我国房屋建筑的能耗特点及节能措施

　　0 引言

　　建筑设计中考虑节能要求可以有效减少建筑在使用过程中的能源消耗，或通过可再生能源替代不可再生能源解决建筑照明、通风、采暖及空调设备的能耗，最终实现"绿色建筑""生态建筑"的建造理念。随着建筑构造形式的多样化发展及使用要求的不断提高，人们对室内基础设施的布置日趋完善，新形势下的建筑构造设计与传统的房屋已体现出了很大的不同，不能自然通风及采光的卫生间、长时间需人工采暖及通风的公共场所、复杂的建筑外立面造型及不断攀升的建筑高度等所带来的能源消耗已不容忽视。随着 20 世纪 70 年代世界石油危机的出现，许多发达国家都意识到了建筑节能的重要性，并相继制定实施了相关的节能法律，采取了一系列经济鼓励措施，从而缓解了能源需求，取得了良好的效果。我国正处于工业化迅速发展阶段，能源资源又相对贫乏，能源利用率低、资源浪费等使我国成为世界产值能耗最高的国家之一，能源问题已成为我国国民经济中的一个突出问题，因此，建筑节能在房屋构造设计中的应用意义重大。

　　1 我国建筑在使用过程中的能耗分析

　　建筑业作为我国的支柱产业，其能源消耗总量占有一定比重，其中建筑能耗又包括采暖空调、电气照明、热水供应等几个方面，采暖及空调能耗位居首位（ 如图 1 所示） .

　　随着我国经济的迅速发展，人们的消费能力不断提高，除了采用传统的取暖及降温措施外，空调设备的购置数量逐年攀升，这就使得建筑能耗大幅度增长。长时间的人工照明及通风也增加了能源负担，因此，需通过节能设计以满足我国对建筑的节能要求。

　　建筑在使用过程中的能源消耗大致有以下几个方面。

　　1. 1 采暖、空调、通风、照明等方面的能耗

　　住宅建筑由于进深及开间尺寸较小，可长时间自然采光，且除卫生间需人工通风外，室内均可通过空气对流实现室内外空气的交换； 而大型公共建筑，如商场、展览馆等，室内空间大，自然光线照射能力有限，使得内部照明必须采用人工得以实现，且照明时间久、室内所需亮度大，大面积的玻璃幕墙虽满足了建筑外部造型的审美要求，但自然通风能力差，可开启的窗户面积非常小，这就使得公共建筑内外空气交换大部分需采用人工通风的方法，能耗较大。随着人们对居住及活动场所舒适度要求的提高，采暖及降温已不单纯的通过传统方式（ 暖气、风扇） 解决，致使空调的使用频率增大，冬季取暖、夏季制冷，尤其是公共建筑的中央空调大量消耗电能，增加了建筑能源负担。

　　1. 2 建筑外围护构件保温隔热能力差，冬季热量流失、夏季室温过高

　　建筑外围护构件例如外墙、屋顶或架空地坪层是室内外热量交换的主要部位，我国北方地区冬季的室内外温差可以达到40 ℃ 以上，而南方地区夏季气温高、室内闷热，又需要建筑物采取相应的隔热降温措施。传统的建筑在构造设计时并未较多的考虑建筑外围护构件的保温隔热要求，因此，严寒冬季室内通过采暖及空调设备提供的热量就容易通过建筑外墙及屋顶等部位流失，通过固体传热、辐射及对流等方式与室外低温环境进行热交换，使得采暖及空调能耗增大； 炎热夏季室外高温环境下的热量又容易通过外围护构件传递到室内，使得空调设备制冷效果大打折扣，室内持续高温不降。因此，提高建筑外围护构件的保温隔热能力是解决这一能耗问题的根本途径。

　　1. 3 建筑造型复杂多变，创新型设计增加了能源负担

　　随着建筑造型的多样化发展，尤其是公共建筑外立面造型追求创新独特，既增加了设计施工难度，又提升了建筑能耗，例如单层玻璃幕墙结构是现在常用的一种建筑外立面设计形式，虽造型豪华、现代感强，具有很好的装饰效果，但由于建筑大面积采用玻璃幕墙，出现了"冬寒夏热"的现象，因此不得不通过加大功率，延长空调开放时间以调节室温，能源高消耗触目惊心，尤其是处于直射或当阳的玻璃外墙，其耗能则是普通建筑的 4 倍以上。复杂的外立面造型虽凹凸有致，但因增加了建筑外围护构件的表面积从而提供给热传递更大的空间，建筑能耗也随之不断增加。

　　2 现阶段常用的建筑节能措施

　　针对建筑节能的基本要求，现阶段我国采用的节能措施主要包括以下几个方面：

　　1） 建筑外立面设计简单规整，减少外围护构件面积

　　建筑外立面在考虑造型及审美要求的前提下尽可能的简单规整，通过减少外围护构件的面积从而减少传热区面积，尤其在设计时注意冷（ 热） 桥的处理，例如 L 形截面的窗过梁则优于矩形截面。而建筑外立面平整光洁则优于凹凸不平、造型复杂，因为传热区的面积直接影响了建筑采暖、制冷的负荷。
　　
　　2） 建筑外墙增设保温隔热层或采用复合墙体

　　建筑结构层的保温隔热能力有限，因此在外围护构件上通过增设附加功能层来实现提高建筑保温隔热能力、降低能耗的目的是现阶段应用最为广泛的一种做法，通常可在墙体的外侧附加保温材料，例如聚苯板、挤塑板、岩棉板等，有时根据需要也可在墙体中间填充保温材料，例如水泥炉渣填充。复合墙体例如墙中设有空气间层，或承重墙一侧增设加气混凝土砌块层，利用密闭的空气导热系数小的特点提高建筑外墙的保温隔热能力。

　　3） 加强建筑的自然采光及通风以降低能耗

　　建筑物的场地选择及朝向对其能耗的影响不可忽视，例如南北朝向的建筑比东西朝向的耗能要少。而窗与墙的面积比不仅是建筑耗能的重要影响因素，也是建筑日照、采光及自然通风等是否满足室内环境要求的重要因素，一般南向窗墙面积比控制在50% 内，东南向控制在 35% 内，而其他朝向应控制在 30% .夏季应保证采光和通风，冬季应尽量利用太阳辐射提高室内温度。加强建筑的自然通风，充分利用自然界的有利因素。

　　4） 构造设计中可利用自然资源实现建筑节能

　　自然资源如风能、水能、太阳能等取之不尽、用之不竭的可再生能源以及现在倡导的"绿色建筑""生态建筑"等，在建筑构造设计时将其考虑到设计方案中，例如高层建筑可充分利用顶层的风能进行发电，以提供建筑日常的用电需求； 而经过改良设计的玻璃幕墙也可利用其透光敞亮的优点为室内自然采光提供保障，例如上海中心大厦的双层玻璃幕墙，既有良好的保温隔热效果，还能充分满足大厦的采光要求； 建筑屋顶及部分外墙通过植被覆盖既可增加城市绿化面积，又可在夏季降低室温。因此，利用自然资源实现建筑节能是我们应当努力的方向。

　　3 结语

　　随着我国建筑业的飞速发展，与之相适应的建筑节能技术也在不断地完善与优化，新建建筑已不再单纯的只考虑其建筑造型及结构要求，而是更多的从节能方面出发，考虑如何积极响应国家政策实现建筑的节能环保要求。现阶段我国建筑节能技术的应用还具有一定的局限性，技术成熟但缺乏创新，因此，我国建筑节能的道路还很长，需要更多行业人才的共同努力才能把这条路走的更平坦、更宽广。

　　参考文献：
　　[1] 杨西伟，郑瑞澄，郝 斌。 现阶段我国主要建筑节能技术及存在的问题[J]. 建设科技，2007（ 15） :97-99.
　　[2] 杨 环。 建筑节能技术在建筑工程中的推广应用[D]. 成都： 西南交通大学，2010.
　　[3] 郁文红。 建筑节能的理论分析与应用研究[D]. 天津： 天津大学，2004.