理想的节能建筑应在最少的能量消耗下满足以下三点。一是能够在不同季节、不同区域控制接收或阻止太阳辐射;二是能够在不同季节保持室内的舒适性;三是能够使室内实现必要的通风换气。建筑节能的途径主要包括:尽量减少不可再生能源的消耗,提高能源的使用量损失;降低建筑设施运行的能耗,在这三个方面,高新技术

效率;减少建筑围护结构起着决定性的作用。当然节能也采用一些传统技术,但这些传统技术是在先进的试验论证和科学的理论分析基础上才能用于现代化的建筑中。

(1)减少能源消耗,提高能源的使用效率为了维持居住空间的环境质量,在寒冷的季节需要取暖以提高室内的温度,在炎热的季节需要制冷以降低室内的温度,干燥时需要加湿,潮湿时需要抽湿,而这些往往都需要消耗能源才能实现。从节能的角度讲,应提高供暖(制冷)系统的效率,它包括设备本身的效率、管网传送的效率、用户端的计量以及室内环境控制装置的效率等。这些都要求相应的行业在设计、安装、运行质量、节能系统调节、设备材料以及经营管理模式等方面采用高新技术。

在供暖系统节能方面有三种新技术:①利用计算机、平衡阀及其专用智能仪表对管网流量进行合理分配,既改善供暖质量,又节约能源;②在用户散热器上安设热量分配表和温度调节阀,用户可根据需要消耗和控制热能,以达到舒适和节能的双重效果;③采用新型的保温材料包敷送暖管道,以减少管道的热损失近年来低温地板辐射技术已被证明节能效果比较好,它是采用交联聚乙烯(PEX)管作为通水管,用特殊方式双向循环盘于地面层内,冬天向管内供低温热水(地热、太阳能或各种低温余热提供);夏天输入冷水可降低地表温度(国内只用于供暖);该技术与对流散热为主的散热器相比,具有室内温度分布均匀,舒适、节能、易计量、维护方便等优点

(2)减少建筑围护结构的能量损失建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分:外墙、门窗、屋顶。这三部分的节能技术是各国建筑界都非常关注的。主要发展方向是:开发热性能和高效、经济的保温、隔热材料和切实可行的构造技术,以提高围护结构的保密闭性能。

(3)外墙节能技术就墙体节能而言,传统的用重质单一材料增加墙体厚度来达到保温的做法已不能适应节能和环保的要求,而复合墙体越来越成为墙体的主流。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构,与保温隔热材料复合,或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。建筑用保温、隔热材料主要有岩棉复合板、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒浆料、发泡水泥保温板、石材保温一体板、陶瓷薄板斑纹一体板等。这些材料的生产、制作都需要采用特殊的工艺、特殊的设备,而不是传统技术所能及的。值得一提的是胶粉聚苯颗粒浆料,它是将胶粉料和聚苯颗粒轻集料加水搅拌成浆料,抹于墙体外表面,形成无空腔保温层。聚苯颗粒集料是采用回收的废聚苯板经粉碎制成,而胶粉料掺有大量的粉煤灰,这是一种废物利用、节能环保的材料。墙体的复合技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层三种。中国采用夹心保温做法的较多;在欧洲各国,大多采用外附发泡聚苯板的做法,在德国,外保温建筑占建筑总量的80%,而其中70%均采用泡沫聚苯板。

(4)门窗节能技术门窗具有采光、通风和围护的作用,还在建筑艺术处理上起着重要的作用。然而门窗又是最容易造成能量损失的部位。为了增大采光通风面积或表现现代建筑的特征,建筑物的门窗面积越来越大,更有全玻璃式的幕墙建筑。这就对外围护结构的节能提出了更高的要求。对门窗的节能处理主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。从门窗材料来看,近些年出现了铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材塑木复合型材以及UPVC塑料型材等一些技术含量较高的节能产品。其中使用较广的是UPVC塑料型材,它所使用的原料是高分子材料硬质聚氯乙烯。它不仅生产过程中能耗少、无污染,而且材料导热系数小,多腔体结构密封性好,因而保温隔热性能好。UPVC塑料门窗在欧洲各国已经采用多年,在德国塑料门窗使用中已经占了50%,我国20世纪90年代以后塑料门窗用量不断增大,正逐渐取代钢、铝合金等能耗大的材料。

为了解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题,人们运用了高新技术,将普通玻璃加工戎中空玻璃、镀贴膜玻璃(包括反射玻璃、吸热玻璃)、高强度LW2E防火玻璃(高强度低辐射镀膜防火玻璃)、采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及智能玻璃。智能玻璃能感知外界光的变化并作出反应,它有两类,一类是光致变色玻璃,在光照射时,玻璃会感光变暗,光线不易透过;停止光照射时,玻璃复明,光线可以透过。在太阳光强烈时,可以阻隔太阳辐射热:天阴时,玻璃变亮,太阳光又能进入室内。另一类是电致变色玻璃在两片玻璃上镀有导电膜及变色物质,通过调节电压,促使变色物质变色,调整射入的太阳光(因其生产成本高,还不能实际使用),这些玻璃都有很好的节能效果。

(5)屋顶节能技术屋顶的保温、隔热是围护结构节能的重点之一,在寒冷的地区屋顶设保温层,以阻止室内热量散失;在炎热的地区屋顶设置隔热降温层以阻止太阳的辐射热传至室内;而在冬冷夏热地区(黄河至长江流域),建筑节能则要冬、夏兼顾。保温常用的技术措施是在屋顶防水层下设置导热系数小的轻质材料用作保温,如膨胀珍珠岩、玻璃棉等(此为正铺法);也可在屋面防水层以上设置聚苯乙烯泡沫(此为倒铺法)。在英国有另外种保温层做法是,采用回收废纸制成纸纤维,这种纸纤维生产能耗极小,保温性能优良,纸纤维经过硼砂阻燃处理,也能防火。施工时,先将屋顶的钉层夹层,再将纸纤维喷吹入内形成保温层。屋顶隔热降温的方法有:架空通风、屋顶蓄水或定时喷水、屋顶绿化等。以上做法都能不同程度地满足屋顶节能的要求,但最受推崇的是利用智能技术、生态技术来实现建筑节能的愿望,如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。