建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用

潘笑盈

摘要： 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得能源的耗費(fèi)量不斷地增加。 其中，建筑業(yè)對(duì)能源的消耗比重是相當(dāng)大的 。因此，建筑節(jié)能問(wèn)題成了建筑業(yè)首要解決的問(wèn)題，同時(shí)需要不斷開(kāi)發(fā)利用新能源，提高新能源的利用率。本文從建筑的節(jié)能現(xiàn)狀出發(fā)， 重點(diǎn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能方法、措施進(jìn)行了探討，對(duì)促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能工作的深入開(kāi)展具有積極意義。

關(guān)鍵詞：能源利用；建筑設(shè)計(jì)；趨勢(shì)

1 我國(guó)的建筑節(jié)能與能源消耗現(xiàn)狀

在我國(guó)的所有能耗中，建筑能耗居于首位，約占全國(guó)總用能耗的1/4， 主要原因是近年來(lái)我國(guó)的建筑業(yè)發(fā)展迅猛。據(jù)調(diào)查研究，我國(guó)平均每年新建城鄉(xiāng)房屋約12億平方米，這個(gè)龐大的數(shù)字背后需要大量的建筑物能耗，特別是采暖和空調(diào)耗能在不斷增加。在世界一些發(fā)達(dá)國(guó)家， 由于人民生活水平較高， 其建筑能耗占總能耗的比例也很高， 約為30%～40%。因此， 建筑節(jié)能是世界各國(guó)共同存在而又非常重視的問(wèn)題。

我國(guó)的建筑節(jié)能開(kāi)始于1987年， 是以國(guó)家頒布第一部《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-86）為標(biāo)志。1996～1998年， 全國(guó)每年平均建成節(jié)能住宅1.5億平方米以上， 雖然目前全國(guó)已累計(jì)建成節(jié)能建筑10億平方米以上， 推廣新型墻體材料建筑11.26億平方米， 但節(jié)能住宅建筑量?jī)H占當(dāng)年城鄉(xiāng)住宅建設(shè)總量的1%。除新建房屋以外， 我國(guó)尚有大量既有建筑每年需要耗費(fèi)大量的能源， 也急需進(jìn)行節(jié)能改造， 因此， 我國(guó)的建筑節(jié)能工作任務(wù)仍非常艱巨。

2 新能源前提下的建筑設(shè)計(jì)原則

如今，隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和能源短缺的壓力，“節(jié)能建筑”成為當(dāng)前最熱的話題，節(jié)能建筑的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該統(tǒng)一的，節(jié)能建筑就應(yīng)該是環(huán)保建筑，充分利用陽(yáng)光、雨水等可再生能源，最大限度的節(jié)電節(jié)水，大力發(fā)展綠色節(jié)能建筑是中國(guó)建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。我們?cè)谛履茉吹慕ㄖO(shè)計(jì)上要遵從以下原則：

（一）建筑設(shè)計(jì)的資源利用效率要達(dá)到最高的原則，指的是對(duì)各種建筑用的資源，包括能源、土地、水、各種建筑材料等，都要高效率地利用，盡可能的節(jié)約能源。

（二）要達(dá)到對(duì)環(huán)境影響最小，要注意以下幾個(gè)方面：一是防止建筑對(duì)土壤、空氣和水的污染；二是盡量使用本地建材。這也是對(duì)環(huán)境影響最小的一項(xiàng)措施，因?yàn)檫@樣可以減少運(yùn)輸對(duì)環(huán)境的影響，而且可以支持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展：三是重復(fù)利用建筑材料。在建筑選材時(shí)，要考慮材料的可循環(huán)使用，這是鼓勵(lì)利用建筑材料的回收利用。四是要盡可能利用既有建筑，提高建筑物的壽命。

（三）對(duì)生態(tài)環(huán)境最好指的是對(duì)人以及其他生物的生存和健康最為有利，通常我們說(shuō)“以人為本”是正確的，但同時(shí)不要忘了其他物種。人也是自然生態(tài)中的一部分，“以人為本”的建筑設(shè)計(jì)原則，不單只是滿足“人”的物質(zhì)與精神需求，更應(yīng)該使其與生態(tài)環(huán)境保持應(yīng)有的平衡關(guān)系，需考慮到未來(lái)的的可持續(xù)發(fā)展。

3 建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用

新能源作為高效潔凈的能源，應(yīng)大力應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中， 要實(shí)現(xiàn)有效地開(kāi)發(fā)利用新能源。首要的是把建筑構(gòu)件與能源設(shè)備有效的結(jié)合利用；其次是不斷發(fā)展科學(xué)技術(shù)，開(kāi)拓新的能源，融入建筑設(shè)計(jì)中 。這是建筑設(shè)計(jì)者和設(shè)備研究組生產(chǎn)企業(yè)必須共同重視的問(wèn)題，也是建筑節(jié)能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。

3.1 積極利用太陽(yáng)能

開(kāi)發(fā)利用新能源， 尤其是太陽(yáng)能， 應(yīng)盡可能多地替代和節(jié)約常規(guī)能源， 減少由于燃用礦物燃料對(duì)環(huán)境造成的污染。太陽(yáng)能作為一種無(wú)污染的可再生能源，在建筑上具有很大的應(yīng)用潛力。 太陽(yáng)能的利用方式主要分為： 被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖、太陽(yáng)能供熱水、主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖與空調(diào)、以及太陽(yáng)能發(fā)電等。被動(dòng)式采暖系統(tǒng)雖然技術(shù)要求和造價(jià)相對(duì)都比較低， 但對(duì)建筑師的技術(shù)要求較高， 要求建筑師具備被動(dòng)式采暖、通風(fēng)等建筑設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和進(jìn)行建筑物理環(huán)境設(shè)計(jì)以及特殊建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)的能力。

通過(guò)對(duì)我國(guó)人民生活方式與生活水平及冬季最冷月太陽(yáng)輻射強(qiáng)度與室外平均溫度等氣象參數(shù)分析研究， 提出了以輻射溫差比做為劃分零輸助熱源被動(dòng)式太陽(yáng)房的主要依據(jù)， 并以此為根據(jù)繪出了我國(guó)可建零輔助熱源被動(dòng)式太陽(yáng)房的區(qū)域分布圖。零輔助熱源被動(dòng)式太陽(yáng)房， 是指以被動(dòng)式太陽(yáng)房所建地采暖期最冷月室外平均氣溫作為室外氣象參數(shù)， 被動(dòng)式太陽(yáng)房集熱面上最冷月平均收集的太陽(yáng)能為室內(nèi)采暖的主要能量來(lái)源， 以保證太陽(yáng)房室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量達(dá)到滿足人們正常生活需要為依據(jù)， 完全不考慮利用其他任何輔助能源采暖的一種被動(dòng)式太陽(yáng)房。以這種方法設(shè)計(jì)的被動(dòng)式太陽(yáng)房， 至少能保證在冬季采暖期連續(xù)晴天的情況下， 百分之百利用太陽(yáng)能采暖。

再如太陽(yáng)能熱水器，從最初的悶曬式、平板式到現(xiàn)在的全玻璃真空管、真空管熱管式， 從技術(shù)上有了飛躍的發(fā)展， 大大地提高了太陽(yáng)能的利用效率。高效太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用為主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖，尤其太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)的發(fā)展， 提供了高品位熱源。太陽(yáng)能光電利用， 是利用領(lǐng)域最廣、能源傳輸最為方便、利用品質(zhì)最好的一種方式。光電池與玻璃的復(fù)合技術(shù)， 已使建筑的幕墻作為建筑本身部分用能的自供電源成為可能， 這也是建筑構(gòu)件復(fù)合多功能高新技術(shù)發(fā)展的一個(gè)成功實(shí)例， 也是今后建筑可持續(xù)發(fā)展的方向之一。

3.2 提高地?zé)崮艿膽?yīng)用效率

在利用地?zé)崮軙r(shí)，一方面可利用高溫地?zé)崮馨l(fā)電或直接用于采暖供熱和熱水供應(yīng)；另一方面可借助地源熱泵和地道風(fēng)系統(tǒng)利用低溫地?zé)崮?。風(fēng)能發(fā)電較適用于多風(fēng)海岸線、山區(qū)和易引起強(qiáng)風(fēng)的高層建筑，在英國(guó)和香港已有成功的工程實(shí)例，但在建筑領(lǐng)域，較為常見(jiàn)的風(fēng)能利用形式是自然通風(fēng)方式。

3.3 采用變風(fēng)量、變頻空調(diào)系統(tǒng)

變風(fēng)量系統(tǒng)是通過(guò)改變送風(fēng)量的辦法來(lái)控制不同房間的溫濕度變風(fēng)量系統(tǒng)追求以較少的能耗來(lái)滿足室內(nèi)空氣環(huán)境的要求變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)作為一種節(jié)能系統(tǒng)，采用新的風(fēng)量調(diào)節(jié)技術(shù)，其節(jié)能效果已經(jīng)引起了人們的關(guān)注，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)房間的負(fù)荷隨時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的送風(fēng)量，在高峰時(shí)，增大送風(fēng)量，當(dāng)各房間的負(fù)荷小于設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，變風(fēng)量系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的總輸送風(fēng)量，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。

變頻空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)約能源方面同樣起著重要的作用，變頻空調(diào)系統(tǒng)，即變制冷劑流量系統(tǒng)，它以制冷劑為輸送介質(zhì)，是根據(jù)房間內(nèi)空調(diào)負(fù)荷的變化對(duì)制冷劑流量進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的一項(xiàng)技術(shù)。在建筑行業(yè)，冷卻塔供冷技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，并取得了顯著的效果。

4 結(jié)論

全面的建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用，緩解我國(guó)能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾；有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)的保障國(guó)家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：石河子博力工程管理有限公司）