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1、淺析氣候變化對節能建筑的影響【摘要】住宅作為居住建筑的最主要形式之一，決定著環境運行的效率以及環境承載能力，我國的住宅長期以來一直是高消費和高污染的產品，隨著我國經濟的不斷發展，人們生活水平的日益提高，人們對住宅熱環境舒適性的追求，使得依靠采暖空調設備，滿足居住生活要求，成為住宅建筑的時尚，由此產生的住宅空氣品質下降，人們健康受到病建筑綜合癥損害，而且建筑能耗進一步加速了能源危機的出現。 /1/view-6952763.htm【關鍵字】氣候變化；建筑節能；生態建筑設計；住宅建設全球的氣候變化不僅影響人類生存環境，也將影響世界經濟的發展和社會進步。隨著全球氣候變化的不斷加劇，所引起的氣候變暖，干2、濕度變化加劇，空氣中溫室氣體以及廢氣濃度不斷增高嚴重影響著建筑工程的安全性與耐久性。2001年11月l718日在清華大學舉行的“土建結構工程的安全性與耐久性”科技論壇便指出引起耐久性問題不斷加劇的很重要的一個原因便是環境的不斷惡化。需要在這方面開展更多的研究工作。一、漸變性氣候變化對建筑結構的影響影響建筑工程耐久性的漸變性氣候惡化包括環境溫度升高、干濕度循環加劇、風速提高、環境中溫室氣體及工業廢氣等濃度提高。下面將就漸變性氣候惡化對建筑結構的影響做具體分析。（一）強度混凝土的強度受溫度升高的影響十分明顯。實驗表明，在環境溫度下經過120d的常溫熱循環其抗壓強度降低約24%。而對于水灰比為0.53、3，坍落度為50mm的波特蘭水泥混凝土，當大氣溫度達到32時，混凝土試塊表面的溫度可達63；當氣溫達到4047時，混凝土表面溫度則高達8090。高溫和干燥環境作用下混凝土中水分蒸發，骨料與水泥材料性質的變化及骨料與砂漿之間粘結力的變化將引起混凝土抗壓強度、彈性模量、徐變變形、收縮變形等性能的變化。（二）鋼筋銹蝕鋼筋混凝土結構中鋼筋除在混凝土的堿性環境下（pH約為1112），表面形成一層鈍化膜，抑制鋼筋銹蝕。當混凝土碳化以及氯離子滲透至鋼筋表面時，鋼筋發生脫鈍，并在鋼筋表面產生電位差，迅速銹蝕膨脹，導致混凝土的剝落，影響結構的安全性及適用性。環境溫度升高，空氣中CO2濃度增大時，碳化反應加快。混4、凝土周圍介質的相對溫度在50%75%時，混凝土碳化速度最快。而氣候變化引起的酸雨以及由于工業廢氣（SO2等）濃度增加使得結構多處于酸性環境中，也加快了Cl的滲入。這些變化都加快了鋼筋銹蝕。（三）凍融損傷混凝土的凍融破壞是指在凍融交替的作用下，其內部結構產生裂縫和損傷，經多次反復作用后，損傷積累到一定程度所引起的一種結構破壞?；炷猎趦鋈谄茐倪^程中微孔數量逐漸增加，孔徑逐漸擴大，微裂縫增加和擴展，導致混凝土密實度降低，吸水率增加、強度下降。環境變化引起的環境溫度離散性加大，以及某些地區空氣濕度加大，使得凍融循環更為頻繁，破壞更為嚴重。二、建筑節能的特點首先，建筑部門是能源利用和二氧化碳等溫室氣體5、排放的重要領域，建筑部門的節能減排對減緩氣候變化具有重要意義。據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的測算，在1990年，住宅、商業以及公共機構建筑要對大約全球能源使用的1/3及其相關的碳排放負責。 IPCC在其第三和第四個評估報告中，對建筑部門能源利用及二氧化碳排放的發展趨勢和特點做了進一步分析：第一，就國別而言，發達國家建筑排放的二氧化碳最多，并且年度初級能源1.8-1.9%的增長幅度將長期保持穩定；但是自從20世紀80年代后期，發展中國家，特別是亞太地區發展中國家建筑用能及其相關的二氧化碳排放呈快速增長趨勢，比全球平均速度快5倍。第二，從建筑類別來看，建筑部門的碳排放中一半來自商用6、建筑，一半來自住宅。而自2001年之后，住宅的碳排放增長幅度放緩，相反，商用建筑的碳排放則呈加快增長趨勢。為此，建筑節能無論是對發展中國家還是對發達國家都具有重要意義。從技術的角度看，在建筑節能領域，存在大量可獲得的、并經過實踐驗證的技術，這些技術在實質性減少能源利用的同時，可以提供相同的服務，并且經常還會產生其他的好處。同時，還有大量可獲得的、具有成本效率的關于減少建筑物溫室氣體排放的技術和專有知識有待于進一步被推廣采用。開展建筑節能具有巨大的潛力和發展空間， 據測算，到2020年，在住宅和商用建筑領域，通過減緩措施可以避免全球大約29%的基準排放量。第二，建筑節能僅僅依靠市場很難收到預期效7、果，需要政府采取必要的措施進行激勵和引導。這是因為：盡管一般認為建筑節能具有成本效益，但這種成本效益是以建筑運營過程的能源節約來判定的，具有長期性。從建筑的最初成本來看，由于相關節能技術、節能原材料以及施工過程管理等方面的要求，使得建筑節能通常要增加最初資本投入。實踐中，建筑的開發者以利潤最大化為追求目標，其對加大最初投資成本的節能措施沒有多大的興趣和動力，而更可能關心建筑長期運營成本的購買者和租賃者則不能控制資本的投資。同時，由于節能技術和產品的開發需要投入大量的研究費用，而這些費用需要分攤到產品的售價之中。為此，如果缺乏足夠的市場規模，節能技術和產品會因為價格過高而失去市場競爭力。而過高的8、節能技術和產品又反過來會進一步提升建筑節能的最初成本，從而形成惡性循環，阻礙建筑節能的實踐發展。除了技術之外，居住者的行為、文化以及消費者選擇都是影響建筑物能源消費的主要決定因素。因此，需要針對建筑節能所存在的上述問題，采取相應的對策，通過相應的制度和措施來解決市場不足的問題。第三，建筑節能涉及諸多利益相關方，需要建材、設施供應商、建筑開發商以及居住者等共同的努力來實現。建筑節能透過建筑物這一載體將生產領域的節能和消費領域的節能連接起來，擴大了節能的政策調整范圍。第四，建筑節能除了作為氣候變化措施之外，還可以產生多方利益，例如可以改善空氣質量，減少室內空氣污染，保障人體健康，創造綠色工作機會以9、及有利于維護能源安全等。為此，建筑節能為將氣候政策與其他政策的有機整合和相互促進提供了便利條件，有利于通過建筑節能，在減緩氣候變化的同時，促進可持續發展目標的全面實現。尤其是對于發展中國家而言，建筑的能源效率連同利用當地可獲得的可再生能源的現代技術能夠構成了其可持續發展戰略的主要成分。三、持續建筑的發展方向建筑業是能源需求增長較快的領域。要做到建筑可持續，應從以下三個方面著手：（一）提高材料耐久性，延長建筑使用年限重視混凝土結構的耐久性也是可持續發展的需要。生產混凝土所需的砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床，水泥生產也是一項資源消耗大、能源損耗高、污染環境的行業，平均每生產1t10、水泥約需消耗1t石灰石、150kg標準煤和110kWh電，排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/51/6 。提高材料耐久性，大幅延長建筑使用年限可有效降低單位時間內混凝土等建筑材料的使用數量，從而降低建筑年平均能耗水平。（二）降低建筑運營能耗，采用清潔能源選用適宜的建筑結構形式，保持室內通風，當室內換氣率（ACH）等于10時，溫度對通風率的敏感度為0.5/ACH，即此時相當于將室內溫度降低了5，這對于降低夏季室內高溫來說，效果是非常顯著地。采用適宜的圍護結構保溫方案，減少室內外熱交換，從而降低夏季和冬季的制冷取暖耗能。同時采用光電太陽能、風能、地源熱泵、生物質能等新型可再生能源，可大大降低建11、筑能耗以及溫室氣體的排放。（三）建筑行業的靜脈節能靜脈產業，即資源再生利用產業，是以保障環境安全為前提，以節約資源、保護環境為目的，運用先進的技術，將生產和消費過程中產生的廢物轉化為可重新利用的資源和產品，實現各類廢物的再利用和資源化的產業，包括廢物轉化為再生資源及將再生資源加工為產品兩個過程。而建筑行業的靜脈節能即是通過開發新型建筑材料，通過對廢棄材料的回收利用來達到節能減排的目的。如現有的采用粉煤灰作為外加劑來澆注混凝土，不僅可以改善混凝土的各項性能，延長混凝土結構的使用壽命，同時可以大幅度減小耗費能源多、污染環境嚴重的硅酸鹽水泥用量。同時建筑材料若能回收利用也解決了令人困擾的建筑垃圾處理問題。全球氣候變化對建筑工程行業的發展有著深遠的影響，不僅要開展結構安全性耐久性方面的研究以應對日趨嚴重的氣候變化，同時要從建筑行業本身降低結構全壽命周期內對于環境的影響。而且應及時對行業的標準與規范進行修訂，以適應建筑工程可持續發展的需要。