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不合理的建筑节能技术会加剧能源危机

发表于2005-07-27    1015人浏览    5人跟帖    复制链接  只看楼主

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一两阳光

随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,使得建筑成为我国当前的能耗大户,建筑能耗在我国能源总消费量中所占比例逐年上升,已经从20世纪70年代末的10%上升到如今的27.6%,而采暖、空调、通风的能源消耗又占其中的60%左右。我国建筑采暖、空调、通风主要利用的是不可再生的能源,如煤、天然气、电力等,低品位的一次性能源应用很不普遍,因此石油、电力、天然气等能源十分短缺。
 然而,我国现有的节能水平还很低,虽然国家从1997年就开始强制实施建筑节能50%的标准,到目前已有170多个城市强制实施了节能50%的标准,而北京、天津已经开始强制实施节能65%的标准,但节能步伐还是比较缓慢,到2020年将会有大量的高能耗的既有建筑存在,这样的建筑持续消耗大量能源,对工业用能将造成严重威胁,即使要对这样的既有建筑进行节能改造,不仅难度大而且成本也要远高于新建建筑。
因此,只有加快对低能耗建筑技术的研发,充分利用可再生能源如太阳能等低品位能源,才能有效地降低建筑大量消耗能源的问题,从而实现我国节能、节地、节材、节水的目标。
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错误的建筑节能技术路线导致垃圾建筑和建筑垃圾
 目前国内建筑节能市场存在的现实是,一些节能建筑并不能达到为子孙造福目的,原本立足于节能的建筑往往成了垃圾建筑,同时在建设过程中也产生大量的建筑垃圾。所谓垃圾建筑,就是指保温层的构造位置不合理,从而影响了建筑的安定性,使得建筑物的寿命缩短;而建筑垃圾是指保温层材料耐候能力不够,保温层的寿命短。
我国《民用建筑设计通则》JGJ37-1987规定,重要建筑和高层建筑主体结构确定的耐久年限为100年,一般性建筑为50~100年。国家颁布的《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)也规定,纪念性建筑和特别重要的建筑结构设计使用年限为50年。但实际上,我国城市住宅寿命低于50年的情况相当普遍。相当大的一部分楼房结构寿命缩短是因为保温层结构不合理,造成墙体开裂。
2000年~2015年是我国建筑发展鼎盛时期的中后期。据统计数字表明,我国2000年以后新建建筑面积为上世纪80年代2倍,到2020年新增建筑面积会将达到200亿平方米。一般外保温做法将延长20年的建筑寿命,内保温做法将减少20年建筑寿命,内外混合保温将减少30年建筑寿命,如果新增建筑中有50%未采用合理的外保温形式,那么四五十年之后,将会有上百亿平方米的垃圾建筑产生。相反,外保温做法是有利于建筑结构的稳定性,能够保护建筑结构主体。
近些年我国的外墙保温做法有多种。为了降低造价,一些建筑师选择了内保温、夹芯保温、自保温等。以上这些做法将建筑物的围护结构分别形成两个不同的温度环境,引发了不同温度环境的不同形变,形成了建筑结构的不安定状态,造成了建筑结构的裂缝发生。
目前国内应用于建筑保温的高效保温材料,其导热系数均在0.06W/(m・K)以下。这些高效保温材料有很强的热阻断能力,两侧建筑构造的不同部位有很大的温度差。以内保温形式为例,保温层内侧的墙体、楼板因受室内温度环境影响,其年温差变化不大,一般在10℃以内;保温层外侧的外墙受室外环境温度影响,其年温差变化较大,一般在50~80℃左右。重质墙体材料在温度变化10℃时约发生万分之一的形变,50米高的内保温建筑受年温差形变影响内墙与外墙会发生25~40mm的形变差。这种建筑结构不同部位发生不同形变的结果最终会使墙体多处发生裂缝,破坏建筑物主体结构。这种使建筑物永久不安定的状态并反复引发的众多现象,我们称之为“内保温技术综合症”。

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相反,采用外墙外保温的构造形式是合理的,它使建筑物避免了室外环境温度对建筑结构的形变影响,使建筑物的结构相对安定了,维护主体结构,延长建筑物的寿命。在进行保温层的结构和材料设计时,如果不遵循“逐层渐变,柔性释放应力”的原则,将会导致保温层耐候能力不够,寿命短。这样不仅浪费了资源,也会在建筑物几十年的使用过程中和维修过程中产生大量的建筑垃圾。
不同材料的升降温速度,导致不同的热胀冷缩的形变速度。相邻材料的变形速度差,会导致两种材料的界面处产生热应力。如框架结构与轻质填充墙,钢筋混凝土的导热系数为1.74W/(m・K),加气混凝土砌块的导热系数约为0.2W/(m・K),两者相差约为8倍,水泥砂浆的导热系数为0.93W/(m・K),其与加气混凝土砌块相差为4~5倍,因此会引起不同的形变速度,这种不同形变速度的两类材料的界面处会因温差的变化产生裂缝、空鼓现象,特别是经过一到两个年温差的形变破坏后钢筋混凝土框架与轻质填充墙之间、加气混凝土砌块与水泥砂浆抹面层之间会产生严重的裂缝,同样会影响建筑物保温层的寿命,从而产生大量建筑垃圾。
另外,一些不成熟的建筑节能技术匆忙上市也会形成大量垃圾建筑或建筑垃圾,如前几年在市场上大力炒作有机硅保温技术就形成了大量垃圾建筑或建筑垃圾,而采用不成熟的水泥砂浆对保温层进行抹面也同样会产生大量垃圾建筑和建筑垃圾。

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高舒适度的舆论导向加剧能源和物资的消耗
目前舆论大量宣传的高舒适度和恒温恒湿的室内环境会消耗大量能源和物资,需要通过消耗大量能源的机械设备来达到,因而会加剧物资和能源的消耗,造成能源紧张,其直接后果就是拉闸限电及煤和石油等的紧张,而加快煤的开采又会带来许多安全隐患,违规开采和过度开采造成的严重安全事故时有发生。因此,在现有的国情条件下,片面地追求高舒适度和恒温恒湿的室内环境是脱离了全能源和物资供应能力严重不足的现实的,是一处不合理的能源消费,必须提倡建设低能耗建筑来满足人们对舒适度的追求。合理的舒适度要求集生态化、人性化、科技化于一体,不仅要能耗低、舒适度宜人,而且要符合国情。
因此,建设适合我国国情的、具有自主知识产权的低能耗建筑技术体系是解决居住舒适度的有效方法,而片面地引进国外技术和产品会将中国变成国外技术和产品的倾销市场。
低能耗建筑是一种类似于窑洞的建筑,其冬暖夏凉、能耗低、舒适、适宜居住。低能耗建筑的设计原则为:(1)建筑物采暖和致冷上尽量不使用一次性能源;(2)依据建筑能耗的分配比例,在技术上抓主要矛盾,以外墙、外窗、屋面为重点;(3)充分考虑我国的经济条件、气候条件、生活方式和习惯等方面的因素,利用现有的建设材料和资源、建设资金等;(4)低造价、高效率,使低能耗建筑技术具有在社会中普及应用的价值。
低能耗技术主要包括以下六种:(1)围护结构的节能技术。外墙保温隔热技术是低能耗建筑中的主体技术,以聚氨酯外墙外保温技术、挤塑聚苯板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热技术、膨胀聚苯板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热技术为主。应用自身具有调温性能的相变储能蓄热材料对室温进行调节。(2)外窗子系统。具有高效保温和吸收太阳能的性能。以双层、三层、中空、充气、低辐射玻璃为主,窗框具有良好气密性、水密性、保温隔热性、抗风压性能,配合以优质的外遮阳系统。(3)屋面保温子系统。保温隔热防水一体化设计,以聚氨酯、挤塑聚苯板、膨胀聚苯板为主要保温隔热材料。采用植被屋面降低夏季高温下对室内的影响,同时净化环境。(4)低能耗采暖致冷子系统。天棚或地面式采暖和制冷系统,冬季以28℃的温水向室内送暖,或采用太阳能地板采暖,将太阳能集热技术应用于采暖系统;夏季则以19℃的凉水进行低温辐射水蒸发致冷,冷热辐射温度接近或等于室内的舒适温度上下限。(5)健康新风子系统。采用低交换率、小温差的地面送风式空调技术和设备代替大功率,大温差的上给上排式空调设备。采用热量回收系统,通过通风管将各房间空气收集起来,与新风交换显热,预热新鲜空气后的污浊空气由设在屋顶部的风机抽出排放,实现健康的通风换气。(6)遮阳系统。密闭、通风、隔热、防盗的遮阳系统,冬天能够补充窗户的保温作用。达到目标:遮阳和窗户的传热系数≤1.0W/(m2・K),围护结构(墙体和屋面)传热系数≤0.2W/(m2・K)。

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发展不和能源争资源的建筑节能产品和技术
现在建筑保温隔热所采用的保温材料主要是聚苯板和聚氨酯,而每生产1吨聚苯板,则需要消耗约2吨的原油,而每生产1吨合成聚氨酯的主要原料异氰酸酯,所消耗的石油化工原料约为2吨多。现在每年有20亿平方米的新建建筑,既有建筑面积为420亿平方米,如果这些建筑均采用聚苯板进行保温,按8cm厚的聚苯板计算,新建建筑进行保温时每年将消耗400万吨的原油,既有建筑节能改造将消耗8400万吨原油。若采用聚氨酯作为保温材料,所消耗的原油量也与此相近。中国2005年的原油产量预计为1.83亿吨,而建筑节能将消耗掉近一半的原油,所以如今建造和使用建筑,直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的46.7%。
因此,我们很有必要加大可再生能源的利用和研究,减少一次能源在建筑中的应用,调整建筑能耗的消费结构,支撑经济发展对能源的需求。
大力发展可再生能源,发展资源综合利用的建筑节能技术,将减少对石油等化石资源的消耗。而其主要方案是要实现建筑节能产品多样化,以减少建筑节能中对聚苯板和聚氨酯的过度依赖。而加大无机保温材料在建筑节能中的研究和应用是目前最可行的方案。采暖、致冷、通风所需要的能源,也要采用可再生的能源如大阳能、风能、水能、地热能等。
针对节能问题,最近一段时间以来,包括中央高层领导在内的各级政府部门均对开展节能工作做出了步署,要缓解我国能源资源与经济社会发展的矛盾,必须立足国内,显著提高能源资源利用效率。一要坚决实行开发和节约并举、把节约放在首位的方针。鼓励开发和应用节能降耗的新技术,对高能耗、高物耗设备和产品实行强制淘汰制度。二要抓紧制定专项规划,明确各行业节能降耗的标准、目标和政策措施。抓好重点行业的节能节水节材工作。鼓励发展节能环保型汽车、节能省地型住宅和公共建筑。三要大力发展循环经济。从资源开采、生产消耗、废弃物利用和社会消费等环节,加快推进资源综合利用和循环利用。积极开发新能源和可再生能源。四要加强矿产资源开发管理。整顿和规范矿产资源开发秩序。完善资源开发利用补偿机制和生态环境恢复补偿机制。五要大力倡导节约能源资源的生产方式和消费方式,在全社会形成节约意识和风气,加快建设节约型社会。
因此,要解决不合理的建筑节能技术所引起的能源危机,我们有必要加强对建筑节能技术基础理论的研究,以便采用正确的建筑节能技术路线支持的产品与技术体系,从而减少垃圾建筑和建筑垃圾的产生,减少能源的消耗与浪费。同时要在合理的经济造价与节能指标结合的基础上,大力发展低能耗建筑,给人们提供既舒适又节能的建筑。另外还要发展资源再生、综合利用的建筑节能产品,大力发展循环经济。

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迷糊了,现在推广的聚苯板外墙外保温技术,成了耗能建材。中国的建筑节能怎么走,不知道了,难道说只有“聚苯颗粒”才能救中国,太夸张了。“聚苯颗粒”在建筑立面确实难用,无法作为主流推广,建设部已有明文。***比赵本山能忽悠。既然作了聚苯板和挤塑板为什么还要用“聚苯颗粒”,实在不懂,请教高手!

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