文／魏玉陽 山東鴻達工程監(jiān)理咨詢有限公司 山東菏澤 274000

引言：

建筑工程在全球范圍內(nèi)占據(jù)著巨大的市場份額，作為人們居住和工作的重要場所，建筑物不僅承載著實用功能，還對能源消耗和環(huán)境產(chǎn)生深遠的影響。然而，過去幾十年來，建筑業(yè)的迅速發(fā)展和城市化的加速發(fā)展導(dǎo)致了巨大的能源浪費和環(huán)境負擔(dān)。因此，減少建筑領(lǐng)域的能源消耗變得尤為緊迫，這將有助于實現(xiàn)全球氣候變化目標(biāo)，減少能源依賴，降低能源成本。

1.建筑能源消耗現(xiàn)狀

1.1 建筑行業(yè)的能源消耗趨勢

建筑行業(yè)一直是全球能源消耗的主要領(lǐng)域之一，其能源消耗趨勢反映了全球城市化、氣候條件和建筑設(shè)計趨勢的特點，隨著全球城市化進程的迅速推進，城市人口不斷增加，城市規(guī)模擴大，因此建筑數(shù)量持續(xù)增長，城市化進程將導(dǎo)致更多的住宅、商業(yè)和工業(yè)建筑的需求，這顯著增加了建筑行業(yè)對能源的需求。新建建筑項目需要大量的能源供應(yīng)，而現(xiàn)有建筑的翻新和改造項目也需要能源，尤其是在升級現(xiàn)有建筑以提高能源效率和滿足新能源標(biāo)準(zhǔn)時，能源消耗在建筑行業(yè)中受到氣候條件的顯著影響，在寒冷地區(qū)，供暖系統(tǒng)的能源消耗往往占據(jù)主導(dǎo)地位，因為維持室內(nèi)舒適溫度需要大量的暖氣和熱水。相反，在炎熱地區(qū)，制冷系統(tǒng)的能源需求相對較高，以維持建筑內(nèi)部的適宜溫度，這種氣候相關(guān)的差異導(dǎo)致不同地區(qū)的建筑采用不同的能源消耗模式，需要適應(yīng)性更強的技術(shù)和解決方案[1]。

1.2 能源消耗對環(huán)境和經(jīng)濟的影響

建筑行業(yè)的高能源消耗對環(huán)境和經(jīng)濟產(chǎn)生了深遠的影響，這一問題對全球社會、政府和企業(yè)都具有挑戰(zhàn)性，過高的能源消耗直接導(dǎo)致了溫室氣體的排放增加，成為全球氣候變化的原因之一，大規(guī)模的建筑能源消耗導(dǎo)致了二氧化碳、甲烷和其他溫室氣體的排放，這些氣體在大氣中形成溫室效應(yīng)，捕獲熱量并升高全球氣溫，全球氣溫上升引發(fā)了一系列氣候事件，如更頻繁的極端天氣、海平面上升和冰川融化，對生態(tài)系統(tǒng)和人類社會造成了巨大的影響，因此，建筑行業(yè)的高能源消耗直接影響了全球生態(tài)系統(tǒng)的平衡，威脅到地球的可持續(xù)性。其次，高能源消耗還導(dǎo)致資源的浪費，建筑業(yè)需要大量原材料，包括水泥、鋼鐵、木材等，以及各種能源，如電力、天然氣和石油，來建設(shè)、供暖、冷卻和運營建筑，這不僅對有限的自然資源產(chǎn)生壓力，還導(dǎo)致了環(huán)境破壞，如森林砍伐、土地開發(fā)和礦產(chǎn)開采。同時，高能源消耗也意味著更多的電力需求，這可能導(dǎo)致電力短缺和能源價格上升，這對國家經(jīng)濟和民眾的生活水平都帶來了負面影響，因為高能源成本會傳導(dǎo)到消費者，加重他們的生活負擔(dān)，同時也對企業(yè)的盈利能力產(chǎn)生不利影響。

2.建筑工程節(jié)能技術(shù)的分類

2.1 被動節(jié)能技術(shù)

被動節(jié)能技術(shù)在建筑行業(yè)中扮演著一定的角色，它通過優(yōu)化建筑的設(shè)計和材料選擇，降低了能源消耗，提高了建筑的能源效率，這一類技術(shù)的應(yīng)用涉及多個方面，包括建筑的朝向、建筑外圍、絕緣材料、窗戶和門的設(shè)計，以及采光系統(tǒng)的規(guī)劃等。建筑的朝向是被動節(jié)能技術(shù)的因素之一，在寒冷地區(qū)，建筑的主要窗戶通常朝向南方，以最大程度地吸收太陽能，減少供暖需求，相反，在炎熱地區(qū)，建筑的朝向應(yīng)考慮避免過多的日照，以減少室內(nèi)溫度上升，降低冷卻需求，通過合理選擇建筑朝向，可以有效減少季節(jié)性能源消耗的波動。其次，絕緣材料的使用在被動節(jié)能技術(shù)中起著作用，絕緣材料被用于墻壁、屋頂和地板，以減少熱量的傳導(dǎo)和熱量的散失，高效的絕緣材料可以在冬季保持溫暖，同時在夏季保持涼爽，減少了供暖和冷卻系統(tǒng)的運行時間，從而節(jié)省了能源成本，窗戶和門的設(shè)計也是被動節(jié)能技術(shù)的部分，選擇高效的窗戶和門，如雙層窗戶和雙層門，可以減少室內(nèi)和室外溫度之間的熱量傳遞。

2.2 主動節(jié)能技術(shù)

主動節(jié)能技術(shù)通過使用機械或電氣設(shè)備來控制和管理建筑的能源消耗，以提高能源效率和降低能源成本，高效的供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)是主動節(jié)能技術(shù)中的重要組成部分，這些系統(tǒng)對建筑內(nèi)部的溫度和濕度進行調(diào)控，以滿足用戶的舒適需求，采用高效率的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備，如高效熱泵和節(jié)能空調(diào)機，可以顯著減少能源消耗。此外，智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以根據(jù)實際需要來調(diào)整供暖和冷卻，避免不必要的能源浪費，如在工作日結(jié)束后降低室內(nèi)溫度，或在不需要時關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)，都可以降低能源使用。智能控制系統(tǒng)可以監(jiān)測和調(diào)整建筑內(nèi)部環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度和照明，以便最大程度地減少能源浪費，通過使用傳感器和自動化控制，它們可以根據(jù)室內(nèi)和室外條件的變化來調(diào)整供暖、通風(fēng)和照明系統(tǒng)的運行，如在陽光充足的情況下，自動遮陽窗簾可以降低室內(nèi)的照明需求，這些系統(tǒng)還可以與建筑的智能電網(wǎng)和能源儲存系統(tǒng)集成，以最大限度地提高能源的有效利用。另一個主動節(jié)能技術(shù)是可再生能源的應(yīng)用，如太陽能和風(fēng)能，太陽能電池板可以將陽光轉(zhuǎn)化為電能，供應(yīng)建筑的電力需求，同時還可以將多余的電能儲存在電池中以備用，風(fēng)能渦輪機可以通過捕獲風(fēng)力來產(chǎn)生電能，這些可再生能源技術(shù)可以降低建筑的對傳統(tǒng)能源的依賴，減少碳排放，同時也有助于穩(wěn)定電力供應(yīng)。

2.3 建筑外圍和材料技術(shù)

建筑外圍和材料技術(shù)可以有效降低建筑的能源消耗，提高建筑的能源效率，同時改善室內(nèi)環(huán)境舒適度，建筑外墻、屋頂和地基的設(shè)計和材料選擇，這些部分構(gòu)成了建筑的外圍，直接影響建筑的保溫性能，通過選擇高效的絕緣材料和外圍系統(tǒng)，可以降低建筑的熱量傳導(dǎo)和散失，從而減少能源損耗，如采用高密度絕緣材料可以有效減少冷熱空氣在建筑外圍的傳導(dǎo)，維護室內(nèi)溫度穩(wěn)定，選擇反射率高的屋頂材料可以減少夏季的太陽熱吸收，從而降低冷卻需求，這些措施都有助于提高建筑的能源效率，減少能源成本。其次，建筑外圍技術(shù)包括建筑外墻的設(shè)計和材料選擇，外墻是建筑的第一道防線，直接影響能源效率，通過選擇低能耗窗戶和門、遮陽和隔熱系統(tǒng)的設(shè)計，可以降低建筑的冷卻需求，低能耗窗戶通常具有雙層或三層玻璃，具備良好的隔熱性能，減少了室內(nèi)與室外溫度的傳導(dǎo)。遮陽系統(tǒng)可以在夏季減少陽光直射進入建筑，降低室內(nèi)溫度，減少冷卻需求，隔熱系統(tǒng)，如外墻絕緣和隔熱板，可以減少冷暖空氣的逸散，提高了建筑的熱量保持性能。建筑外圍和材料技術(shù)的應(yīng)用不僅有助于降低能源消耗，還有助于提高建筑的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，有效地絕緣和隔熱系統(tǒng)可以減少溫度的波動，提供更加舒適的室內(nèi)環(huán)境，低能耗窗戶和遮陽系統(tǒng)還可以減少室內(nèi)的日照和紫外線照射，保護家具和室內(nèi)裝飾材料免受損害[2]。

3.建筑工程節(jié)能技術(shù)的作用

3.1 提高能源效益

能源效益是建筑工程節(jié)能技術(shù)的目標(biāo)之一，它在提高建筑能源效率方面發(fā)揮著作用，建筑行業(yè)一直是全球能源消耗的主要領(lǐng)域之一，因此提高建筑的能源效益對于減少能源浪費、降低成本。被動節(jié)能技術(shù)是實現(xiàn)能源效益的途徑之一，這些技術(shù)側(cè)重于建筑的設(shè)計和結(jié)構(gòu)，以最大程度地減少熱量損失和熱量傳導(dǎo)，從而降低供暖和冷卻需求，如合理規(guī)劃建筑的朝向，使其能夠最大程度地吸收冬季太陽能，減少供暖需求。同時，在炎熱地區(qū)，采用遮陽措施和高效絕緣材料可以減少夏季冷卻需求，這些技術(shù)不涉及機械或電氣設(shè)備，而是通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)和材料選擇來實現(xiàn)能源效益。主動節(jié)能技術(shù)則采用機械或電氣設(shè)備來控制和管理建筑的能源消耗，其中，供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)是組成部分，高效的空調(diào)系統(tǒng)可以通過使用高效設(shè)備、智能控制和定期維護來降低能源消耗，智能控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)和室外條件來自動調(diào)整溫度和濕度，以避免能源浪費，可再生能源技術(shù)，如太陽能電池板和風(fēng)力渦輪機，也可為建筑提供清潔能源，減少對傳統(tǒng)能源的依賴。

3.2 改善環(huán)境質(zhì)量

建筑工程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用對環(huán)境保護具有深遠的影響，它有助于減少溫室氣體排放和自然資源的過度消耗，從而有利于保護地球的生態(tài)系統(tǒng)和維護環(huán)境的可持續(xù)性。高能源消耗的建筑對環(huán)境產(chǎn)生了不利影響，主要體現(xiàn)在溫室氣體排放方面，溫室氣體，如二氧化碳、甲烷和氟利昂，是導(dǎo)致全球氣候變化的主要元兇之一。大多數(shù)溫室氣體排放源于燃燒化石燃料，如煤、石油和天然氣，以滿足建筑內(nèi)的供暖、冷卻和電力需求，高能源消耗的建筑會產(chǎn)生更多的溫室氣體，加劇氣候變化，導(dǎo)致氣溫上升、海平面上升和極端天氣事件增多，通過采用建筑工程節(jié)能技術(shù)，降低能源消耗，建筑行業(yè)可以減少對這些溫室氣體的排放，有助于減緩氣候變化的速度。其次，建筑行業(yè)對自然資源的消耗巨大，包括水、木材、石材、礦物、能源等，資源的開采和使用對環(huán)境產(chǎn)生了廣泛的影響，如森林砍伐、水資源過度開發(fā)、土地破壞和生態(tài)系統(tǒng)破裂，通過采用可持續(xù)建筑和節(jié)能技術(shù)，建筑行業(yè)可以減少對這些資源的需求，降低對自然環(huán)境的沖擊。如采用再生材料和可循環(huán)材料有助于減少木材和礦石的開采，減緩?fù)恋仄茐牡乃俣?，通過節(jié)能措施減少對電力和燃料的需求，有助于保護水資源和減輕能源資源開采的影響。

3.3 改善生活質(zhì)量

建筑工程節(jié)能技術(shù)的第三個作用是提高生活質(zhì)量和室內(nèi)舒適度，這一方面涉及提供更加愉悅、健康和安逸的室內(nèi)環(huán)境，另一方面也包括減少噪音和空氣污染，為居住者和使用者創(chuàng)造更好的生活和工作條件。高效的建筑設(shè)計和節(jié)能技術(shù)可以提供更加舒適的室內(nèi)環(huán)境，通過控制室內(nèi)溫度、濕度和通風(fēng)，建筑能夠適應(yīng)不同季節(jié)和氣候條件，創(chuàng)造出穩(wěn)定而愉悅的居住和工作環(huán)境。在冬季，有效的供暖系統(tǒng)可以確保室內(nèi)溫暖，避免寒冷不適，在夏季，有效的冷卻系統(tǒng)可以降低室內(nèi)溫度，提供涼爽的空氣，這對于提高室內(nèi)舒適度，促進健康和提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要。其次，建筑工程節(jié)能技術(shù)有助于減少噪音和空氣污染，創(chuàng)造更加寧靜和健康的室內(nèi)環(huán)境，高效的絕緣和密封系統(tǒng)可以減少室外噪音的滲入，提供室內(nèi)的寧靜，這對于提高睡眠質(zhì)量、提供更好的學(xué)習(xí)和工作條件具有積極影響。此外，采用可再生能源技術(shù)，如太陽能和風(fēng)能，可以減少對污染性能源的依賴，從而改善室內(nèi)空氣質(zhì)量[3]。

4.建筑節(jié)能技術(shù)推廣和運用

4.1 可持續(xù)建筑設(shè)計

可持續(xù)建筑設(shè)計是一種綜合性的方法，它的核心理念是在建筑項目的各個階段綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟和社會因素，以創(chuàng)造更加可持續(xù)和環(huán)保的建筑環(huán)境，這種設(shè)計方法不僅有助于減少能源消耗，還有助于降低對自然資源的依賴，減少廢棄物的產(chǎn)生，提高室內(nèi)舒適度，改善生活質(zhì)量。可持續(xù)建筑設(shè)計從建筑的位置和規(guī)劃開始，考慮到降低交通需求，選擇合適的地點，使建筑更靠近公共交通，鼓勵步行和自行車出行，以減少對私人汽車的依賴，這有助于降低碳排放，改善空氣質(zhì)量，減少交通擁堵，同時提高城市可持續(xù)性?？沙掷m(xù)建筑設(shè)計注重建筑的能源效益，建筑的結(jié)構(gòu)和外圍系統(tǒng)被優(yōu)化，采用高效的絕緣材料、雙層玻璃窗戶、高效照明，這些措施有助于減少建筑的能源消耗，提高室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量，降低運營成本，此外，可持續(xù)建筑設(shè)計還包括太陽能電池板、風(fēng)力渦輪機等可再生能源技術(shù)的應(yīng)用，將建筑轉(zhuǎn)化為能源生產(chǎn)者，減少對傳統(tǒng)能源的依賴。可持續(xù)建筑設(shè)計注重水資源的可持續(xù)性，雨水收集和再利用系統(tǒng)可以降低淡水的使用，減少排水系統(tǒng)的負擔(dān)?？沙掷m(xù)建筑設(shè)計還包括廢物管理和材料選擇，建筑師和設(shè)計師應(yīng)考慮如何在建筑的生命周期內(nèi)減少廢棄物的產(chǎn)生，并鼓勵材料的再循環(huán)和回收，選擇環(huán)保、可再生和可回收的建筑材料也是可持續(xù)建筑設(shè)計的一部分。

4.2 綠色材料應(yīng)用

綠色材料應(yīng)用在建筑節(jié)能技術(shù)中發(fā)揮著一定的作用，它旨在減少對環(huán)境的不利影響，降低能源消耗，提高建筑的可持續(xù)性，通過選擇環(huán)保、可再生和可回收的材料，建筑行業(yè)可以減少碳足跡、減少廢棄物產(chǎn)生，并提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。可持續(xù)建筑材料的選擇是綠色材料應(yīng)用有效保障，這些材料通常具有較低的環(huán)境影響，包括較低的碳排放、較少的能源消耗和較少的資源消耗，如可再生木材來自經(jīng)過可持續(xù)管理的森林，可以減少砍伐對生態(tài)系統(tǒng)的破壞，再生鋼鐵是通過回收廢舊鋼材生產(chǎn)的，降低了對礦石的需求。低揮發(fā)性有機化合物涂料不含有害的揮發(fā)性有機化合物，有助于改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，環(huán)保隔熱材料可以減少冷卻和供暖需求，降低了能源消耗。其次，綠色材料應(yīng)用還涉及建筑材料的再循環(huán)和回收利用，在建筑的生命周期內(nèi)，設(shè)計師和建筑師應(yīng)考慮如何最大程度地減少廢棄物的產(chǎn)生，并鼓勵材料的再循環(huán)和回收，這意味著建筑材料應(yīng)該具有良好的可回收性和可重復(fù)使用性，如廢棄的建筑材料可以回收再利用，減少了資源的浪費和對垃圾填埋場的負擔(dān)。綠色材料應(yīng)用不僅有助于降低建筑的環(huán)境足跡，還有助于提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，環(huán)保材料釋放的有害氣體較少，可以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，減少有害物質(zhì)對居住者的健康影響[4]。

4.3 智能建筑系統(tǒng)

智能建筑系統(tǒng)代表了建筑行業(yè)的未來，它是一種綜合性的技術(shù)和理念，旨在提高建筑的能源效率、舒適度和可持續(xù)性，這些系統(tǒng)結(jié)合了信息技術(shù)、自動化控制和數(shù)據(jù)分析，使建筑能夠更加智能的運行，滿足居住者和用戶的需求，同時最大程度地減少能源浪費。智能照明系統(tǒng)采用傳感器來監(jiān)測室內(nèi)光線水平和人員存在，根據(jù)實時數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以自動調(diào)整照明強度，關(guān)閉不必要的照明設(shè)備，從而降低電力消耗，此外，智能照明系統(tǒng)還可以提供定時控制和遠程控制選項，以滿足不同使用場景的需求。智能恒溫控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)測室內(nèi)溫度和濕度，并根據(jù)用戶的偏好自動調(diào)整供暖和空調(diào)系統(tǒng)的運行，這有助于提供舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時降低能源消耗，系統(tǒng)還可以學(xué)習(xí)用戶的習(xí)慣，逐漸優(yōu)化溫度設(shè)置，以提高能源效率。自動窗簾系統(tǒng)使用傳感器來檢測室內(nèi)和室外的光線水平，根據(jù)光線條件，系統(tǒng)可以自動調(diào)整窗簾的開合程度，以實現(xiàn)最佳的自然采光和遮陽效果，這不僅提高了室內(nèi)舒適度，還減少了照明和冷卻系統(tǒng)的能源消耗。能源管理系統(tǒng)通過傳感器和數(shù)據(jù)分析來監(jiān)測建筑內(nèi)的能源使用情況，建筑管理員和業(yè)主可以通過實時數(shù)據(jù)了解能源消耗情況，并采取措施來降低能源浪費，這種數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法有助于實現(xiàn)能源的智能管理和優(yōu)化，提高建筑的能源效率。智能建筑系統(tǒng)的應(yīng)用帶來了多重好處，它們有助于降低建筑的能源消耗，減少對有限資源的依賴，從而降低環(huán)境負擔(dān)，通過減少不必要的能源浪費，這些系統(tǒng)有助于降低能源成本，減輕建筑運營的財務(wù)壓力[5]。

4.4 節(jié)能監(jiān)控技術(shù)

節(jié)能監(jiān)控技術(shù)代表了建筑行業(yè)在追求能源效率和可持續(xù)性方面的進展，這種技術(shù)的應(yīng)用可以有效地監(jiān)測、分析和控制建筑內(nèi)的能源消耗，從而實現(xiàn)更高效地能源利用、降低能源成本以及減少對環(huán)境的不利影響。節(jié)能監(jiān)控技術(shù)通過使用傳感器、儀器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來實時監(jiān)測建筑內(nèi)的能源使用情況，這些傳感器可以測量電力、水資源、熱量、冷卻、照明和其他能源的消耗，收集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，進行分析和報告，這使建筑管理員和運營者能夠了解實際的能源使用情況，識別能源浪費和潛在的改進機會。通過實時監(jiān)測和分析建筑內(nèi)的能源消耗，節(jié)能監(jiān)控技術(shù)可以幫助建筑管理者識別能源浪費的問題，并采取措施來提高能源效率，如果傳感器檢測到某個區(qū)域的照明設(shè)備一直處于開啟狀態(tài)但沒有人在使用，系統(tǒng)可以自動關(guān)閉照明以降低能源消耗，這有助于降低建筑的能源成本，減輕經(jīng)濟負擔(dān)。節(jié)能監(jiān)控技術(shù)可以根據(jù)不同建筑的需求和運營模式進行定制化配置，這意味著不同類型的建筑，如商業(yè)大樓、住宅、工廠或?qū)W校，可以根據(jù)其獨特的能源使用情況和目標(biāo)進行能源管理，這種個性化的方法有助于最大程度地提高能源效率，滿足各種需求。節(jié)能監(jiān)控技術(shù)還可以用于預(yù)測性維護，通過分析數(shù)據(jù)來檢測設(shè)備的故障和磨損，這有助于在設(shè)備完全損壞之前采取維護措施，減少維修成本和停機時間，通過及時修復(fù)設(shè)備問題，能源系統(tǒng)可以繼續(xù)高效運行。它不僅有助于提高能源效率，降低能源成本，還有助于減少對環(huán)境的不利影響。

結(jié)語：

通過建筑節(jié)能技術(shù)的推廣和運用，可以實現(xiàn)多方面的好處，它們可以顯著降低建筑的能源消耗，從而減少能源成本，減少碳排放，降低對自然資源的依賴。其次，這些技術(shù)有助于改善建筑內(nèi)部的舒適度，提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，為居住者和工作者創(chuàng)造更加宜居的條件。此外，建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用也有助于推動經(jīng)濟增長，創(chuàng)造新的就業(yè)機會，促進技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。