淺談建筑節(jié)能技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

徐志建

（天津城建大學建筑設計研究院有限公司，天津 300384）

在我國，建筑能耗已經(jīng)與工業(yè)能耗、交通能耗并稱為三大能耗大戶，因此必須通過高效節(jié)能技術的應用來改善當下階段建筑行業(yè)消耗巨大的弊端，接下來進行具體闡述。

1 建筑能耗及建筑節(jié)能技術概述

1.1 建筑能耗損失途徑

常見的建筑使用能耗主要包括采暖、空調(diào)、照明、熱水供應、家用電器等方面，其中采暖和空調(diào)部分就能夠占到建筑總能耗的50%~60%，照明消耗占20%左右，電梯運行所需能量消耗占10%左右。根據(jù)對大量建筑物內(nèi)能量消耗調(diào)查可以得知，現(xiàn)階段我國的整體建筑能耗存在科技含量低、管理效率弱等缺陷，經(jīng)過總結我們可以將主要的建筑能耗途徑歸結為以下幾個方面。

建筑內(nèi)部存在設計不合理現(xiàn)象，就使得各類電氣設備的選型過大，因此在具體的使用過程中能耗就難以得到有效的控制。其次有關能源的維護管理效率低下，機器容易產(chǎn)生浪費現(xiàn)象。不論是對設備的定期維護還是節(jié)能減排意識的宣傳，都缺乏合理有效的方式和手段。

設備老化現(xiàn)象沒有得到應有的重視，使得機器在應用過程中出現(xiàn)能耗增加的弊端。而設備維修技術的落后，也給新興技術在基層地區(qū)建筑領域內(nèi)的推廣帶來了巨大困難。最后有關部門和企業(yè)對各類自然資源的重視程度遠遠未達到應有水平，空氣能、地熱能、太陽能等資源的缺失使得建筑物內(nèi)部的能量來源缺乏有效途徑。

1.2 建筑節(jié)能相關概念

一般情況下，建筑節(jié)能指的是通過在建筑中利用有限資源和能源代價取得先進的社會效益的手段，它旨在提升整體建筑的能量利用效率。具體到環(huán)節(jié)上來說，建筑節(jié)能要通過對建筑物的整體規(guī)劃和設計，在建筑物改建、擴建、改造、使用過程中通過各類節(jié)能技術的應用、嚴格執(zhí)行國家的節(jié)能標準，進而實現(xiàn)建筑物內(nèi)供熱制冷、保溫隔熱性能的提升。此外還要通過對可再生能源的應用，來減少相對能耗。建筑節(jié)能在總體目標上，一部分是要強化建筑分類的系統(tǒng)管理，另一部分就是應用新能源減少傳統(tǒng)供熱制冷照明的能耗。

通過分析我國建筑能耗的具體情況可以得知，不僅要將建筑節(jié)能技術應用到今后的新的建筑過程中，而且還要通過投資小見效快的技術手段對現(xiàn)有的建筑進行能耗改造，這是改善我國建筑能耗現(xiàn)狀的重要手段。一般情況下來說可以通過兩種方式來進行建筑節(jié)能，一種是通過開發(fā)可再生能源或相關建材來降低整體的建筑能耗；另一種方法就是提高能量消耗的效率、降低傳統(tǒng)能源使用量。

在當下階段的建筑節(jié)能技術已經(jīng)取得了較大的進步，不論是通過管理手段創(chuàng)新來提高節(jié)能效果還是更換建筑材料、提升智能控制水平等方式，都可以有效降低建筑的整體能耗。而在帶來的經(jīng)濟效果方面來看，創(chuàng)新管理節(jié)能方式、提升能耗監(jiān)督管理水平是見效最快且收益較為可觀的方法。

2 有關建筑節(jié)能的主要技術探究

2.1 建立完善的建筑能源管理和利用系統(tǒng)

一般情況下該系統(tǒng)主要針對的問題是當下階段空調(diào)、照明、電梯等的常規(guī)控制方式，不能按照負荷和需求等變化而進行調(diào)節(jié)的矛盾，這不僅造成了極大的能源浪費，而且還不利于系統(tǒng)管理方法的有效更新。因此建筑能源管理和綜合利用系統(tǒng)就通過建立一套科學的管理體系的方式，將動態(tài)跟蹤、智能管理的方式應用到建筑能耗管理的全過程。該系統(tǒng)實現(xiàn)了根據(jù)不同的功能分區(qū)來對建筑內(nèi)部進行能源調(diào)配的目標，通過建立相應需求模型的方式有效預測能源需求趨勢。

在具體操作方面，這一系統(tǒng)通過安裝監(jiān)測裝置來進行能量傳輸監(jiān)控，進而達到采集用能信息的目的。再通過各類通信手段將信息傳輸?shù)焦芾砥脚_終端，供相關人員進行參考。而管理人員通過系統(tǒng)分析以及與同類型建筑物進行能耗對比之后，還要進行相應的現(xiàn)場巡防工作，二者結合產(chǎn)生有效的巡查結果和系統(tǒng)節(jié)能減排方案，進而為用戶提供相應的信息查詢輔助功能、能耗預警等功能。在這一過程中就極大程度上改善了以往的能源粗放式管理理念，為節(jié)能減排提供了可能性的同時還實現(xiàn)了高效的能源平臺化應用，為實現(xiàn)深入高效的節(jié)能潛力挖掘奠定了基礎。

2.2 空調(diào)節(jié)能

作為建筑物內(nèi)部耗電大頭，有關中央空調(diào)的改造理應進行。一般情況下來說，中央空調(diào)在設計施工過程中都會按照最大負荷，并且會預留10%~20%的余量。而在具體的使用過程中，中央空調(diào)絕大時間內(nèi)都不會保持全負荷應用，因此這部分余量就是作為節(jié)能減排的重點。而在中央空調(diào)內(nèi)部的制冷元件上來說，冷凍水泵和冷卻水泵都不能隨著具體需求和負荷的變化來進行運行速度調(diào)整，這就造成了較大的截流損失，大量電流的浪費和裝空調(diào)最末端效果的不理想，對中央空調(diào)的改良顯得迫在眉睫。

對中央空調(diào)能耗條件進行改善的方案主要是通過智能變頻進行控制和冷卻塔供冷控制等，其中智能變頻節(jié)能控制指的是通過對中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)以及塔風機等部分進行邏輯、物理和功能上的連接，進而實現(xiàn)信息綜合過程和資源共享過程。通過對各部分的反應信號、監(jiān)測數(shù)據(jù)進行集中反饋，可以實現(xiàn)由計算機系統(tǒng)對冷凍水流量、溫度進行合理控制的效果，使得制冷或取暖效果能夠達到最佳水平，這就可以實現(xiàn)裝空調(diào)供給能量的平衡。

2.3 照明節(jié)能

一般情況下來說照明節(jié)能指的是綠色照明，主要是通過對高效、節(jié)能、環(huán)保、安全和舒適等因素的追求，最終目的是通過較少的能源消耗來滿足足夠的照明需求。在這一過程中可以最大程度上降低有關污染物的排放，將為實現(xiàn)真正意義上的環(huán)保節(jié)能奠定基礎。安全和舒適目標指的是防止紫外線污染，盡可能的實現(xiàn)光照柔和清晰。隨著各類照明型技術和產(chǎn)品的出現(xiàn)，綠色照明的主要技術逐漸體現(xiàn)在以下幾個方面。

首先，是智能照明控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中主要通過安裝感應和控制裝置來對燈光亮度和時間進行調(diào)節(jié)，定時開關的時序控制器、可以自動感應燈光強度的晝光感知器、通過檢測人體溫度進行開關控制的熱感控制器以及結合中央監(jiān)控系統(tǒng)而進行的群控式照明開關裝置都體現(xiàn)了智能控制照明系統(tǒng)的應用。

其次，照明節(jié)電器的應用可以實現(xiàn)節(jié)電和保證燈光壽命的雙重效果，主要原理是通過輸入電壓的優(yōu)化、并通過AC-AC技術將照明負載的電壓設置為最適合燈具的數(shù)值。通過以上操作可以綜合保證照明相關標準的三重目的，為實現(xiàn)節(jié)能、高效、耐用的照明系統(tǒng)提供基礎保障。

最后，是盡量采用高效光源，利用LED燈、熒光燈或無極燈等裝置來優(yōu)化照明質量和節(jié)能效果，通過高效的資源轉化效果來實現(xiàn)建筑內(nèi)節(jié)能減排的整體目標。

2.4 太陽能等清潔能源的應用

有關這類清潔能源的應用主要體現(xiàn)在光伏建筑中，根據(jù)建筑具體形式的不同可以分為兩大類。首先是通過光伏方陣與建筑的結合，在這種情況下建筑物是方陣的載體，建筑主要起到的作用是支撐作用，而光伏方陣則依附在建筑物上實現(xiàn)能耗的降低。其次是光伏方陣與建筑物的集成，在這一條件下光伏方陣是作為建筑一部分出現(xiàn)，二者形成統(tǒng)一整體。

通過對以上兩種類型的對比可以得知第一類比較常見，這首先得益于二者的結合比較節(jié)省地面空間，其次是由于通過二者的結合可以實現(xiàn)在城市中的廣泛安裝，進而為推廣太陽能等清潔能源的廣泛使用提供了保障。

3 建筑節(jié)能技術的發(fā)展趨勢

3.1 合同能源管理的逐漸引入

在世界性的石油危機爆發(fā)之后，合同能源管理就成為節(jié)能目標在市場機制中發(fā)揮作用的重要手段。它的含義指的是通過與客戶簽訂節(jié)能服務合同的方式、在服務過程中提供多樣化的節(jié)能改造方案，并最終為客戶實現(xiàn)節(jié)能效益并取得相應利潤的運作模式。建筑節(jié)能作為我國整體發(fā)展戰(zhàn)略的重要部分，因此在其中采用合同能源管理模式就顯得尤為重要。

通過對這一模式進行深入探究可以得知，它主要采用的技術是通過優(yōu)化和引導能源階梯利用、創(chuàng)新新能源使用方法、提升高效設備應用效率等來實現(xiàn)公共和商業(yè)建筑內(nèi)的整體能耗降低。這一管理模式將對區(qū)域內(nèi)供冷供熱中心或者能源投資運營氛圍造成積極影響。

3.2 合同能源管理模式的具體類型

（1）效益擔保型，在該類型的約束下節(jié)能服務公司要向業(yè)主定下節(jié)能目標，業(yè)主在擔保公司完成相應效益的情況下向其支付能源服務費用。如果有超出合同鎖定目標的部分要按照合同進行比例分配，最大程度上保證業(yè)主和擔保企業(yè)方的綜合利益。

（2）設備租賃型，能源服務公司要通過對外租賃節(jié)能設備的方式來進行日常經(jīng)營，在租賃期內(nèi)設備所有權歸服務公司所有、業(yè)主向租賃公司支付租賃費用。以此方法來實現(xiàn)建筑節(jié)能減排效果的最大化。

（3）能源管理服務型，這類服務公司的主要目標不僅是為業(yè)主提供節(jié)能服務，而且還要通過協(xié)助業(yè)主進行能源管理。而相關企業(yè)通過對能源管理進行外包可以規(guī)避自身能源管理效率低下的缺陷，從而將重點全心投入到提升核心業(yè)務和競爭力方面。

（4）效益分享型，這一模式的運作通過服務公司與業(yè)主簽訂節(jié)能效益分配比例的方式進行。在一階段的節(jié)能減排任務完成之后，要通過第三方的評測機構對整體效果進行評估。在保證公平的前提下，使節(jié)能服務公司與業(yè)主之間實現(xiàn)良好的環(huán)保利益分成。

4 結語

本文分析了當下階段建筑節(jié)能技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，從中可以得知節(jié)能高效發(fā)展是未來建筑發(fā)展的重點方向，也是社會各界對建筑行業(yè)發(fā)展的整體要求。