绿色建筑的节能减排效应_宋健.pdf

第 12 卷 第 3 期2023 年 3 月Vol.12 No.3Mar.2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology绿色建筑的节能减排效应宋健（日照职业技术学院，山东 日照 276800）进入21世纪以来，人类的生存空间时常受到雾霾、沙尘、风暴等恶劣天气的影响，空气和水质量每况愈下，煤炭、石油等自然资源不断减少。以上生态环境问题反映出过去以牺牲环境为代价的经济发展模式是不合理的，自此，中国提出可持续发展理念，呼吁人们正确认识生态建设的价值。绿色建筑从建筑材料、房屋设计、生产施工等方面入手，严格践行绿色生态环保理念，不仅能为人们提供安全舒适的生活空间，而且能在节能减排方面发挥重要作用，成为缓解生态危机的重要媒介。1 建设节能减排绿色建筑的意义绿色建筑是生态社会发展的必然选择。相比传统建筑，绿色建筑的节能减排效应对于实现可持续发展战略十分重要，具体表现为以下三个方面：绿色建筑选择节能减排建材，降低了建筑成本，从源头上杜绝了能源浪费；节能减排技术的推广使用使得建筑能源效益最大化，加之智能化技术的协助，电器更加高效环保；绿色建筑使用的材料和工艺几乎不会产生有害气体，减少了对生态环境和人体健康的威胁。2 绿色建筑中的节能减排设计2.1绿色建筑节能材料设计建筑原材料的选择决定了建筑物的生态性能。随着绿色建筑的兴起，建材供应商为满足节能减排的绿色建筑需求，不断加大对环保节能材料的研发投入，使其具备低能耗、低污染、可循环的特点。建筑材料要实现节能减排效果，需要通过以下方式实现。其一，不断优化建筑材料生产工艺，减少生产环节的能量消耗。其二，统筹规划建筑材料使用，强化绿色建材的采购和管理，尽量减少建筑材料的浪费，并加强建筑垃圾治理和再利用，降低原材料的采购成本。此外，绿色建筑施工和装修要尽量做到一步到位，避免返工造成的材料损耗和环境污染。（1）低能耗建筑材料建筑物的能耗主要源自热量传递，选择合适的保温隔热材料可以减少绿色建筑的能量消耗。当前，绿色建筑节能材料主要有玻璃棉、岩棉、加气混凝土等新型低能耗建材，此类低能耗建材不仅能有效阻隔太阳辐射热，降低室内空调的使用率，而且能够降低室内热量的损耗。此外，应用于大型建筑幕墙及民用住宅塑钢窗的中空镀膜玻璃材质能有效阻隔室内外热量交换。（2）环保型建筑材料环保建材是在生产和加工过程中最大限度降低污染和能耗的建筑材料。生态文明建设的推动下，环保建材的需求量与日俱增。例如，具有良好延展性能的聚乙烯管材能有效解决传统金属管易腐蚀、需定期更换的弊端；环保乳胶漆具有吸湿除臭、抑制霉菌的作用，不会对人体和环境造成损害，可实现低污染低排放；由工业废渣、聚苯乙烯、环保水泥及硅酸钙板制成的回收板材不仅具备零排放、质地轻盈的特点，而且材料可重复利用，不会造成资源浪费。2.2绿色建筑节能减排设计绿色建筑除选用节能环保材料外，在建筑结构设计和施工中也要落实环保理念，对施工现场及周边环境的影响降至最低，维护人与自然的和谐关系。当前，绿色建筑节能减排设计主要是在保障建筑正常运作的基础上，通过能源利用路径优化缩减不必要的能源浪费，以达到绿色建筑的实施标准。（1）围护结构设计建筑围护结构由墙体、门窗、屋顶、地面构成，合理的围护结构不仅能保障室内外太阳光线和空气的正常流通，而且能起到被动调节温度的作用。建筑室内温度调节通过主动与被动两种方式实现，其中主动式是借助空调等设备调节室内温度，资讯聚焦第 3 期宋 健：绿色建筑的节能减排效应分析主要消耗电能，节能环保效应不足；而被动式是依赖合理的结构设计，将室内温度保持在舒适的范围内，从而减少空调的使用频率，实现节能减排的效果。随着季节的变化，室内温度呈现动态变化趋势，因此围护结构的调节随之变化。常用围护结构主要包括整体围护结构和局部围护结构两种。整体围护结构主要通过以下方式，改善室内通风采光，实现节能减排效果。地道通风是借助地层温度冬暖夏凉的特点，利用虹吸效应驱动热量交换。太阳烟囱借助太阳能驱动室内虹吸效应，达到加快空气流通和降温的效果。收益太阳热包括直接收益和间接收益两种。直接收益是直接吸收围护机构上的太阳能，用于室内温度调节。而间接收益是借助特隆布墙或夹层蓄积太阳能，并通过储存、分配等一系列操作，间接实现空气调节作用。阳光间借助围护结构自动调节太阳能吸收量，以达到冬暖夏凉的效果。而局部围护结构是通过局部改善能源消耗。节能窗能有效降低制冷或供暖能耗。研究发现，夏季使用Low-E中空玻璃窗能耗降低21.9%，使用热反射玻璃窗能耗降低12.9%。双层玻璃幕墙是由双层玻璃及内部空气层构成的结构，显著降低热辐射。对于夏热冬暖地区，良好的室外遮阳装置或措施能降低室内空调负荷。相变蓄热结构利用太阳能实现动态能量流动，根据室内温度变化交替进行蓄热放热活动，主动降低非再生能源消耗。（2）暖通空调设计在建筑设计中，人们为获得舒适的体验感，通常会安装制冷和供热装置，而这些温控设备的不合理使用会造成大量的能源浪费。绿色建筑通过合理的暖通空调布局，提高能源的利用效率，降低非必要的能量消耗。暖通空调设计是一项涉及多个环节的综合工程，通过以下方式降低设备运营的能耗及污染问题，更好地落实绿色发展理念。地源热泵设计依靠地下水、地表水及岩土体等热源，实现室内温度的调节，在制冷及供热上都有较大的优势。同时，考虑到对周边土壤环境的影响，采用竖直埋设方法处置换热器，使其保持在最佳状态。另外，冷却塔和供热设备等辅助手段能将地源热泵维持在较低能耗状态。在建筑外围安装能量采集装置，将其与暖通空调相连，借助太阳能、风能等自然资源，实现温度调节功能。自然资源的使用减少了传统设备的能量消耗，能够起到良好的节能减排效果。安装热收集装置，将暖通空调运行中产生的热量进行回收再利用，以提高能源利用效率。通过对暖通空调冷热输送模式的优化，不仅能降低空调使用造成的辐射热，而且能将空气湿度维持在合理区间，缓解空调使用带来的不适感。（3）给排水节能减排设计城市建筑以高层住宅居多，供水管网虽设置屋顶水箱、水池及泵组设备，仍需达到足够的水压才能满足居民用水需求，而加压供水的设计造成泵组设备长时间处于高功率运作状态，产生较多的电力消耗。绿色建筑设计者在设计供水管道时，选择变频水泵设备，借助管道水压及水泵压力实现供水。与传统供水方式相比，无负压变频水泵每年每户可节省约16.7 kWh的电能。此外，城市住宅热水需求量高，传统热水供应由加热设备完成，此设备功率普遍较大，容易产生过高的能量消耗。绿色建筑可借助太阳能集热板，将太阳能热水器与热水管道相连，除光照不足的冬季外，其他季节均可满足居民热水需求。其中，太阳能集热板中的真空玻璃含有吸热涂层，能将太阳辐射热传导至管壁水，水受热后向上流入水箱，水箱中凉水被挤压出来，从而不断进行加热循环。2.3绿色建筑附属节能减排设计附属设计是在绿色建筑周围进行辅助设计，以提升建筑的节能减排效果。例如，对于日照过多的建筑，设计者可提高周边绿化面积，形成天然的热量屏障；在建筑顶部或外围安装太阳能收集装饰，将其作为建筑能耗的补充资源，以提高可再生资源的利用率。3 结 语随着国家对生态文明建设的重视，政府部门相继出台了相关法律法规，推动经济社会转型发展。大众的环保意识得到提升，对生活环境的需求发生改变，绿色建筑受到人们的喜爱。为更好地适应绿色发展要求，建筑行业制定了具体的实施标准。但节能减排绿色建筑工程并非一朝一夕就能完成，需要社会各界共同努力，从点滴细节处入手做到物尽其用，同时积极开发新能源和环保建材，不断提升绿色建筑的生态效益。1001