建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用

何玉龍

摘要：建筑行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)之一，是人類(lèi)的基本居住空間，是構(gòu)建現(xiàn)代化城市的主要組成部分，它與人類(lèi)的生活息息相關(guān)，不可分割。但是建筑行業(yè)也消耗了大量的資源，這違背了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)戰(zhàn)略。本文從我國(guó)建筑節(jié)能的現(xiàn)狀開(kāi)始闡述，并主要論述了作為新能源之一的太陽(yáng)能在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；建筑設(shè)計(jì)；太陽(yáng)能

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，煤礦、石油等各種資源日趨減少，我國(guó)逐漸提高了對(duì)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的重視。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在各項(xiàng)能源消耗中，建筑消耗所占的比例最大。為了人類(lèi)以后更好的生活，必須大力整治建筑的能源損耗，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能。我國(guó)要積極探索新能源，并應(yīng)用到建筑行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)環(huán)保、綠色、健康的建筑環(huán)境。

1.我國(guó)建筑節(jié)能的現(xiàn)狀

我國(guó)人口眾多，資源緊缺，所以人均資源占有率是相對(duì)較低的，但我國(guó)能源消耗總量卻在世界上居于第二。在各種能耗中，建筑能耗占有最大比重。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展也帶來(lái)了建筑業(yè)的輝煌，同樣不可忽視的是帶來(lái)了大量的建筑物能耗，尤其是建筑物取暖和空調(diào)耗能日趨增長(zhǎng)。據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的建筑活動(dòng)消耗的資源占人類(lèi)自然資源總量的40%，占能源總量的40%，造成的建筑垃圾占人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的垃圾總量的40%。

現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展要以節(jié)能降耗為宗旨。開(kāi)展綠色建筑，以生態(tài)環(huán)保的理論作指導(dǎo)依據(jù)，以高新技術(shù)為建設(shè)橋梁，全面實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的低能低耗、綠色環(huán)保。目前，我國(guó)已經(jīng)實(shí)施了一系列建筑節(jié)能的措施，制訂了很多關(guān)于建筑節(jié)能極其應(yīng)用技術(shù)的規(guī)范準(zhǔn)則。通過(guò)試點(diǎn)示范，建成了一批高效的節(jié)能建筑，取得了不可小覷的科技成果。

2.建筑節(jié)能的主要途徑

2.1節(jié)約能源

節(jié)約能源，包括提高能源應(yīng)用效率，減少建筑能源損耗。一方面我們可以通過(guò)完善設(shè)備功效、傳送設(shè)備功能、用戶(hù)端計(jì)量、室溫調(diào)控等環(huán)節(jié)來(lái)提高供能系統(tǒng)的能源利用效率。另一方面要通過(guò)各種途徑降低建筑物能源損耗率，可以使用高效經(jīng)濟(jì)的建筑材料，可以引入先進(jìn)科學(xué)的建筑手段，可以加強(qiáng)建筑物的恒溫調(diào)控。具體如下：

（1）建筑工作人員可以在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維護(hù)等環(huán)節(jié)通過(guò)改進(jìn)方法、提高效率來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。比如現(xiàn)階段的節(jié)能供暖系統(tǒng)有兩種技術(shù)。一個(gè)是利用計(jì)算機(jī)、平衡閥等裝置來(lái)合理分配網(wǎng)絡(luò)流量，實(shí)現(xiàn)供熱高效、能源節(jié)約；另一個(gè)是將溫控閥安裝在用戶(hù)散熱器上，實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控、減少損耗。

（2）合理改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，降低能量流失。通過(guò)改進(jìn)建筑實(shí)體墻內(nèi)外的保溫技術(shù)，減少冬季供暖圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分造成的熱量損失。夏季可充分利用自然風(fēng)調(diào)整室內(nèi)環(huán)境。

（3）保障良好的建筑遮陽(yáng)系統(tǒng)。建筑設(shè)計(jì)人員在建筑施工前，根據(jù)建筑周邊環(huán)境的布局及配置，靈活安裝不同的遮陽(yáng)系統(tǒng)。在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)要注意：1）在完成遮陽(yáng)功能的同時(shí)重視建筑物外觀。不要只追求最終的目的，而忽略了建筑本身要給人以美的享受。2）不同的空間位置，房間的功能設(shè)計(jì)不同。我們要針對(duì)不同房間的要求，通過(guò)科學(xué)手段合理進(jìn)行遮陽(yáng)裝置的安放。3）遵循平面布局原則。建筑物房間的門(mén)窗大多要設(shè)計(jì)為南北走向，縱軸設(shè)計(jì)要盡量接近東西走向。這種設(shè)計(jì)方式不僅滿(mǎn)足采光要求，而且可以節(jié)省出很多空間。4）遵循因地制宜的原則。依據(jù)各地氣候、地理位置、生活習(xí)慣的差異性，建筑的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)要采取科學(xué)有效的方法。

（4）做好建筑的綠化設(shè)計(jì)。做好綠化工作，可以有效地調(diào)節(jié)室內(nèi)外溫度，尤其是對(duì)夏季降溫有明顯的效果。做好綠化工作，可以有效地避免周?chē)ㄖ?、墻面、地面與太陽(yáng)光之間的反射熱。我們通常是采用植樹(shù)的方法進(jìn)行綠化工作，基于生態(tài)學(xué)原理，選擇的樹(shù)種大部分是灌木與喬木?？傊?，科學(xué)合理的綠化不僅可以為人們創(chuàng)造健康舒適的居住環(huán)境，而且可以防止各種環(huán)境污染，減少建筑能耗。

2.2 開(kāi)發(fā)新能源

我們常說(shuō)的新能源，是指太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮艿刃滦偷目稍偕茉椿蛘咴趥鹘y(tǒng)能源的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革創(chuàng)新產(chǎn)生的新能源。其優(yōu)勢(shì)是綠色環(huán)保、可持續(xù)性。本文主要介紹太陽(yáng)能在建筑中的有效應(yīng)用。太陽(yáng)能屬于無(wú)污染的可再生能源，在很多領(lǐng)域都具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＬ?yáng)能的利用方式包括：太陽(yáng)能取暖、太陽(yáng)能供熱、太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能發(fā)電等。地球上的自然資源是有限的，開(kāi)發(fā)新能源是迫在眉睫的，是極其必要的?，F(xiàn)階段我國(guó)在建筑行業(yè)廣泛應(yīng)用太陽(yáng)能電池發(fā)電技術(shù)，太陽(yáng)能熱水器的使用量以每年 20%的增長(zhǎng)比例快速增長(zhǎng)，據(jù)保守估計(jì)到2015年太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用率將突破25%，太能發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用總量預(yù)計(jì)達(dá)320MW。

近幾年我國(guó)太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面投入了大量資金，并取得了一些相應(yīng)成果。這些成就對(duì)我國(guó)繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能來(lái)說(shuō)具有重大意義，并且為生態(tài)建筑的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

3.太陽(yáng)能在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1太陽(yáng)房的應(yīng)用

我們主要介紹的是零輔助熱源被動(dòng)式太陽(yáng)房，這種太陽(yáng)房的設(shè)計(jì)可以保障處于冬季采暖期且連續(xù)晴天情況下的建筑物，可以完全依靠太陽(yáng)能采暖。這種太陽(yáng)房可以通過(guò)調(diào)整建筑朝向、結(jié)構(gòu)布局及建筑材料等滿(mǎn)足節(jié)能建筑的取暖要求。

一般來(lái)說(shuō)，我國(guó)的大部分居民建筑物能夠有效利用太陽(yáng)能采暖的面積只占總建筑面積的一半左右，并且很多房間的通風(fēng)效果差強(qiáng)人意。針對(duì)這些缺點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)分析，利用先進(jìn)的建筑學(xué)理論建造的高科技太陽(yáng)房，采用的是雙排小進(jìn)深布置，優(yōu)勢(shì)是盡可能地讓每個(gè)房間都得到光照，大面積受暖。我國(guó)現(xiàn)階段的太陽(yáng)能住宅大多數(shù)采用的是一字形排列布局，且進(jìn)深過(guò)大、構(gòu)造簡(jiǎn)單，新型的太陽(yáng)房顯然有了更多的優(yōu)勢(shì)和進(jìn)步。

3.2太陽(yáng)墻的應(yīng)用

太陽(yáng)能墻的定義：以一種深色帶孔的金屬薄板為建筑材料設(shè)計(jì)的墻體，其作用是吸收太陽(yáng)輻射，并借助風(fēng)機(jī)的抽吸作用，加熱進(jìn)入自身的小孔的外界新鮮空氣。

太陽(yáng)墻歸根結(jié)底也是一種特殊的太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)，由主要構(gòu)成是集熱和氣流輸送。集熱系統(tǒng)是由垂直墻板、遮雨板以及支撐框架構(gòu)成的。氣流輸送系統(tǒng)包含風(fēng)機(jī)和管道兩部分。太陽(yáng)墻板材覆蓋在建筑墻體的外側(cè)，其中分布有小孔，小孔與墻體的距離大致200mm，間隔的空腔連接的是通風(fēng)管道。

夏季風(fēng)扇處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，室外的熱氣流可以通過(guò)太陽(yáng)墻板的底部及孔洞進(jìn)入，然后經(jīng)由上部及周?chē)锥磁懦觯虼俗柚沽藷崃苛魅胧覂?nèi)，沒(méi)有必要專(zhuān)門(mén)安裝排氣裝置，并且經(jīng)過(guò)通風(fēng)之后，緩解了外墻的溫度，改善了室內(nèi)的熱環(huán)境。

冬季白天，室外空氣通過(guò)小孔進(jìn)入空腔，在流動(dòng)過(guò)程中受太陽(yáng)輻射熱壓作用，上升進(jìn)入到通風(fēng)系統(tǒng)，接著由管道輸送到各處地方。夜晚空腔吸收墻體散失的熱量，被轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)扇又帶回室內(nèi)。

結(jié)語(yǔ)

建筑是人類(lèi)生存的基礎(chǔ)，是國(guó)家建設(shè)的基礎(chǔ)。但是建筑能源損耗巨大，必須引起國(guó)家和社會(huì)的重視，我們要積極改進(jìn)建筑技術(shù)，降低建筑能耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)戰(zhàn)略。新能源是清潔可再生的能源，可以大力應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中。不僅實(shí)現(xiàn)了有效的節(jié)能，而且有利于生態(tài)建筑的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉加平，武六元.建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用[J].新能源及工藝，2011（3）：31-32.

[2]黃曉鶯.試論建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能[J].建筑設(shè)計(jì)研究，2008（4）：15-16.

[3]王曉寧.中國(guó)新能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].能源研究，2010（7）：21-22.

[4]林勇杰.新能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011（27）：181-183.

[5]畢麗君. 建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用[J].山西建筑，2012（12）：34.