建筑節(jié)能與建筑設(shè)計中的新能源利用

賈飛雪

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人民生活水平的提高，城市人口數(shù)量大幅度提高，城市所需的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量增加。但是，城市的總體資源是有限的，如何節(jié)約能源和高效率利用能源是城市在發(fā)展過程中必定需要解決的問題。城市基礎(chǔ)設(shè)施所消耗的電能、熱能等是較為龐大的，如何設(shè)計建筑能使其消耗的能源最少同時又不影響人們的生活體驗(yàn)成為了當(dāng)今城市設(shè)計領(lǐng)域的熱門話題。本文從建筑節(jié)能設(shè)計以及建筑節(jié)能中的新能源利用這兩個方面來介紹有關(guān)城市建筑中的節(jié)能設(shè)計。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能;新能源利用;設(shè)計

我國目前的建筑節(jié)能設(shè)計還沒有形成完善的管理體系，大多數(shù)節(jié)能設(shè)計都是房地產(chǎn)開發(fā)商為了吸引住戶眼球所開發(fā)的低效率的節(jié)能方案，例如建筑外墻涂層保溫、建筑外墻夾層保溫、建筑外墻自體保溫等，這些節(jié)能手段會影響建筑本身的建筑強(qiáng)度，導(dǎo)致建筑的建筑壽命以及建筑抗震性降低。這些節(jié)能材料的存在還會使得建筑的火災(zāi)發(fā)生率上升，加大居住風(fēng)險。同時一些外墻節(jié)能材料存在年久失修剝落的可能性，使得其具有一定的高空墜物風(fēng)險。事實(shí)上，科學(xué)的建筑節(jié)能設(shè)計可以避免以上問題的出現(xiàn)，同時還能降低節(jié)能設(shè)計的成本。

一、建筑節(jié)能設(shè)計

建筑的節(jié)能設(shè)計主要是指其對太陽能的利用以及儲存，保證建筑根據(jù)不同地區(qū)、季節(jié)以及氣候的要求達(dá)到保溫以及散熱的目的。

（一）建筑體型節(jié)能設(shè)計

建筑的體型決定了其基本的散熱率和得熱率。建筑體型節(jié)能設(shè)計的主要方案有控制建筑體型系數(shù)、控制建筑表面積系數(shù)以及選擇合適的長寬比等。建筑的體型系數(shù)是指建筑外層與空氣所接觸的外表面積與其所包圍的建筑體積之比，體形系數(shù)越大，說明建筑散熱率越大，能耗就越高，一般來說建筑體型系數(shù)都控制在0.3以下。從獲取更多日照同時降低散熱率的角度來看，建筑的表面積系數(shù)越小越好，軸向?yàn)闁|西向的長方形建筑節(jié)能效率最高，而正方形建筑次之，軸向?yàn)槟媳毕虻拈L方形建筑節(jié)能效率最低。建筑的長寬比對于建筑的節(jié)能設(shè)計的影響與建筑朝向有關(guān)，當(dāng)建筑朝向正南方向時，建筑長寬比越大，節(jié)能效率越高。當(dāng)建筑朝向與朝南向呈67°角時，建筑長寬比對于建筑節(jié)能效率基本無影響。而當(dāng)建筑朝向與朝南向垂直時，建筑長寬比越大，則節(jié)能效率反而越小。

（二）建筑朝向節(jié)能設(shè)計

我國大部分地區(qū)都位于北回歸線以北，太陽光在全年的時間里都是從南方照射，故我國建筑的朝向一般都是以朝南為主。但由于建筑本身的成本要求，并非所有戶型都是朝南向設(shè)計。在這種情況下，則應(yīng)綜合考慮建筑當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地理條件以及建筑用地規(guī)模等因素，因地制宜的合理確定建筑朝向，使得建筑在獲得最佳或最接近最佳朝向的同時還能夠最大限度的利用光照。在北方寒冷地區(qū)，建筑朝向應(yīng)與冬季主導(dǎo)風(fēng)向成一定角度，使得冬季建筑能夠高效率保溫;而在南方炎熱地區(qū)，建筑朝向應(yīng)與夏季主導(dǎo)風(fēng)向平行從而提高建筑的通風(fēng)散熱速率。

二、建筑節(jié)能中的新能源利用

建筑節(jié)能中的新能源利用是指在建筑設(shè)計中引入新能源利用概念，降低采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水等系統(tǒng)中的能源浪費(fèi)，并且提高新能源的利用率。

（一）太陽能制冷系統(tǒng)

太陽能制冷系統(tǒng)主要能夠?qū)崿F(xiàn)兩種能量轉(zhuǎn)換。一是太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過太陽能電池板將太陽光吸收并轉(zhuǎn)化電能使用;二是太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，利用吸收式制冷技術(shù)來實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的運(yùn)作。第一種能量轉(zhuǎn)換方式較為簡單但是能量轉(zhuǎn)換效率較低，成本較高。因此市面上使用較多的太陽能制冷系統(tǒng)為太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過壓縮機(jī)或蒸汽噴射制冷系統(tǒng)完成制冷。

（二）太陽能供暖系統(tǒng)

太陽能供暖系統(tǒng)的主要設(shè)備是太陽能熱水器。目前太陽能熱水器在我國陽光充足的地區(qū)已經(jīng)得到了較大規(guī)模的應(yīng)用，其利用形式也各不相同。太陽能集熱器在持續(xù)集熱的集熱方式下提供的熱水溫度較低，因此在利用太陽能進(jìn)行供暖時就可以使用這些低溫?zé)崴?yīng)的設(shè)備。平板式太陽能熱水器是獲取熱水較為簡單的方式，但因其抗寒性能較差，在南方冬天的供暖時得不到較為充分的利用。在實(shí)際生活中，太陽能是在具備陽光條件時熱水以及供暖的首選，同時在企業(yè)生產(chǎn)過程中對熱水要求不高的情況下也可以使用太陽能熱水以及供暖設(shè)備。

（三）太陽能房的設(shè)計建造

太陽能房是指利用太陽能轉(zhuǎn)化來供給人們常規(guī)生活中的各種能源如熱能、電能等。通過太陽能集熱器等設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)化為室內(nèi)的熱能，可以使室內(nèi)保持一定的溫度，從而可以在高原地區(qū)陽光充足但溫度不穩(wěn)定的條件下使用。同時可以通過太陽能電池板供給人們生活所需要的電能等。但是由于目前科技水平下，對于太陽能的利用效率開發(fā)程度還不夠，所以太陽能房目前還未得到較大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。

（四）地?zé)崮芄┡到y(tǒng)

地?zé)崮芸梢杂糜诎l(fā)電、供暖以及空調(diào)制冷，其中用于發(fā)電是地?zé)崮茏钪饕哪芰哭D(zhuǎn)換方式，和普通發(fā)電程序一致，地?zé)崮芤彩窍葘崮苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。同時地?zé)崮芤部梢灾苯佑糜谑覂?nèi)的采暖空調(diào)、烹飪、沐浴等，由于其利用方式較為簡單，目前已經(jīng)獲得了較為廣泛的應(yīng)用。

（五）土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

空氣源熱泵系統(tǒng)、地表水熱泵系統(tǒng)、地下水熱泵系統(tǒng)都是建筑空調(diào)系統(tǒng)中的天然能源利用方式。土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)屬于能源循環(huán)的利用方式，其將地球表層的地?zé)崮茉醋鳛槔錈嵩催M(jìn)行能源轉(zhuǎn)換，不受地域限制，儲量廣泛的同時還是清潔能源。因其能源循環(huán)的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中不會將熱量、水蒸氣以及污染物排放入大氣，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。與傳統(tǒng)的空調(diào)技術(shù)相比，土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用更加低廉，占地面積較小，基本無污染物排放，在最大能源利用的基礎(chǔ)上達(dá)到了環(huán)境保護(hù)的目的。

三、結(jié)語：

建筑的節(jié)能設(shè)計一直是一項較為復(fù)雜也較為系統(tǒng)的工程，在建筑設(shè)計的各個環(huán)節(jié)中都應(yīng)將其節(jié)能設(shè)計考慮在內(nèi)。建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展需要各個領(lǐng)域包括政府、房地產(chǎn)開發(fā)商、設(shè)計單位以及民眾等各個領(lǐng)域的大力配合以及相互支持，政府應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化建筑節(jié)能法制建設(shè)，讓建筑節(jié)能有完整和系統(tǒng)的法律支持;房地產(chǎn)開發(fā)商需要改變功利思想，為建筑節(jié)能設(shè)計提供相應(yīng)的資金支持;設(shè)計單位需要以科學(xué)的建筑節(jié)能設(shè)計為目標(biāo)提高自我知識水平;民眾則需要提高自我的節(jié)能意識，為建筑節(jié)能設(shè)計提供更大的市場空間。

參考文獻(xiàn)：

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