公共建筑节能技术发展现状探析
摘要：近年来，建筑行业发展节能减排、绿色环保模式的重要性显著提升。文中介绍了公共建筑节能技术及产品的概述及相关政策，并以国家科技部大楼为案例进行分析，重点说明公共建筑节能技术提升的重要性。
关键词：公共建筑；节能减排；绿色环保
0引言
城镇化进程中需要大量的城镇基础设施和房屋，需要消耗大量钢铁、建材、有色金属等高能耗产品［1］。建筑业是拉动我国GDP的主要动力之一，是钢铁、水泥、玻璃等高能耗产品的主要消费者［2］。2000年我国公共建筑面积约33亿m2，到2018年，公共建筑面积达到了128亿m2，近二十年的时间里，我国的公共面积增长了3倍［3］。随着办公、酒店、商场、医院、学校等各种功能类型的公共建筑的大量建造和投入使用，我国的公共建筑能耗不容忽视。参考《中国建筑能耗研究报告》中的数据分析得到，2018年全国建筑行业在整个过程中的碳排放量达到49.3亿t，占碳排放领域总量的51.3%，2018年，中国民用建筑建造能耗为5.2亿t，达到全国总能耗的11%左右。据悉，城镇建筑、农村建筑、公共建筑分别达到42%、14%和44%［4］。同时，我国大型公共建筑面积（高于2hm2的）达到城镇建筑面积的4%，但是能耗很高，更是高于20%，单位面积耗电量是普通住宅的10~15倍［5］。因此，降低公共建筑能耗是我国建筑业节能的关键。实际上，建筑能耗指的是建筑从无到有建造的过程中所消耗的以及建筑在使用过程中的全生命周期的能耗，将建设过程中所应用的材料消耗，如水泥和钢筋等都计算在建筑能耗之内，所以建筑能耗的总量是包括全生命周期的能耗。根据生命周期理论，建筑能耗可以分为四个阶段，材料生产加工、建筑使用、拆除和建筑废弃物处理四个阶段，其中能耗最大的阶段是在使用过程中所消耗的能耗，然而不同建筑的功能和使用期限存在较大差异。一般来说，建筑物使用阶段的能耗约占全生命周期能耗的70%~80%［6］。因此，调低公共建筑使用过程中的能耗是有必要的。公共建筑节能的目标，可以通过应用建筑节能技术及产品而降低运行能耗的方式来实现。
1建筑节能技术及产品概述
公共建筑节能技术及产品是指公共建筑具有低能耗、低污染、绿色等特点，并且推进生态文明建设，构建人与自然和谐相处模式的新技术及新产品。在环保意识逐步深入人心，绿色低碳可持续发展理念融入各国发展战略的背景下，公共建筑节能技术及产品正在逐渐成为全球范围内下一次工业革命的科技创新型作品。在我国已经建立并完善绿色低碳循环发展经济体系的背景下，公共建筑节能技术及产品也在逐渐成为该领域低碳发展的驱动力，为污染防治打好基础，为实现生态文明时代续航，为高质量发展埋好伏笔。公共建筑节能技术及产品创新的参与主体包括企业、科研机构、金融机构、政府等。企业是公共建筑节能技术及产品创新的主体，是公共建筑节能技术及产品创新的需求方、发起方和实施方。科研机构是公共建筑节能技术及产品创新的重要技术提供方，科研机构与企业的良好互动是公共建筑节能技术及产品创新的重要支撑。政府是公共建筑节能技术及产品创新的激励方和受益方。一方面，政府的激励政策能在很大程度上鼓励公共建筑节能技术企业、科研机构、金融机构参与到公共建筑节能技术及产品创新中来；另一方面，公共建筑节能技术及产品创新，也有利于各级政府建设生态文明可持续发展目标的实现。金融机构通过组织市场化的金融资源，投入公共建筑节能技术及产品创新领域，实现产业、科研、金融和政府的合作共赢。
2建筑节能技术及产品相关政策
自20世纪80年代初至1986年，我国就开始对民用建筑用能情况展开统计调查，开展了建筑节能技术以及标准制定的研究工作。此后，在1987年至1992年的五年时间里，我国政府对新型墙体材料和节能建筑进行了试点示范和推广工作，为之后的建筑节能体制打下了一定的基础。截止到2005年，我国逐渐建立起建筑节能的法治、行政、技术支持体系，发布了涵盖各气候区的住宅和公共建筑节能标准。目前，我国建筑节能工作的重点集中在完善现有法制、行政、技术和管理体系，推动现有建筑节能标准的实施和对既有建筑进行节能改造，推动绿色建筑进一步发展以及能源的再利用等方面。当前阶段，我国的建筑节能政策包括新建建筑的节能标准、既有居住建筑的节能改造标准、大型公共建筑的节能改造与监管、可再生能源在建筑中的应用、绿色建筑的示范与推广、住宅建筑的全装修和装配式施工的推广几大领域。其中，新建建筑节能标准执行和既有建筑节能改造实施是建筑节能政策长期关注的领域，绿色建筑示范推广和可再生能源建筑应用也成为近期政策的重点支持方向。为进一步落实我国碳减排工作，政府出台多个政策并颁布多个文件，以《能源发展战略行动计划（2014-2020）》《十三五节能减排综合工作方案》、《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》等为代表，文件中明确了实现环境清洁、达到低碳目标的方向，展开了创建清洁能源体系、构建绿色建筑工作的部署，同时根据节能减排目标的创立，进一步推动节能减排领域的相关工作。《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》和《十三五能源规划》两个标志性文件明确指出产业结构的实施与能源消费结构的改变，大力推广低能耗建筑、绿色建筑的使用，对公共建筑能耗进行合理范围内的限定，促进资源合理化、可再生能源建筑的大面积应用。
3公共建筑节能技术及产品案例
近些年，我国绿色建筑节能技术发展迅速，出现了一大批典型绿色建筑，以国家科技部办公大楼为例，该典型建筑获得了美国绿色建筑协会的节能设计领先金质奖和建设部的全国绿色建筑创新奖，是一座突出节能特点的绿色智能建筑，具有节约能源、多种节能技术协调补充、自控系统协调优化建筑运行能效以及人与环境和谐统一等众多特点。该大楼的墙体和窗户所采用的材料都具有高效保温隔热的特点。并且在墙体的两层空砖中间夹泡沫聚氨脂保温层，使得整个大楼具有较好的保暖特征。外部的低辐射绝热的镀膜玻璃在寒冷的天气里把室内大部分热量反射回来，进一步保暖；较热的天气里把远红外热辐射反射回去，防止热量进入室内，达到冬暖夏凉的效果。基于示范大楼的节能材科和节能技术的应用，达到极佳的节能效果，就围护结构来讲比普通建筑节能可多50%。所有节能灯均由数控调光器和光传感器控制。当室内桌面照明低于阅读照明时，上面的灯将自动开启并补光，并补上缺失的部分。当室内光线足够时，灯将不会打开。节能灯另一方面还受到红外传感器的加强控制，当红外探头检测到室内没人在时，光线变得很暗，灯也不会打开。采用数控白炽灯泡后，示范平均照明额定输出功率只有4w/m2。自动扶梯采取运行程序的智能服务控制和按乘载量调节的变频系统提供，实现了按搭乘的人数调节功率变化的效果，既减少了空载电流，又避免了“大马拉小车”模式的能源浪费。热回收装置的安装是节能的另一个亮点，当新风系统开启时，废气与新风完成热交换过程，把废气能量传递到新风，热回收率高达78%，大大减少了室内能耗损失。除节能外，以居住环境舒适度标准衡量，节能示范楼在绿色技术和智能化等方面也都满足国际的先进标准。绿色建材广泛应用于节能示范建筑的建设中，内墙建筑涂料采用传统的无污染施工工艺，由白色石灰粉和贝壳粉混合制成，价格低廉，安全无害；建筑使用速生木材，禁止使用含有甲醛的大芯板。节能示范楼室内装修一周后进行室内空气质量检测，办公室中有毒挥发性气体的含量为国家环保标准的1/4~1/11。一楼的大厅采用了最具装饰性的石材和铝材，苯含量仅为环保标准的1/2~1/4。健康的空气质量使用户能够拥有舒适安心的室内环境。室外绿化率达到42%。屋顶上建成一个漂亮且实用的空中花园，占屋顶总面积的70%，能降低室内温度，同时也可缓解制冷压力。此外，整个自动喷灌系统和预防积水的雨水过滤基底导流技术，可实现雨水全回收处理，满足空中花园及四周绿地需水时的灌溉用水。科技部师范大楼的多处细节设计和其他技术应用，都体现出了人与环境的自然和谐统一的管理理念。地面首层的架空风格设计，有效降低了对周边自然表土的破坏性影响；建筑废弃物的回用率可达到75％；楼体周围环形连接通道上铺装了透水率高达120mm/h的透水砖路面，与绿地相组合控制了四周热岛效应；采用太阳能光伏发电上网和热水系统，再生能源的应用所占比例为全运行能源的9％。
4结语
综上所述，随着当今社会经济的飞速发展和各国对于能源环境的重视，全世界都在极力倡导节能减排和生态文明建设，而且根据目前状态可以推测得到，这种趋势将会越来越明显，所以相关的节能技术和产品的研究和实践会更加深入，并且愈发成熟，具有广阔的发展前景。
参考文献
［1］石庚辰，赵悦辰，崔延伦，等.智能建筑与绿色建筑的灵活整合研究［J］.江西建材，2021（6）：277，279.
［2］崔佳亮.基于超低能耗的寒冷地区建筑本体节能设计［J］.科学技术创新，2021（30）：137-139.
［3］王全国.建筑节能技术探讨［J］.居舍，2021（27）：73-74，76.
［4］李仁杰.浅谈智能建筑新技术和建筑节能［J］.四川建材，2021，47（9）：6-7.
［5］胡小娟，王彩云.低碳经济背景下绿色建筑节能的发展方向及技术措施［J］.工业安全与环保，2021，47（S1）：101-103.
［6］徐雪锋.建筑节能技术发展方向及节能措施探讨［J］.低碳世界，2021，11（9）：108-109.
赵昱龙 庞博 吉林省春城热力股份有限公司 沈阳理工大学
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