建筑節(jié)能與建筑設計中的新能源利用①

孫博

摘 ? 要：近年來，我國建筑行業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，整個行業(yè)已經成為國民經濟發(fā)展和城市化建設的重要標志，給人們的生活帶來深遠影響，提高了居民生活質量?；诖?，本文以建筑節(jié)能設計作為研究對象，分析新能源的利用價值，并從太陽能能源與地熱能源兩方面闡述新能源的合理利用方式，同時推廣低能耗公共建筑技術。

關鍵詞：建筑節(jié)能 ?建筑設計 ?新能源

中圖分類號：TU201.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）09（b）-0152-02

我國地域遼闊，人口眾多，屬于典型的能源消耗大國，隨著城市化進程的加快，能源消耗量與日俱增，生態(tài)壞境遭受破壞。面對這一嚴峻的發(fā)展趨勢，建筑節(jié)能設計中應大力使用新能源，憑借這些可再生能源與清潔能源保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，將新能源與節(jié)能施工技術用于建筑行業(yè)，提高企業(yè)經濟效益、社會效益與生態(tài)效益。

1 ?在建筑節(jié)能與建筑設計中應用新能源的價值分析

分析建筑節(jié)能設計中推廣新能源的應用價值，具體如下：（1）應用新能源進行建筑節(jié)能設計是社會經濟可持續(xù)發(fā)展的基本需求。對于人類來說，能源就是賴以生存的基礎，也是社會發(fā)展的重要保證，國民經濟的繁榮離不開對能源的高需求，但是當前能源問題已經備受關注，一旦能源面臨短缺現象，這將嚴重制約國家經濟的發(fā)展。

（2）在建筑節(jié)能設計中應用新能源，是保護生態(tài)環(huán)境、實現人與自然和諧統(tǒng)一的重要前提。隨著能源消耗程度的加深，生態(tài)環(huán)境遭受污染程度也在加大，城市化建設進程中，基本上每個城市都會受到霧霾的影響。霧霾天氣將影響居民身體健康，對自然有著破壞性作用。但當前建筑施工需要使用煤炭、石油與天然氣能自然能源，這些不可再生能源一旦使用就不會再有，且能源使用中會有大量二氧化碳和二氧化硫等物質排放。這些物質排放之后會破壞環(huán)境，并帶來大氣污染。因此在建筑節(jié)能設計應用新能源將勢在必行，這不僅可以減少污染物排放量，也能夠提升居民生活質量，保障人們的身體健康[1]。

2 ?建筑節(jié)能與建筑設計中的新能源利用方式

建筑節(jié)能設計中可以合理設計圍護結構的熱工性能，提升采暖與制冷系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風系統(tǒng)的運行效率，讓可再生能源得到充分利用。太陽能作為清潔型可再生能源，取之不盡用之不竭，可以被利用在建筑節(jié)能設計中。

2.1 利用太陽能能源

2.1.1 太陽能制冷系統(tǒng)的應用

應用太陽能進行制冷系統(tǒng)設計，實現光能與電能的相互轉換，使太陽照射的能源可以轉化為電能，供居民使用。此外，還可以利用太陽能將光能轉化為熱能，讓太陽照射的能源變?yōu)闊崮埽瑧{借吸收式制冷技術優(yōu)勢使制冷系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。二者方式相比，太陽能轉化為電能更加簡單，但是耗費的成本比較高。

具體如下：（1）壓縮式制冷系統(tǒng)。系統(tǒng)內包含壓縮機、冷凝器與蒸發(fā)器，制冷劑在壓力溫度影響下沸騰，使其溫度低于被冷卻物質溫度。壓縮機會抽吸蒸汽設備內的蒸汽，將蒸汽壓縮到冷凝壓力，隨后送入冷凝去，在壓力的作用下將氣體變?yōu)橐后w。這一過程中需要較多熱能，且成本較高。（2）蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)。系統(tǒng)由蒸汽噴射器、蒸發(fā)器與冷凝器構成，在噴射器抽吸作用下使蒸發(fā)器處于真空狀態(tài)，讓水分在蒸發(fā)時制冷。該制冷方式需要較高的即熱溫度，制冷效果一般。（3）吸收式制冷系統(tǒng)。結合液體氣化對熱量吸收的原理，該系統(tǒng)內將氨水作為制冷劑，水作為熱量吸收劑，讓氨水溶液與水之間形成冷循環(huán)，從而達到制冷效果。該制冷方式與前兩種制冷系統(tǒng)相比，不需要太多熱能，可以滿足大多數用戶需求[2]。

2.1.2 利用太陽能供熱水與供暖

現如今，家家戶戶已經使用太陽能熱水器，太陽能集熱器可以將太陽能的熱源集中使用，應用太陽能供暖時可以使用低溫熱水進行日常生活。平板式太陽能集熱器比較常見，它可以高效率獲取熱水，但是該設備抗寒性能一般，無法在北方地區(qū)使用。

2.1.3 建造太陽能房

顧名思義，太陽能房就是利用太陽輻射能量，讓室內溫度上升，或者為用電設備提供電能。利用太陽能集熱設備將能量轉化為熱能，保障室內溫度保持在一定范圍，使冬季時節(jié)室內不再寒冷。建造太陽能房不僅有著保溫的效果，也有著降溫的作用，將溫度控制在額定值，溫度只在該額定值左右波動，既不會太高，也不會太低。

2.2 利用地熱能源

利用地熱能源可以起到供熱與供暖的效果。在建筑節(jié)能設計中，地熱能可以進行空調制冷、室內供暖與發(fā)電，特別是地熱發(fā)電，這是以地下熱水和蒸汽作為動力源，屬于建筑節(jié)能設計中較為新型的智能發(fā)電技術。地熱發(fā)電與正常發(fā)電原理相似，都是能源之間的轉換，將地熱能轉為機械能，機械能轉為電能即可。地熱能可以用于室內空調采暖、浴室沐浴和廚房烹飪，地熱能源的應用方式較為簡單，且有著較高的經濟效果。

土壤源熱泵空調系統(tǒng)的應用?？諝庠礋岜谩⒌乇硭疅岜?、地下水熱泵都是建筑節(jié)能設計對天然能源的利用方式，土壤源熱泵空調可以讓能源得到循環(huán)，系統(tǒng)將地表淺層地熱能源作為冷熱源，直接進行能源的轉換，這種能源利用方式不會受到時間與地域的限制，屬于典型的清潔能源。不僅如此，地熱源熱泵空調系統(tǒng)在運行中不會向大氣排放熱量與水蒸氣，有效保護大氣環(huán)境。與以往的空調系統(tǒng)相比，土壤源熱泵空調系統(tǒng)的運行成本比較低，且可以在國內大多數地區(qū)廣泛應用。土壤熱泵空調占地面積小，支持地下操作，能夠為建筑節(jié)能設計節(jié)省大量空間，土壤熱源作為環(huán)保型能源，不需要燃燒，沒有排煙，使用中不會產生廢棄物。與空氣源熱泵相比，土壤源熱泵能夠節(jié)約40%以上的能源消耗。

2.3 推廣低耗能公共建筑技術，提升能源利用效率

當前我國公共建筑面積較小，只占城鎮(zhèn)面積的4%左右，但是公共建筑中能源消耗量卻占城鎮(zhèn)建筑耗能的20%以上。面對這一情況，建筑施工與節(jié)能設計中應提出一套低能耗公共建筑技術，例如選擇陽光充足的朝向，節(jié)約電能，減少建筑體型系數，節(jié)約施工材料，或者利用自然通風達到室內降溫目的。這些做法在一定程度上可以緩解公共建筑電力能源供應緊張的現狀，讓天然采光代替電能。工程項目施工中，為了節(jié)約能源使用量，建議最大限度上提高能源利用效率，實現資源的優(yōu)化配置。項目建設階段可以提高加熱與冷卻系統(tǒng)的應用率，使用分樓計量的方式進行各個樓層的供熱計費，應用混水與換熱方式進行供水溫度調節(jié)，采用低水溫、大流量、小溫差供熱方式，減少熱損失，降低能源消耗量。

除了上述文中提到的太陽能與地熱能源，還可以將 風能用于建筑節(jié)能設計中。風能也是一種常見的新能源，它可以改善室內空氣流通情況，提高室內空氣質量，降低夏季室內溫度，節(jié)約電能消耗。在冬季時利用風能可以改善室內潮濕環(huán)境，避免采暖能源帶來的過多損耗。新型環(huán)保材料的應用，通過加工、改性、入模與固化成型，可以保護森林資源，防止水土流程，對建筑節(jié)能設計起到保溫與隔熱的作用，節(jié)能環(huán)保材料沒有任何污染，且具有良好的隔熱效果和耐腐蝕功能，能夠有效延長建筑物使用壽命。

3 ?結語

總而言之，隨著我國社會經濟的發(fā)展與科學技術的進步，人們的生態(tài)環(huán)保意識不斷增強，各行業(yè)在發(fā)展中意識到生態(tài)環(huán)境保護的意義。因此，在建筑節(jié)能設計中，引入太陽能、地熱能、風能等新型能源，最大限度上節(jié)約煤炭、石油等不可再生能源，實現資源優(yōu)化配置，減少這些污染性能源對生態(tài)環(huán)境帶來的污染，從而達到人與自然的和諧統(tǒng)一。

參考文獻

[1] 劉振興.光伏新能源技術在建筑電氣節(jié)能設計中的應用[J].通信電源技術，2019，36（6）：118-119.

[2] 李向陽.建筑節(jié)能與建筑設計中的新能源利用[J].建筑技術開發(fā)，2018，45（8）：113-114.

[3] 洪辰玥.地下公共空間綠色建筑設計理論及方法研究[D].西南交通大學，2018.