建筑节能大有潜力可挖

世界各国对建筑节能都非常重视,把改善建筑物的保温隔热物作为控制和降低能耗的基本有效措施,并制定了建筑节能法。

实践证明,建筑物通过外墙损失的热量占建筑物总能耗的 35%~49%。对于采暖建筑而言,关键是室内热量储存的时间应长。因此,许多国家除了发展低能耗墙体材料以降低能耗外,都非常重视外墙的保温隔热性能,以降低采暖的能耗。国内外经验证明,提高建筑围护结构的保温性能,是减少建筑物热损失的最经济有效的方法。

在建筑节能领域已经出现了许多新技术和新产品。例如,“涂上复合涂料的窗户”,冬天可把热引进来,夏天又使阳光射不进来;“相变材料”, 可贮存和放出大量热能,白天蓄能晚上放能,使室温稳定;“可变换窗户”, 按能量需要,用电子方法使窗户变暗或变亮;“塑料管和全息照相涂料”, 把阳光引至大楼深处,减少人工照明;“超绝热房屋”,用身体、灯泡和器具的温热来加热房子等。

一些国家根据各自的需要,在建筑节能方面进行了探索,并建造了几座新型的节能建筑,现介绍如下:

节能大厦

美国将投资 700 万美元,采用先进技术在佛罗里达州建造一座面积 2 万平方米、耗能很少的节能大厦。

节省能源首先从光线着手,整座大楼的设计都是以取得最多的自然光为目标,采用超级窗户,窗户的玻璃既可让光线几乎完全透过,又能产生隔热作用,使电灯和空调的耗电量大减。

新大楼装有感应器的光管,电灯能按室内光量度变化而自行调节光线强度,而且当房间内无人时,感应器会自动切断电源关灯,到有人再进房时再自动亮灯。

其他新式设备还有高度绝缘的墙壁和天花板,反射热量的屋顶和外墙, 以及高效能的空调系统等。

能量管理住宅

日本九州电力公司电力综合研究所建造了一栋所谓能量管理住宅。该住宅结构为八角形,表面积比传统结构的住宅减少约 10%,在屋顶内、地板下均装有冷暖气循环系统,所采用的绝热、保温材料厚度比现有住宅增加一倍。此外,在屋顶上安装整体屋面型太阳能发电板。整个住宅的耗能比传统住宅约减少 40%。

生态能源住宅

我国浙江永康唐光镇金畈村,有一幢用玻璃马赛克装饰一新的三层平顶楼房,这是我国第一幢生态能源住宅楼。它占地 111.9 平方米,三层砖混凝土结构。住宅地下建有沼气池、过滤井、净水井;底层设禽畜圈、水泵房及工副业生产用房;二层建有厨房、卧房、客厅和卫生间;三层为学习、娱乐和科研用房;屋顶按防渗漏标准要求施工后,上面培土 20 厘米,建成屋顶高质量菜园。屋顶种菜养花,肥水怎么解决呢?原来,在屋顶建有一沼肥贮存池,池里黑乎乎的液体就是肥料,它是用小水泵从地下沼气池中抽上来的沼液,是一种优质的有机肥,一扭开关就自动上来了。如遇天旱,打开另一个阀门,可以人工降雨浇灌、滴灌或自流。这幢生态能源住宅楼,以沼气为纽

带,5 根大小不等的室内管道搞循环,厨房废水、下脚料作饲料,人畜粪便自动流入沼气池。厌氧发酵产的沼气,用来点灯、烧饭。沼气渣做肥料,生活污水打上去沉淀后浇菜。

到盥洗室打开水龙头,热水即流出,原来是屋顶安装了圆钢瓶般的太阳能热水器,供应家庭热水。只要天晴,寒冬腊月照常可舒舒服服地洗上热水澡。

这种由人、生物与居住环境空间构成良性循环的农村住宅,具有良好的社会、经济、生态、能源效益。

建筑中,窗户关系到房屋的采光、保暖,与节能有密切关系,所以一些国家的各种节能窗相继问世。

节能玻璃窗

美国加利福尼亚州圣地亚哥的九层楼公共住宅,由于采用了大型玻璃窗,不仅海洋和街道的景致显得更优美了,更由于改进了窗户玻璃的安装角度,在节省能源方面显示了良好效果。这种玻璃窗的下部是垂直的,可开可关,其上方向外倾斜,顶部角度为 45°,并且一直伸至天花板附近。倾斜 45

°部分的玻璃为双层玻璃,并使用着色玻璃。在玻璃窗垂直部分的下方,有一混凝土的层檐,其厚度为 1 米,伸出长 2 米,起到支持下一层楼的倾斜 45

°窗的上部和屋檐的作用。

省能的效果表现在:寒冷时,从较低角度射入的太阳能,几乎全部透过玻璃进入室内;中等气温时,太阳热量从倾斜的玻璃表面部分反射至下方, 被下部的混凝土屋檐吸收,夜间可释放进室内;夏天高照的太阳光被屋檐遮住,不能进入室内,而西照的阳光又被倾斜的窗户反射到下方,故热量向室内的侵入较少。

此外,这个建筑物又由于积极地采用了利用太阳热的冷暖气设备,估计所耗能量约为同类建筑物的 70%。

玻璃窗装上太阳能电池板

瑞士联邦工学院研制成功一种新型透明太阳能电池板,它装在窗户上可使太阳光能变成电能,这种太阳能电池板成

真空管热水系统本只为现行的硅基太阳能电池的 1/5~1/10,但效率却完全一样。该成果已获专利。这种电池板夹层的配置(上层为碘基电解质溶液,中间为染料层,下层为二氧化钛半导体薄膜)原理与植物通过光合作用从光中获取能量制造其养料的原理相似。

该太阳能电池板的优点是,除了构成夹层“面包”的专用传导玻璃(涂在玻璃内面上还有氧化锡导电薄膜)外,该板完全是用普通材料制作的。此外,这种太阳能电池板易于安装,用约 2 个小时即可。

太阳能中温集热器

据称,该太阳能电池板能将照射在其上面的阳光的 7.1%~7.9%能量转换为有用的电能,每平方米的这种电池板产生约 150 瓦的电能。据介绍,一

般硅电池板的每瓦成本在 400 美元左右,而瑞士的这种太阳能电池板的每瓦成本只为 40~80 美元。

英国研制成功一种新颖的玻璃窗式太阳板。不用玻璃,而用一块新型的透明太阳板,把它安装在建筑物的窗户上,就可使建筑物的热效率更高。这

种太阳板比目前的硅太阳电池,要便宜 80%~90%,而光变电的效率是相同的。这种多层排列的太阳板,也是模拟植物的办法,即通过光合作用把阳光当作养料。

高级节能塑钢窗

这是一种用导热系数较低的改性 PVC 材料、腹腔内铆嵌槽钢组合而成的单扇双玻璃保温型钢窗。它有密封性和隔音性好、刚性强、防腐蚀、易清洗、保温节能、启闭灵活等特点,可在-40℃~70℃条件下使用不变形。这种门窗在西欧、美国、澳大利亚、日本等国家使用呈上升趋势,目前已达 20%。

目前,我国沈阳市辽青塑钢制品厂已投入生产,质量达国内同类产品先进水平。