建筑節(jié)能及新能源的應(yīng)用研究

文／紀(jì)玉濤 山東伯寧節(jié)能技術(shù)有限公司 山東濟(jì)南 250101

引言：

盡管近年來(lái)我國(guó)綜合國(guó)力不斷提高，但以犧牲環(huán)境為代價(jià)的發(fā)展仍帶來(lái)較大的負(fù)面影響，資源濫用導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題日益突出。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，只有保護(hù)好環(huán)境，提高資源利用率，才能健康穩(wěn)定發(fā)展，這也是我國(guó)大力推進(jìn)節(jié)能環(huán)保、發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的原因。住宅建設(shè)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)工程之一，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保，這無(wú)疑是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效手段。

1、房屋建筑設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保的概念和內(nèi)容

住宅建筑設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保的關(guān)鍵是低能耗、高利用率，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)理念、造型、風(fēng)格和環(huán)境利用上。家居建筑的設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保是多方面的，因?yàn)樾枰紤]周邊環(huán)境、地形、建筑材料和建筑目的、能源效率等因素。從節(jié)能理念的概念化到建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高，按照法律法規(guī)和圖集規(guī)范建立科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，并有效實(shí)施，降低生產(chǎn)成本，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)住宅建筑設(shè)計(jì)節(jié)能優(yōu)化。

2、當(dāng)前建筑節(jié)能的重要性

國(guó)家推動(dòng)和倡導(dǎo)發(fā)展綠色建筑，促進(jìn)建筑行業(yè)科學(xué)合理利用能源，制定建筑節(jié)能和審查管理辦法。在開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)，考慮建立嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，積極組織技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，并根據(jù)建筑的實(shí)際環(huán)境采用相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)?？茖W(xué)運(yùn)用綠色節(jié)能理念，開(kāi)展可行性研究和建筑分析，評(píng)估節(jié)能效果，從源頭杜絕固定資產(chǎn)能源浪費(fèi)，嚴(yán)格把控建設(shè)全過(guò)程。在建筑風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，提高建筑能源利用效率，確保建筑安全、節(jié)能、環(huán)保，加強(qiáng)能源消耗總量管理。隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑節(jié)能理念在建筑業(yè)中得到推廣應(yīng)用，發(fā)揮著非常重要的作用。具體來(lái)說(shuō)主要體現(xiàn)在：

（1）服務(wù)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。需要加強(qiáng)能源的重視和關(guān)注，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展需要能源的大力支持。從當(dāng)前來(lái)看，能源短缺已成為社會(huì)發(fā)展的重要內(nèi)容，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的重大問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，建筑能耗是總能耗的重要組成部分。由此看來(lái)，節(jié)能技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)揮著非常重要的作用，也是建筑業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)。

（2）服務(wù)于環(huán)境保護(hù)。煤炭、石油、天然氣是不可再生資源，這些能源的燃燒往往會(huì)釋放出大量的二氧化碳、硫化物等有害氣體，不僅對(duì)空氣造成更大的問(wèn)題，而且對(duì)空氣污染也有影響，損害生態(tài)環(huán)境。因此，通過(guò)建筑節(jié)能理念的有效應(yīng)用，可以有效解決能源浪費(fèi)問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展具有重要意義，同時(shí)可以凈化空氣，提高人們的生活品質(zhì)。

（3）提高人們生活水平。 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，極大地提高了人民的生活水平，人們?cè)跐M足物質(zhì)文化需要的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑質(zhì)量提出了更高的要求，以保證建筑質(zhì)量，保證居住環(huán)境的舒適度。夏天給空調(diào)制冷，冬天給空調(diào)加熱，增加了空調(diào)的使用率，消耗了大量的能源。在保證人居環(huán)境的前提下，合理優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化升級(jí)，提高綜合利用率，滿足建筑節(jié)能控制要求。

3、建筑設(shè)計(jì)中新能源運(yùn)用的意義

（1）將新能源應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)，可以滿足人們對(duì)居住品質(zhì)的要求。如今，人們的生活水平有了很大的提高，對(duì)居住環(huán)境的要求很高，人們希望生活在一個(gè)更加舒適、優(yōu)美、環(huán)保的環(huán)境中，因此，新能源在建筑設(shè)計(jì)中的研發(fā)和應(yīng)用可以保證人們的住房質(zhì)量要求。（2）新能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的實(shí)施。過(guò)去能源利用多為燃燒方式，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量氣體和粉塵，對(duì)空氣和水資源造成不利影響，影響人們的生產(chǎn)生活環(huán)境。對(duì)人們的健康產(chǎn)生負(fù)面影響。同時(shí)，過(guò)去使用的能源大部分是不可再生資源，我國(guó)有大量的煤炭、石油、天然氣等儲(chǔ)能，但這些能源都是不可再生資源，總有一天會(huì)枯竭。因此，建立研究和增加開(kāi)發(fā)以及將新能源應(yīng)用于設(shè)計(jì)可以促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的實(shí)施。（3）新能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然。新能源資源豐富，多為可再生資源，無(wú)需擔(dān)心能源枯竭的發(fā)生，對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響小，分布廣泛，市場(chǎng)前景可觀。能源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)中非常重要的物質(zhì)，加大新能源的研發(fā)和應(yīng)用，不僅可以解決能源短缺問(wèn)題，也可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

4、提高建筑設(shè)計(jì)節(jié)能性能的相關(guān)措施

4.1 進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與建筑外型設(shè)計(jì)

近年來(lái)，世界范圍內(nèi)有生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢(shì)，為達(dá)到環(huán)保、綠色的目的，在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)更加注重建筑平面圖的科學(xué)性，設(shè)計(jì)合理的建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中，外部必須結(jié)合建筑區(qū)域的陽(yáng)光、朝向、體型，讓建筑適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形等條件。例如，蒙古大草原的人們經(jīng)常選擇帳篷作為他們的住宅建筑類型。帳篷的圓形可以提高建筑物的抗風(fēng)沙能力，在擴(kuò)大可用空間的同時(shí)還可以起到防寒的作用，并保持溫暖。由于沿海地區(qū)的建筑離海比較近，容易受潮濕空氣的影響，所以在設(shè)計(jì)建筑的過(guò)程中，要充分考慮建筑走向的合理性，通過(guò)創(chuàng)造良好的通風(fēng)效果，起到一定的防潮節(jié)能的作用。

4.2 做好建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)

在不同的建筑設(shè)計(jì)中，可以使用不同類型的遮陽(yáng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)遮陽(yáng)效果。比較常用的遮陽(yáng)篷形式主要有以下三種：一是水平式。這種遮陽(yáng)設(shè)計(jì)可以增加遮陽(yáng)范圍，更適合朝南的窗戶。二是垂直式。這種遮陽(yáng)篷設(shè)計(jì)可以阻擋從窗戶任一側(cè)斜射進(jìn)來(lái)的陽(yáng)光，更適合面向東北或西北方向的窗戶。三是綜合式。這種遮陽(yáng)篷設(shè)計(jì)主要適用于中等高度的角度，可以阻擋來(lái)自窗戶上方或兩側(cè)的陽(yáng)光，更適合面向西南或東南方向的窗戶。在建筑設(shè)計(jì)中，還可以使用百葉窗和遮光窗簾等遮陽(yáng)系統(tǒng)來(lái)阻擋陽(yáng)光。這些設(shè)計(jì)在白天有效阻擋陽(yáng)光，晚上打開(kāi)窗戶散熱，可以靈活調(diào)整室內(nèi)環(huán)境，建筑的高效節(jié)能和實(shí)用性也比較強(qiáng)。

4.3 加強(qiáng)墻體節(jié)能措施

建筑墻體節(jié)能措施主要涉及三個(gè)方面：一是外墻可采用保溫隔熱性能優(yōu)良的材料。二是保溫可用于形成墻體和保溫夾層的復(fù)合墻體。第三，除了改善墻體內(nèi)部，還可以在墻體外側(cè)加一層保溫層，既可以保護(hù)墻體，完可以提高墻體的保溫性能。通常在建筑施工中，擠塑板、絕緣砂漿和加氣混凝土砌塊是較常用的墻體絕緣類型。

4.4 建筑周邊的綠色設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)是建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中非常重要的一部分。綠化可以大大改善居住環(huán)境，調(diào)整建筑周邊環(huán)境。通過(guò)利用科技手段創(chuàng)造更好的外部環(huán)境，并將其與內(nèi)部環(huán)境聯(lián)系起來(lái)，可以顯著降低建筑物的能耗。在建筑所在區(qū)域的綠色設(shè)計(jì)過(guò)程中，要選擇適合建筑所在環(huán)境的綠色植物，并在合理的建設(shè)成本管理基礎(chǔ)上引入水質(zhì)環(huán)境。植樹(shù)還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)囟娜照諚l件來(lái)確定，保證建筑物冬日陽(yáng)光充足，夏季遮蔭。建筑綠化設(shè)計(jì)時(shí)，不能只注重平面布置，應(yīng)根據(jù)建筑的實(shí)際情況，展開(kāi)立體綠化，加大外墻、陽(yáng)臺(tái)、頂面的綠化施工，提高綠化植物的覆蓋率。這種居住環(huán)境具有冬暖夏涼的效果，可以提高建筑的節(jié)能效果。

4.5 新空調(diào)技術(shù)的合理利用

空調(diào)比較常見(jiàn)，在居民家中占據(jù)著不可忽視的位置。無(wú)論是炎熱的夏天還是寒冷的冬天，空調(diào)都是必不可少的。但是，由于空調(diào)需要大量的能源才能運(yùn)行，因此在新能源利用方面將一種新型技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)，可以減少因空調(diào)使用而造成的不必要的能源浪費(fèi)。應(yīng)用新的空調(diào)技術(shù)后，冷卻系統(tǒng)可以切換到相應(yīng)的冷卻塔，減少空調(diào)運(yùn)行的總能耗， 合理控制室溫，以滿足人們的要求。應(yīng)用新空調(diào)技術(shù)相對(duì)于現(xiàn)有空調(diào)技術(shù)最大的特點(diǎn)是成本相對(duì)較低，因此受到廣大設(shè)計(jì)師的歡迎。在未來(lái)的空調(diào)設(shè)計(jì)中，人們必然會(huì)在技術(shù)上不斷創(chuàng)新，進(jìn)一步降低能耗。

4.6 進(jìn)一步加強(qiáng)建筑平面設(shè)計(jì)

目前，建筑的平面設(shè)計(jì)工作有待進(jìn)一步加強(qiáng)，建筑外部環(huán)境和整體環(huán)境的設(shè)計(jì)有待加強(qiáng)。其中，主要目的是通過(guò)外部環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)、選址定位等，將建筑氣候與整體環(huán)境相結(jié)合，確保建設(shè)項(xiàng)目達(dá)到理想的外部小氣候，達(dá)到良好的節(jié)能效果。例如，在室外風(fēng)環(huán)境的設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要保證施工項(xiàng)目前后有氣候差異，有利于夏季室內(nèi)自然通風(fēng)，完要盡量避免冬季冷風(fēng)穿透。此外，主房間也應(yīng)通風(fēng)良好，并有自然光，以減少能源消耗。在綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)考慮建筑朝向，主要是在冬季，以獲得足夠的陽(yáng)光，同時(shí)避免房屋受到盛行風(fēng)向的影響。夏季可采取自然通風(fēng)，避免過(guò)度日曬，可大大減少對(duì)制冷設(shè)備（如空調(diào)、風(fēng)扇等）的過(guò)度依賴。

5、建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用的措施

5.1 對(duì)于太陽(yáng)能的利用

對(duì)于太陽(yáng)能的綜合利用，可以利用太陽(yáng)能提供的熱水、供暖和制冷。首先，對(duì)于利用太陽(yáng)能的制冷系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，主要考慮的是實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與其他電能的相互轉(zhuǎn)換，將太陽(yáng)能輻射的能量直接轉(zhuǎn)換成其他能量，然后再轉(zhuǎn)換成電能，應(yīng)用于壓縮機(jī)的冷卻做功，可以促進(jìn)太陽(yáng)能的利用。其次，要增加太陽(yáng)能熱水的使用和取暖，首先，利用太陽(yáng)能熱源將太陽(yáng)能集熱器置于極熱狀態(tài)，提高熱水溫度。這樣太陽(yáng)能提供的熱水可以有效地用于工業(yè)生產(chǎn)，可以提高太陽(yáng)能的利用率。

5.2 地?zé)崮芾?/h3>

地?zé)崮芸梢云鸬饺∨淖饔?。其中，地?zé)崮芸捎糜诎l(fā)電，地?zé)岚l(fā)電是一種以地下地?zé)岷退魵鉃閯?dòng)力源的新型發(fā)電技術(shù)，這種發(fā)電技術(shù)可以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換?？梢韵绒D(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，用于取暖和人們的生產(chǎn)生活。地?zé)崮軣崴到y(tǒng)主要應(yīng)用于建筑行業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)，是建筑行業(yè)在利用自然能源的基礎(chǔ)上，進(jìn)行能源循環(huán)利用方式。作為一種清潔能源，在使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，降低了對(duì)空氣環(huán)境的影響，具有降低成本、減少安裝面積、節(jié)省空間等效果。

5.3 風(fēng)能的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師必須樹(shù)立節(jié)能設(shè)計(jì)理念，注重風(fēng)能的有效利用，幫助建筑設(shè)計(jì)。合理利用風(fēng)能，特別是在炎熱的夏季，可以降低室內(nèi)溫度，為人們提供涼爽的空氣，減少室內(nèi)空調(diào)的使用，可以減少空調(diào)設(shè)備的損耗。在寒冷的冬季，合理利用風(fēng)能可以加速室內(nèi)空氣流動(dòng)，及時(shí)排出室內(nèi)潮濕空氣，大大提高室內(nèi)采暖效果，降低能耗。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求不斷提高，空調(diào)設(shè)備的使用量顯著增加，導(dǎo)致用電量顯著增加，對(duì)發(fā)電工作的影響也越來(lái)越大，風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用大大提高了發(fā)電量，為滿足人們的電力需求做出了重要貢獻(xiàn)。而且風(fēng)能屬于清潔能源，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，應(yīng)用前景可觀。從這個(gè)角度來(lái)看，合理利用風(fēng)能有助于降低能源消耗，提高能源利用率。

6、新能源在建筑領(lǐng)域中的推廣

6.1 技術(shù)研發(fā)

一是國(guó)家要積極支持新能源產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)可再生資源和新能源在建筑領(lǐng)域的推廣，積極鼓勵(lì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新能源企業(yè)開(kāi)發(fā)裝備和技術(shù)，全面提升建筑研發(fā)創(chuàng)新能力。二是加強(qiáng)與新能源企業(yè)、科研院所、高等院校的合作，共同推進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù)研發(fā)，建立完善的技術(shù)研發(fā)服務(wù)體系。三是在當(dāng)?shù)卣闹笇?dǎo)下，及時(shí)組織有關(guān)部門編制特色技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，組建專項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制項(xiàng)目組，充分學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)工作者的專業(yè)意見(jiàn)，建立科技標(biāo)準(zhǔn)體系，更好地推動(dòng)新能源在建筑行業(yè)的應(yīng)用。四是新能源利用規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。充分利用“四個(gè)同步”的機(jī)遇。新能源利用設(shè)施必須與建筑工程設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、使用保持同步，真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能與新能源利用的完美結(jié)合，全面推進(jìn)新能源的推廣應(yīng)用。五是進(jìn)一步加強(qiáng)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)研究，制定符合國(guó)家和地區(qū)發(fā)展條件的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，全面提高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用水平。同時(shí)，要適時(shí)推廣應(yīng)用新的科技成果，在保證標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)性和適用性的同時(shí)，加強(qiáng)創(chuàng)新成果的推廣應(yīng)用，建立工程間的互動(dòng)機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新成果的推廣和應(yīng)用。

6.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展

建筑節(jié)能技術(shù)和新能源利用涉及電力、水利、建設(shè)等多個(gè)部門。因此，各級(jí)地方政府需要從宏觀角度進(jìn)行探索，建立一個(gè)職能明確、綜合高效的管理部門。各地區(qū)、各省也要根據(jù)自身發(fā)展實(shí)際，積極鼓勵(lì)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加大稅收優(yōu)惠和政策支持力度。國(guó)家和地方政府部門要充分利用各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)政策進(jìn)行調(diào)控和引導(dǎo)，必要時(shí)明確強(qiáng)制性便利化政策，全面提升新能源在建筑行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，要加強(qiáng)新能源建筑應(yīng)用示范實(shí)施或城市引導(dǎo)，實(shí)施示范建筑工程，尤其要及時(shí)總結(jié)和積累新能源建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。重視能源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、政策法規(guī)制定和成套節(jié)能技術(shù)的推廣。此外，要建立健全可靠的監(jiān)管體系，加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管，確保新能源應(yīng)用質(zhì)量，樹(shù)立良好口碑，更好引導(dǎo)新能源產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)：

總之，能源危機(jī)的深化在一定程度上促進(jìn)了新能源的發(fā)展和新能源在工程建設(shè)中的應(yīng)用，這對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展非常重要。隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，新能源在建筑中占有重要地位，特別是在充分利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源方面，為建筑設(shè)計(jì)提供了重要支撐。新能源的開(kāi)發(fā)利用不僅保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且使許多應(yīng)用項(xiàng)目受益，有助于減少能源損失，提高能源效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。在此背景下，我國(guó)應(yīng)適當(dāng)重視發(fā)展新能源，創(chuàng)新新能源開(kāi)發(fā)技術(shù)，最大限度地發(fā)揮新能源的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。