、裝飾裝修等，要盡可能采用低碳材料、可以循環(huán)再利用的材料和技術(shù)，建筑的保溫、調(diào)溫、調(diào)濕系統(tǒng)，盡量充分考慮利用自然的能源、如風(fēng)能、太陽能、水氣能、光能等，減少對資源性能源的依賴。

　　建筑物的各項功能，如防水、防潮、保溫、裝飾、隔音、采光、調(diào)濕、空氣凈化等，可以通過材料與構(gòu)造設(shè)計來解決。我們要求居住建筑的宜居性，應(yīng)該與建筑所處的自然氣候環(huán)境相適應(yīng)，可以更多地學(xué)習(xí)和借鑒我們祖先傳承下來的一些的建筑經(jīng)驗與做法，不宜照搬西方國家的所謂“高科技”建筑模式，即高生活水準、高能耗、高污染、花大價錢治理的理念。

　　建筑能耗問題，實質(zhì)上還是人的行為產(chǎn)生的，建筑保溫，尤其是北方冬季寒冷時和南方夏季炎熱時，我們將建筑門窗關(guān)上，不停地使用暖氣和制冷設(shè)備，讓整個建筑室內(nèi)空氣保持在16~26 ℃，冬天可以在室內(nèi)穿襯衫、夏天可以在室內(nèi)穿西裝，這樣下去，即使再節(jié)能的建筑，也未必能夠把能耗降下來。

　　如果能耗問題完全是由于人的行為產(chǎn)生的，那么就應(yīng)該抑制人的消費行為，就應(yīng)該提倡人體保溫（只需增減衣物）和充分利用和適應(yīng)自然氣候條件，而不是過多地依賴建筑保溫系統(tǒng)和消耗煤、電、天然氣等資源型能源。

　　今天人類面臨的一切危機的確都是人類自身所為，是人類的貪婪、自私、愚昧、無知的結(jié)果！能耗危機問題也是如此，即使建筑應(yīng)用了新材料、高效的節(jié)能技術(shù)，不加以限制人們的能源消費行為，不開展能源危機教育，我們所做的一切努力都很難成功。

　　作為建筑節(jié)能理論的一個重要方面，氣候環(huán)境變化及其特點是建筑節(jié)能研究的一項重要工作，氣候與自然生態(tài)環(huán)境、氣候?qū)τ诮】瞪�活、氣候�(qū)τ谌祟惿�存與持續(xù)發(fā)展都有很重要的作用。

　　我國自然氣候格局很獨特，且規(guī)律性很強，四季分明（從二十四節(jié)氣歌中可以了解到），溫差較大，最冷可達-40 ℃以下，最熱可達40 ℃以上，分為嚴寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖、溫和五個自然分區(qū)，北方冷、南方熱，加上海洋氣候環(huán)境的作用，我國的空氣很容易形成對流，這種自然的冷熱空氣對流就具有調(diào)溫、調(diào)濕作用，在頻繁的冷熱氣候交換與變化過程中，產(chǎn)生了風(fēng)、云、雨、露等，自然氣候環(huán)境的冷熱變化與地球環(huán)境的相變調(diào)溫作用，才產(chǎn)生了良好的自然環(huán)境的生態(tài)特性，有利于萬物生長、人類繁衍，我國物產(chǎn)豐富，氣候環(huán)境與條件明顯優(yōu)于非洲等其它國家和地區(qū)，我國國土能養(yǎng)活13億人民，而且中國人很有智慧，這一切都與我國良好的自然生態(tài)環(huán)境有密切關(guān)系。

　　隨著生活條件和水平的提高，人們對工作與居住環(huán)境溫度的舒適要求越來越高，希望一年四季都生活在25 ℃左右的密閉的溫室里，這種想法與做法是不符合節(jié)能減排思想，也不符合生態(tài)與健康法則。

　　我們無論用電或用煤、用天然氣、地?zé)岬戎评浠蛉∨�，都會消耗資源性能源，污染大氣環(huán)境和自然生態(tài)環(huán)境，采用太陽能熱水器、太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、水電、核電等，也并非完全環(huán)保和安全，冬天里的陽光和夏季的涼風(fēng)才是真正的綠色能源。筆者認為，真正意義上的節(jié)能、低碳、環(huán)保，就應(yīng)該盡可能地順應(yīng)自然和適應(yīng)自然。

　　我們不能將建筑物“穿棉衣”式的辦法，來作為居住建筑唯一的保溫、調(diào)溫和節(jié)能手段。在冬天寒冷時，我們要避寒風(fēng)，人體及居住環(huán)境更需要面向太陽，讓陽光溫暖我們，在夏季炎熱時，我們要避免陽光照射、擋住陽光，更需要涼爽的風(fēng)幫我們散熱，如果我們建筑物都穿了“棉衣”，門窗玻璃都是雙層或三層中空玻璃，那我們的居室就是一個密不透氣的空間，與自然的完全隔絕，其后果是可想而知的。

　　我國氣候環(huán)境復(fù)雜多變，人居環(huán)境受自然環(huán)境的影響很大，五個自然氣候分區(qū)的變化都很明顯，一年四季中，處于極冷、極熱的時間，只有約半年左右的時間，其余半年左右時間的氣候較溫和，根本就不需要使用暖氣或空調(diào)設(shè)備，因此，我國的建筑保溫材料及系統(tǒng)，不宜采用全國統(tǒng)一的標(biāo)準或模式，應(yīng)該因地制宜，由各地根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、資源、能源、環(huán)保等實際情況來制定相關(guān)標(biāo)準和規(guī)范。

　　用于管道、煉鋼爐或冰箱等特定條件保溫隔熱，材料的導(dǎo)熱系數(shù)[W/（m·K）] 越低越好、熱阻系數(shù)（m²·K/W）越高越好，用于蔬菜大棚的塑料薄膜，氣密性好，保溫效果好，冬天我們可以蓋塑料薄膜、草卷保溫，夏天我們可以取下它，而用于建筑上的保溫材料、防水材料、裝飾材料的性能及其系統(tǒng)，不能影響建筑物及人居環(huán)境的空氣和水氣微循環(huán)，更有效利用自然太陽光照、風(fēng)能、水氣等自然能源。

　　現(xiàn)代建筑的保溫、防水、裝飾等工程，大量采用高能耗、高污染、高封閉、低使用壽命的化學(xué)建材制品，已嚴重破壞了城市生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)和影響了人居環(huán)境的空氣質(zhì)量與居住的舒適度，城市中普遍存在的建筑墻體泌水、滲水、室內(nèi)空氣質(zhì)量差、亞健康等，都與過多地使用化學(xué)建材有關(guān)。

　　“流水不腐”，再好的瓶裝礦泉水，也比不上經(jīng)常流動的山泉水，水可以通過流動來凈化，水質(zhì)才會好，而空氣也需要流動，空氣才清新，人居室內(nèi)空氣環(huán)境也應(yīng)該保持其能夠微循環(huán)。墻體保溫材料的阻隔冷熱空氣能力越大，密閉性就越強，就會影響室內(nèi)空氣質(zhì)量，因此，建筑用砌筑材料、保溫材料、防水材料、裝飾材料都要有良好的透氣性和調(diào)溫、調(diào)濕、空氣凈化、自然微循環(huán)等功能。這是對未來居住建筑的基本要求。

　　3. 保溫材料的吸水率與防水性
　　實驗報告顯示，保溫材料一旦吸水后，會降低保溫性能，起不到應(yīng)有的保溫作用，單從試驗結(jié)果，可能是這樣，但實際使用并非是這樣的結(jié)果，歷史經(jīng)驗告訴我們，老祖宗用泥土、磚瓦、石料、竹木、茅草修造的房屋，無論是還是墻體、屋頂和地面用的材料，都是能吸水透氣的，有的材料吸水率甚至超過200 %，但蓋在屋頂上幾十年都不漏雨，也不影響保溫、調(diào)溫，達到了冬暖夏涼、居住舒適之效果。
現(xiàn)代建筑所用的保溫材料、防水材料及制品，甚至行業(yè)標(biāo)準，都限定材料及系統(tǒng)吸水率10 %以下，甚至是不吸水、憎水。搞化學(xué)材料研究的人都清楚：化學(xué)材料怕曬、怕潮、怕水、怕酸堿、怕凍融、不耐老化、使用壽命短，可是我們卻執(zhí)意要用它來制造保溫材料、防水材料、裝飾材料。

　　建筑完全防水、不吸水、甚至憎水，會導(dǎo)致城市水氣循環(huán)與凈化障礙，今后城市必將面臨缺水、無水可用的災(zāi)難后果。

　　北京央視新址附屬文化中心、上海膠州教師公寓樓、沈陽皇朝萬鑫大廈等多起重特大火災(zāi)，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，建筑用保溫材料的防火安全與環(huán)保問題，引起了中央高層和社會的高度重視，公安部消防局公消[2011]65號文《關(guān)于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知》，國發(fā)〔2011〕46號《國務(wù)院關(guān)于加強和改進消防工作的意見》明確指出：新建、改建、擴建工程的外保溫材料一律不得使用易燃材料，嚴格限制使用可燃材料。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部要會同有關(guān)部門，抓緊修訂相關(guān)標(biāo)準規(guī)范，加快研發(fā)和推廣具有良好防火性能的新型建筑保溫材料，采取嚴格的管理措施和有效的技術(shù)措施，提高建筑外保溫材料系統(tǒng)的防火性能，減少火災(zāi)隱患。建筑室內(nèi)裝飾裝修材料必須符合國家、行業(yè)標(biāo)準和消防安全要求。相關(guān)部門要盡快研究提高建筑材料性能，建立淘汰機制，將部分易燃、有毒及職業(yè)危害嚴重的建筑材料納入淘汰范圍。

　　建筑用保溫材料、裝飾材料、生活家居用品都應(yīng)該重視安全防火與健康環(huán)保性能，化學(xué)合成材料易燃，含有多種有毒害物質(zhì)，對生命與健康、環(huán)保危害性極大，一旦起火燃燒，火勢迅猛并產(chǎn)生劇毒濃煙，造成嚴重后果，因此，保溫材料的安全防火與健康環(huán)保性能，必須從嚴要求，不容放松。

　　現(xiàn)代城市建筑的設(shè)計人員，很少考慮環(huán)境氣候、建筑物分區(qū)、朝向、用途等綜合因素，特別是墻體砌筑材料及建筑圍護結(jié)構(gòu)的本身的保溫性能，無論北方、南方建筑的四面墻體，都用同一種材料、同樣厚度，這是十分不合理的。老祖宗蓋房子，北方墻多厚、用什么材料，南方墻多厚、用什么材料，茅草、稻草、瓦片、磚墻、石頭、木頭、土坯等，房子蓋好后，不用另做防水、保溫、也不需要過多的裝飾，建筑就能夠自防水和自保溫，而且外觀美麗自然，使用壽命可達幾百年（北京故宮、福建土樓、山西喬家大院等），假設(shè)撤除這些建筑，撤下來所有材料，都可以再利用。而現(xiàn)代建筑是在房子蓋好后，左一層、又一層，又是防水、又是保溫、又是裝飾，其結(jié)果是毛病百出，幾年后、幾十年后全是難以處理的建筑垃圾！

　　6. 輕質(zhì)無機保溫材料的應(yīng)用技術(shù)問題
　　說到A級不燃材料，有人認為無機類保溫材料的保溫性能達不到有機類發(fā)泡材料，要淘汰它，筆者認為，這是不對的。材料的導(dǎo)熱系數(shù)，主要取決于材料中的空氣含量，以EPS發(fā)泡塑料板為例，其容重只有約16~21 kg/m³，聚苯乙烯材料通過發(fā)泡，引入大量空氣，發(fā)泡后，導(dǎo)熱系數(shù)大大降低，如果聚苯乙烯材料不發(fā)泡，其導(dǎo)熱系數(shù)也是很高的。用普通硅酸鹽水泥或其它無機膠凝材料采用化學(xué)、物理發(fā)泡技術(shù)，在材料中引入大量空氣，容重控制在120~160 kg/m³，也能達到較低的導(dǎo)熱系數(shù)。砌墻用的機制空心磚、免燒空心磚，在確保力學(xué)性能的情況下，使其空心率達到40 %左右，其保溫隔熱效果也很好。

　　A級保溫材料的研究與應(yīng)用，雖然目前良莠不齊，不可否認，它是一個發(fā)展方向，筆者與北京、四川、山西、山東、上海、江蘇的一些研究人員和廠家探討過一些實際問題，比如材料技術(shù)、工藝設(shè)備、凝膠原理、作用機理、容重、強度、穩(wěn)定性等，相信這些產(chǎn)品通過技術(shù)創(chuàng)新和完善，將是優(yōu)秀的，并很快面向市場。

　　不可否認，輕質(zhì)、發(fā)泡類無機類材料的容重、導(dǎo)熱系數(shù)比有機類輕質(zhì)發(fā)泡材料要稍高，但無機材料與墻體的相容性、穩(wěn)定性、安全環(huán)保、可靠性要優(yōu)于有機材料。在無機輕質(zhì)保溫材料的設(shè)計、施工、應(yīng)用上，我們可以在設(shè)計構(gòu)造上想辦法，通過選用輕質(zhì)砌筑材料，適當(dāng)增加墻體厚度，滿足建筑節(jié)能要求。
有些絕熱性好的材料，如礦物棉、�；�微珠等的制造，需要在800~1300 ℃，甚至3000 ℃高溫條件進行，將這些高能耗產(chǎn)品用于建筑節(jié)能降耗，沒有多大實際意義。

　　從近年來的建筑外墻外保溫材料、技術(shù)、工藝的應(yīng)用實踐中看出，將各種類型保溫板材粘貼、鉚固于外墻、再往上薄抹灰的做法，很容易出現(xiàn)脫落、起鼓、變形、開裂等一系列安全與穩(wěn)定性問題，這種多層復(fù)合結(jié)構(gòu)本身就存在材質(zhì)、材性差異、工藝不匹配、設(shè)計與構(gòu)造不合理。假如這個系統(tǒng)中采用的若干材料中有一種材料的性能和使用壽命達不到要求，無論我們?nèi)绾稳ヅ�力，整個系統(tǒng)難以穩(wěn)定。

　　目前高層建筑圍護結(jié)構(gòu)墻體的厚度一般在25~37 cm（南方暖和地區(qū)約25 cm，北方寒冷地區(qū)約37 cm），加上3~10 cm的外墻外保溫層，墻體實際厚度最低可達30 cm，最高可達47~50 cm。
采用具有保溫隔熱性能的輕質(zhì)或發(fā)泡磚、多孔或空心磚，并適當(dāng)增加墻體厚度，將南方的陽面墻直接做成37 cm厚度，北方的陰面墻直接做成50 cm厚度，是完全可以達到良好的保溫隔熱效果。其安全穩(wěn)定性、資源消耗、工程成本、系統(tǒng)的可靠性和使用壽命會大大提高。