1 引言目前,全球能源形勢非常嚴峻,據一些國際研究機構分析,世界一次性能源僅夠人類使用30年,能源危機始終困擾各國。在經濟快速發展的中國,能源匱乏也引起人們的高度關注。中國煤炭消耗量占世界消耗總量的40%,石油消耗量成為僅次于美國的第二大國。據有關專家測算,至2020年,中國對海外石油能源的依賴程度將達到驚人的55%以上,中國社會科學院的學者也表明,到2020年,我國要再實現GDP翻兩番,即便是按能源再翻一番考慮,保障能源供給也有很大的困難。若繼續按照傳統的發展模式,中國的資源需求量將接近世界其他國家資源消費量的總和。建設節約型社會,節約能源消耗,已成為維持可持續發展的緊迫要求。在能源消耗的眾多形式中,建筑能耗在我國能源總消費量中所占比例逐年上升,已經從20世紀70年代末的10%上升到如今的27.6%,而采暖、空調、通風的能源消耗又占其中的60%左右。我國建筑采暖、空調、通風主要利用的是不可再生的能源,如煤、天然氣、電力等,低品質的一次性能源應用很不普遍,因此石油、電力、天然氣等能源已經十分短缺。建筑節能是節省能源消耗的一個重要途徑??墒?,我國現有的節能水平還很低,雖然國家從1997年就開始強制實施建筑節能50%的標準,到目前已有170多個城市強制實施了節能50%的標準,而北京、天津已經開始強制實施節能65%的標準,但實際建筑能耗仍然高于建筑節能設計標準規定的指標要求,節能步伐也比較慢,因此到2020年將有大量高能耗的既有建筑存在,將會持續消耗大量能源,這對工業用能會造成嚴重威脅,而對既有建筑的節能改造不僅難度大,而且成本也要遠高于新建建筑。因此,只有加快低能耗建筑技術的發展,并充分利用可再生能源如太陽能等低品質能源,才能有效地降低我國的建筑能耗,從而實現我國節能、節地、節材、節水的目標。而建筑節能的根本出路,在于能源消費結構的調整,實現化石能源退出建筑能源消耗領域,繼而用低品質(低能值轉換率)的能源、可再生能源、特別是太陽能來替代現在使用的高品質能源。其中最好的途徑是推廣和普及低能耗建筑。這是未來建筑發展的一個必然趨勢。2 不合理的建筑節能技術會加劇能源危機2.1 錯誤的建筑節能技術路線導致垃圾建筑和建筑垃圾節能建筑并不是都能為子孫造福,很多節能建筑會給社會帶來災難性的后果。原本立足于節能的建筑會成為垃圾建筑,同時在建設過程中產生大量的垃圾建筑和建筑垃圾。所謂垃圾建筑,就是指保溫層的構造位置不合理,從而影響了建筑的安定性,使得建筑物的壽命縮短;而建筑垃圾是指保溫層材料耐候能力不夠,保溫層的壽命短。我國《民用建筑設計通則》JGJ 37-1987規定,重要建筑和高層建筑主體結構確定的耐久年限為100年,一般性建筑為50~100年。國家頒布的《建筑結構可靠度設計統一標準》(GB 50068-2001)也規定,紀念性建筑和特別重要的建筑結構設計使用年限為50年。但實際上,我國城市住宅壽命低于50年的情況相當普遍。相當大的一部分樓房結構壽命縮短是因為保溫層結構不合理,造成墻體開裂。2000年~2015年是我國建筑發展鼎盛時期的中后期。據統計數字表明,我國2000年以后新建建筑面積為上世紀80年代2倍,到2020年新增建筑面積會將達到200億m2。一般外保溫做法將延長20年的建筑壽命,內保溫做法將減少20年建筑壽命,內外混合保溫將減少30年建筑壽命,如果新增建筑中有50%未采用合理的外保溫形式,那么四、五十年之后,將會有上百億平方米的垃圾建筑產生(見圖1)。相反,外保溫做法是有利于建筑結構的穩定性,能夠保護建筑結構主體。
近些年我國的外墻保溫做法有多種。為了降低造價,一些建筑師選擇了內保溫、夾芯保溫、自保溫等。以上這些做法將建筑物的圍護結構分別形成兩個不同的溫度環境,引發了不同溫度環境的不同形變,形成了建筑結構的不安定狀態,造成了建筑結構的裂縫發生。目前國內應用于建筑保溫的高效保溫材料,其導熱系數均在0.06W/(m•K)以下。這些高效保溫材料有很強的熱阻斷能力,兩側建筑構造的不同部位有很大的溫度差。以內保溫這種墻體保溫形式為例,保溫層內側的墻體、樓板因受室內溫度環境影響,其年溫差變化不大,一般在10℃以內;保溫層外側的外墻受室外環境溫度影響,其年溫差變化較大,一般在50~80℃左右。重質墻體材料在溫度變化10℃時約發生萬分之一的形變。50m高的內保溫建筑受年溫差形變影響內墻與外墻會發生25~40mm的形變差。這種建筑結構不同部位發生不同形變的結果會使墻體多處發生裂縫,破壞建筑物主體結構。這種使建筑物永久不安定的狀態并反復引發的眾多現象,我們稱之為“內保溫技術綜合癥”。外墻外保溫的構造形式是合理的,它使建筑物避免了室外環境溫度
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