隨著社會經濟的發展和生活水準的提高，人們在追求更加舒適的居住環境的同時，也在消耗著越來越多的能源。據文獻[1]、[2]報道，在發達國家，建築能耗約佔總能耗的40％，在我國，這一比例為25％左右，居各種能耗首位，其中50％以上消耗在冬季採暖和夏季製冷空調上。隨著世界範圍內能源供應緊張狀況日益加劇，能源將成為制約各國經濟的主要因素。為此，我國提出了社會經濟和能源可持續發展的戰略，建設節約型社會，在實現國民經濟快速發展的同時努力降低單位GDP的能源消耗。而建築行業作為耗能大戶，節能潛力巨大，大力發展和推廣外墻保溫、太陽能光熱和光電、地源熱泵、熱管和相變蓄熱材料等新型建築節能技術，在不斷提高人們居住環境舒適度的同時，降低建築耗能總量，有效緩解能源的供需矛盾，既具有實際經濟意義，又具有重要的社會意義和環保價值。
2外墻保溫技術
20世紀90年代初，外墻保溫技術開始在我國推廣使用並表現出良好的保溫和節能效果。其主要方法是在建築物基層墻體的外側設置保溫層）一般為厚度60mm的聚苯泡沫板），在保溫層外面做裝飾層。基層墻體和聚苯板之間用專用粘接劑連接，聚苯板用尼龍錨栓固定，然後在保溫層外抹聚合物水泥砂漿保護層，並壓人耐鹼涂塑玻纖網格布，最外層用抗裂膩子和塗料找平和裝飾。
2.1外墻保溫技術的優點
根據對外墻保溫技術實際使用效果進行測試，發現該技術具有如下優點：
1）節能效果明顯。由於保溫層的敷設具有連續性，可以避免傳統墻體結構所產生的熱橋現象，而且聚苯板的導熱系數較小，只有0.041W/）m·K），能夠有效地減少室內的熱損失和冷損失。採取該保溫措施後，在冬季比較寒冷的東北地區，居住建築的節能效果可以達到50％，在北京地區則能達到65％；
2）可以減薄墻體厚度和減輕墻體的重量，從而增大房屋的使用面積。採用外墻保溫技術後，在滿足節能要求的前提下，可以使普通磚墻的厚度從490mm減薄為320mm，從而增加使用面積2％∼4％，同時也節約了土地等資源的消耗；
3）能夠增加室內環境的舒適度，並能延長建築物的使用壽命。由於採取了外保溫技術，使得墻體的蓄熱功能增大，當室外溫度發生變化時，複合墻體的蓄熱可以緩衝室內溫度的變化，使人感到相對舒適；而且由於基層墻體的溫度變化變得比較平緩，產生的熱應力也大大減小，使得基層墻體產生裂縫和變形的可能性降低，因此能夠延長建築物的使用壽命；
4）施工工藝簡單，使用範圍廣泛。該技術既適用於多層建築，又適用於高層建築；既能滿足新建築物的節能要求，也能滿足舊建築的墻體改造；通過採取一定的技術措施和工藝，還能滿足建築立面設計的裝飾要求。
2.2外墻保溫技術的缺點
雖然該技術具有上述許多優點，但在使用中也發現存在著一定的問題，主要有：
1）和普通墻體結構相比造價較高。由於該技術還沒有在大範圍推廣使用，受批量和原材料的影響，主材聚苯板和輔材粘結劑、抹面膠漿等材料的價格還比較高，因此綜合造價也比較高。根據地區不同，採用外墻保溫技術和普通墻體結構相比，每平米外墻的造價要偏高30％∼40％；
2）對主輔材料之間的匹配要求比較高，工序較多，工期較長。為保證工程品質，採用的聚苯板和粘結材料、錨固材料和外層塗料之間必須有較好的相容性，而且施工工序也比較多，施工週期也相對較長。
雖然外墻保溫技術在推廣和應用中還存在著不足，但隨著技術的不斷完善和國家對建築節能要求的不斷提高，一定會得到更加廣泛的應用。
3太陽能光電和光熱技術
太陽能作為清潔的可再生能源，越來越受到人們的重視，應用領域也越來越廣泛。據統計，我國2/3以上國土面積的年日照時間在2200h以上，年輻射總量在502萬kJ/m2以上，為太陽能的利用創造了豐富的資源和有利條件。根據太陽能的特點和實際應用的需要，目前在建築節能方面的應用可分為光電轉換和和光熱轉換兩種形式。
3.1太陽能光電技術
太陽能光電技術是指利用太陽能電池將白天的太陽能轉化為電能由蓄電池儲存起來，晚上在放電控制器的控制下釋放出來，供室內照明和其他需要，其轉換原理如圖1所示。
從圖中可以看出，太陽能光電轉換系統主要由太陽能電池、充放電控制器、蓄電池、負荷等部分組成。其中，光電池組件由多個單晶矽或多晶硅單體電池通過串並聯組成，其主要作用是把光能轉化為電能；充放電控制器主要用來控制蓄電池的充電和放電，並具有反向放電保護功能和極性反接電路保護功能，還能夠實現對系統的監控和數據採集；蓄電池為系統的儲能設備，它的主要作用是將太陽能電池所產生的電能儲存起來，在用戶需要時提供能源。
3.2太陽能光熱技術
太陽能光熱技術是指將太陽輻射能轉化為熱能進行利用的技術。太陽能光熱技術的利用通常可分直接利用和間接利用兩種形式。
常見的直接利用方式有：）1）利用太陽能空氣集熱器進行供暖或物料乾燥；）2）利用太陽能熱水器提供生活熱水；）3）基於集熱一儲熱原理的間接加熱式被動太陽房；）4）利用太陽能加熱空氣產生的熱壓增強建築通風。圖2所示為被動式太陽房結構剖面圖。
目前技術比較成熟且應用比較廣泛的是蔬菜溫室大棚、中藥材和果脯乾燥及太陽能熱水器等。其他幾種技術還處於研究開發階段，且由於一次性投資較大，要想走向市場和大範圍推廣尚需時日。
太陽能間接利用的主要形式有：）1）太陽能吸收式製冷；）2）太陽能吸附式製冷；）3）太陽能噴射製冷。但目前也還處於研究階段，有的僅僅製造出了樣機，尚未形成定型產品和批量生產。
3.3太陽能光熱和光電技術的優點
太陽能作為一次能源和可再生能源，和傳統化石燃料相比有如下優勢：
1）對環境沒有污染
由於傳統化石燃料）煤、石油和天然氣）在使用過程中排出大量的有毒有害物質，會對水、土壤和大氣造成嚴重污染，形成溫室效應和酸雨，嚴重危害到人類的生存環境和身體健康，因此急需開發出新的比較清潔的替代能源，而太陽能作為一種比較理想的清潔能源，正受到世界各國的日益重視。 ）2）可以源源不斷地獲得。
太陽是一個巨大的能量源，每秒輻射到地球上的能量相當於500萬t標準煤，和人類存在的時間相比，太陽能可以說是一種久遠和無盡的能源。隨著化石燃料）煤、石油和天然氣）的不斷開採和消耗，能源的供應越來越緊張，具有豐富來源的太陽能的開發和利用就顯得越發重要和緊迫。
3）可免費使用，且無需運輸
人類可以通過專門的技術和設備將光能轉化為熱能或電能，就地加以利用，無需運輸，為人類造福。而且人類利用這一取之不盡的能源也是免費的。
3.4太陽能光熱技術和光電技術的缺點
雖然太陽能光熱和光電技術具有許多優勢，但太陽能能流密度低，受季節、地點和氣候等多種因素影響而不能維持常量，且用於太陽能轉換的設備投資較高，其技術尚需進一步完善。因此，目前除太陽能熱水器和溫室大棚的利用比較普及和成熟外，主、被動太陽房，太陽能發電和太陽能製冷等技術尚處於示範性實驗階段，距離大規模推廣應用，走進百姓日常生活還有相當大的距離，近期內尚無法取代常規能源的主導地位。
4地源熱泵技術
地源熱泵技術是以地熱）冷）源作為熱泵裝置的熱源或熱匯，對建築進行供暖或製冷的技術。地源熱泵通過輸入少量的高品位電能，可實現能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移，在冬季向室內供熱，夏季則對室內製冷，實現對建築物的空氣調節。地源熱泵系統工作原理如圖3所示。
根據地源熱泵所採用熱源和熱匯的形式不同，可將其大致分為以下三種類型，即大地耦合式熱泵）CCHP），地下水熱泵）GWHP）和地表水熱泵）SWHP）。
4.1大地耦合式熱泵
大地耦合式熱泵就是以地表淺層的土壤作為熱源或熱匯，它與傳統的空氣熱泵）ASHP）相比，具有如下優勢：
1）相對於地表的空氣和水而言，一定深度地下土壤的溫度波動較小，更適合作為熱泵的熱源和熱匯，保證系統能穩定和高效運行；
）
2）用地下土壤作為熱源和熱匯可以部分或全部代替傳統空調系統中的冷卻塔和鍋爐，節省常規能源，並能減少對環境造成的污染；
3）大地耦合式熱泵不存在除霜問題，與土壤的熱交換也不需要風機，因此能夠減少噪音污染；
4）可以和太陽能集熱裝置聯合使用，發揮土壤的巨大蓄熱和蓄冷能力，能夠獲得較好的供熱和製冷效果。
但是，大地耦合式熱泵也存在著以下缺點：一是土壤的傳熱性能較差，需要較大的傳熱面積，從而導致佔地面積較大，二是埋設在地下的管道造價較高，且維修不便；三是當地下換熱器周圍受熱乾燥後，傳熱能力下降，影響到系統的正常運行。
4.2地下水熱泵
地下水熱泵是以地下深井水作為熱源或熱匯來對建築物進行供熱或製冷的技術，也是迄今為止技術最成熟，應用最為廣泛的一種地源熱泵技術，它具有如下優勢：
1）佔地面積小，佈局緊湊。由於該系統與地下水之間的熱交換是通過水井系統實現的，不需要在地下敷設大量管道，因此系統的佔地面積較小；
2）相對大地耦合式熱泵系統，不需要埋設地下熱交換設備，只需要一對較高流量的抽水井和回灌井，其造價相對較低；
3）不會造成地面沉降。在系統運行過程中，只要將地下水回灌到蓄水層，保持地層中含水量不變，即可保證不會引起地面的沉降；
4）技術比較成熟，推廣相對容易。由於地下水熱泵技術已在許多商業系統中使用多年，積累了不少經驗，形成了系列產品，技術和施工都相對完善和成熟，比較容易推廣；
5）系統運行相對穩定。
由於深井水位較低，水溫隨季節和氣候的變化很小，利用井水作為熱源或熱匯對建築物進行供熱和製冷時，系統比較穩定，對熱泵的運行也比較有利。
該系統存在的問題是：
1）當利用地下井水作為冷源或熱源時，其水溫會受到一定限制；
2）如鑽井施工不佳或水質較差，可能造成地下水污染，且回灌井的選址需要考慮到水文地質條件等因素；
3）由於水泵取水位置一般較深，因此水泵的運行費用比較高。
4.3地表水熱泵
地表水熱泵技術是利用地表的小溪、池塘、河流或湖泊等水源作為熱源和熱匯對建築進行空調的熱泵技術。由於地表水溫度隨季節、氣候等因素影響較大，不能完全保證系統在嚴冬季節的供暖需要，因此需要安裝輔助加熱裝置，採用雙聯熱泵採暖系統。
在系統運行時，可以將換熱器置於水中，通過製冷劑的迴圈吸收地表水的熱量，也可以通過鹽水迴圈間接獲取熱量。但這兩種方式均需要對置於地表水中的換熱器進行定期清理，以保證換熱效率。此外，還可以用泵抽取地表水送人熱泵的蒸發器進行熱交換，但在進入水泵前需要對地表水進行過濾。
採用地源熱泵技術對建築物進行採暖空調，既可以節省能源，又可以減少環境污染，而且運行費用也大大降低。實際運行效果表明，與傳統空調設備相比，運行費用能夠減少30％∼40％，因此具有廣闊的發展前景。
5熱管在建築廢熱）冷）回收中的應用
熱管作為一種具有低熱阻、大能流密度的高效傳熱元件，在化工、冶金、建材等領域的餘熱回收中已得到了廣泛應用，並表現出明顯的優勢，但在建築節能中的應用研究還處於起步階段，缺乏成熟的技術支援。
熱管回收廢熱和廢冷技術，是指利用熱管換熱器將建築物空調系統排放的廢熱）冷）進行回收，用來預熱或預冷新風，從而達到節能的目的。
5.1建築廢熱）冷）能流的特徵
雖然流入建築物的能源形式有多種，但經過能量轉換後，最終都以廢氣、廢水或通過圍護結構散熱等形式排出，並具有如下特點：
1）具有一定的溫度，所含熱）冷）量較大
對於大型建築物，一般都設有集中排風和進風系統，排出氣體的溫度和濕度接近室內的溫度和濕度，排出廢氣中所含的熱量或冷量可達總負荷的30％∼40％，有較高的利用價值。
2）廢熱）冷）的排放和利用在時間上相一致
建築廢熱）冷）的排放具有一定週期性，與新風的處理時間同步，因此在利用時不需要採取蓄熱措施。且排風管道與新風管道往往佈置在一起或相距較近，為廢熱）冷）的回收利用創造了條件，比較簡單方便。
3）廢熱）冷）與所需能源的品位比較接近，可以利用熱管內部工質相變換熱和低熱阻的特點充分回收利用。
5.2熱管換熱器的優點
和普通換熱器相比，熱管換熱器具有以下優點：
1）效率高，節能效果明顯
由於熱管內部是靠工質的相變傳熱，熱阻小，導熱能力強，可實現小溫差傳熱，提高換熱效率。
2）熱管壁溫可調性強
在設計熱管換熱器時，可以通過調整蒸發段和冷凝段的長度來調節加熱面和冷卻面的大小，進而控制加熱段和冷卻段的熱流密度，實現對熱管壁溫的控制。
3）可以利用熱管的單嚮導熱性控制熱流方向，在不利條件下能自動終止熱交換過程，避免熱損失。
4）能夠防止新風和排風的交叉污染
由於熱管的吸熱段和放熱段是二次問壁換熱，即使有個別熱管的一端因腐蝕而穿透，仍能保證新風和排風之間不會出現互相混合而產生交叉污染，因此用熱管換熱器回收廢熱）冷），具有適應範圍廣，環境適應性強等優點，可用於醫院等特殊場合。
5.3熱管技術在建築節能中應用的形式
熱管技術在建築節能中應用的形式有多種，主要有：
1）用於自然通風和集中排風的熱）冷）回收
對於大規模和人員密度高的公共建築，如醫院、賓館等公共場所和有特殊工藝要求的生產車間，換氣頻率較高，換氣量較大，排出的熱量和冷量也較大，有較高的回收利用價值，可以利用熱管換熱器對廢熱或廢冷進行回收，用於對新風的預熱或預冷。根據實測，對大型建築，排氣所帶走的能量佔總負荷的30％∼40％，如果採用該技術加以回收，可使空調系統節能7％以上。
2）熱管用於太陽能熱水器
普通的集熱板式太陽能熱水器容易發生冬天凍裂，夜間熱量逆向傳遞等缺陷，而真空管熱管太陽能熱水器則由於其結構和單向傳熱的特點，完全可以克服這些缺點。據統計，目前我國年產銷太陽能熱水器600多萬m2，產值達50多億元，太陽能熱水器的保有量超過2700萬m2，其中真空管熱管型熱水器所佔比例逐漸增加，已成為世界上最大的產銷國。
3）用於太陽能空調
太陽能空調器雖然具有節能、環保和運行費用低等優勢，但由於該系統設備體系比較龐大，一次性投資高，加之傳統集熱器的效率和溫度都比較低，因此直接影響到太陽能空調器的發展。用真空管熱管作為太陽能集熱器的傳熱元件，能夠把集熱器溫度從70℃提高到120℃，大大提高了集熱器的熱性能，為太陽能空調的發展提供了技術基礎；而且隨著熱管技術的不斷完善和廣泛使用，熱管集熱器的價格將不斷降低，為太陽能空調器的大規模應用提供了經濟基礎。
5.4熱管技術在實際應用中存在的問題
雖然熱管技術用於建築節能具有許多優勢，且前景誘人，但在實際應用中仍有一些問題需要解決。
一是用於大型建築廢熱）冷）回收時，會增大排風和進風的流動阻力，從而需增大風機的壓頭；二是設備投資加大，且需要佔用一定空間。
6相變蓄熱材料的應用
由於現代建築的圍護結構大部分為輕質材料，熱容小，室內溫度晝夜波動大，這不僅影響著室內環境的舒適度，而且也增大了空調的負荷，造成能源的消耗加大。如果向普通建築材料中加入相變蓄熱材料，就可以製成具有較高熱容的輕質建築材料，減小室內溫度的波動，達到降低能量消耗目的。
利用相變材料作建築物的圍護結構，如蓄熱墻或蓄熱地板，在冬季，白天可以將照在外墻或通過窗戶進入室內的太陽能儲存在蓄熱材料中，晚上則由蓄熱材料向室內釋放熱量，從而使室內溫度波動減小；在夏季，可通過窗簾的遮擋和相變蓄熱材料的吸熱作用，延緩室溫的升高，增加居住環境的舒適度，而且也能夠降低用於室內空調的能量消耗。
7結束語
我國正處於城鎮化和工業化快速發展時期，既有建築總量和每年新建建築面積都很大，而能夠達到建築節能標準的比例卻很低，造成能源的極大浪費，但節能潛力也很大。因此積極開發和大力推廣建築節能新技術，在改善人們居住環境的同時降低建築能耗水準，建設節約型社會，對保持國民經濟持續發展，緩解能源的供需矛盾，具有十分重要的現實意義和長遠的社會意義。因此，外墻保溫技術，太陽能光熱和光電技術，地熱源技術，熱管技術和相變蓄熱材料等新技術、新能源、新材料的開發和應用具有廣闊的發展前景。
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