淺析建筑節(jié)能及新能源的應(yīng)用

孫金磊

（天津市建筑節(jié)能推廣培訓(xùn)中心， 天津 300000）

0 前言

在社會(huì)發(fā)展過程中，建筑能源危機(jī)已成為社會(huì)能源危機(jī)的重要部分，隨著建筑施工技術(shù)水平的提升新能源在建筑施工過程中得到了有效的應(yīng)用，如太陽(yáng)能在混凝土制品養(yǎng)護(hù)、被動(dòng)式太陽(yáng)房建設(shè)、光伏發(fā)電、供暖制冷等方面的應(yīng)用，一定程度上緩解了建筑能源危機(jī)，因此對(duì)建筑行業(yè)新型能源應(yīng)用的綜合分析具有非常重要的意義。

1 太陽(yáng)能在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

1.1 混凝土制品養(yǎng)護(hù)

太陽(yáng)能在混凝土制品養(yǎng)護(hù)工作中的應(yīng)用主要是利用太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)罩、養(yǎng)護(hù)池等設(shè)施的制備代替草片、麻袋等常規(guī)保溫措施。太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)罩主要是依據(jù)混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)置，然后根據(jù)自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行太陽(yáng)能的吸收利用，其可以通過白天太陽(yáng)能的吸收，維持夜間罩內(nèi)溫度在26℃左右36小時(shí)，從而保證混凝土構(gòu)件強(qiáng)度一定。太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)池主要依據(jù)熱箱原理運(yùn)行，太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)池一般為磚砌池型，而內(nèi)部大多由保溫材料鋪設(shè)而成，太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)池頂部為玻璃材質(zhì)的透光保溫材料，在橡膠壓條的密封作用下，可實(shí)現(xiàn)良好的熱量?jī)?chǔ)存效果，一般太陽(yáng)內(nèi)養(yǎng)護(hù)池混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)可維持池內(nèi)溫度在28℃左右48小時(shí)，太陽(yáng)能混凝土養(yǎng)護(hù)措施在48小時(shí)養(yǎng)護(hù)后可促使混凝土構(gòu)件早期強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天的69%以上，極大的提高了施工效率[1]。

1.2 被動(dòng)式太陽(yáng)房建設(shè)

被動(dòng)式太陽(yáng)房的建設(shè)主要是依據(jù)太陽(yáng)高度角變化，結(jié)合房屋建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)置，促使其在太陽(yáng)能的充足供給下實(shí)現(xiàn)有效的熱能供應(yīng)及集中儲(chǔ)備。在太陽(yáng)能獨(dú)立供給的情況下，太陽(yáng)能被動(dòng)式建筑可維持室內(nèi)溫度在16℃左右，在太陽(yáng)能應(yīng)用過程中根據(jù)建筑設(shè)計(jì)形式的區(qū)別，太陽(yáng)能主要有間接利用、直接利用兩種方式。其中間接利用主要是采用集中蓄熱的方式見集熱墻的設(shè)置，集熱墻一般外部具有相應(yīng)的隔離設(shè)施，如玻璃外罩等，其可以在陽(yáng)光透過時(shí)進(jìn)行熱量的吸收，然后利用表面、輻射、對(duì)流等傳輸方式進(jìn)行熱量供給。而太陽(yáng)能直接利用則是通過保溫窗板、保溫墻等保溫設(shè)施在太陽(yáng)能通過時(shí)進(jìn)行直接儲(chǔ)存利用，促使建筑內(nèi)部溫度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。在太陽(yáng)能采暖保證率一定時(shí)每年單位面積建筑可節(jié)省45kg左右煤的消耗量。

1.3 太陽(yáng)能制冷供熱系統(tǒng)及光伏發(fā)電技術(shù)

太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)主要是通過太陽(yáng)能制冷空調(diào)的設(shè)置，利用固體吸附、溴化鋰-水吸收、氨-水吸收的形式進(jìn)行建筑內(nèi)部空氣調(diào)控，保證室內(nèi)溫度適宜。太陽(yáng)能熱泵供熱則是利用熱泵裝置促使太陽(yáng)能集熱器運(yùn)行，從而進(jìn)行熱量搜集，熱泵裝置具有極其優(yōu)良的效用，其可以在在室外溫度低于20℃的情況下，利用太陽(yáng)能集熱器將室內(nèi)溫度及供水管道溫度維持在45℃左右，從而維持建筑內(nèi)部具有適宜的運(yùn)行溫度[2]。

光伏發(fā)電技術(shù)主要是在電源一定的情況下，利用蓄電池、逆變器、太陽(yáng)能電池板、放電控制器等控制保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行，進(jìn)行光熱及光電性能的應(yīng)用。光伏發(fā)電技術(shù)在實(shí)施過程中具有極小的占地面積，其光伏發(fā)電設(shè)備及配套設(shè)施可在建筑頂部及墻面等部位進(jìn)行安裝，從而在建筑內(nèi)部進(jìn)行集中并網(wǎng)發(fā)電，集中并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)可對(duì)內(nèi)部電力能源進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并將額外電量進(jìn)行儲(chǔ)備管理，然后當(dāng)檢測(cè)到電力高峰情況時(shí)可進(jìn)行電力能源供給，從而降低電力輸送負(fù)載，維持整體系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)在半導(dǎo)體伏打效應(yīng)的作用下，太陽(yáng)能可在太陽(yáng)能電池板內(nèi)轉(zhuǎn)化為直流電，然后經(jīng)過逆變器及控制器的綜合作用轉(zhuǎn)化為交流電，其可在白天利用太陽(yáng)能電池板進(jìn)行電力能源直接應(yīng)用，而在晚上可以利用逆變器對(duì)蓄電池組件交流充電，促使電力能源的充足供應(yīng)。

2 地?zé)崮茉诮ㄖ?jié)能中應(yīng)用

2.1 我國(guó)地?zé)豳Y源分布情況

我國(guó)具有極其優(yōu)良的地?zé)豳Y源，現(xiàn)階段我國(guó)已發(fā)現(xiàn)的地?zé)豳Y源可達(dá)2000處，其主要分布與我國(guó)云南、西藏、黑龍江、天津等地。其中云南、西藏等地地?zé)豳Y源溫度大多在150℃以上。而天津、黑龍江等地地?zé)豳Y源溫度大多在100℃以下，其這些地區(qū)的地?zé)豳Y源距離地面表層僅有十幾米的深度，便于地?zé)豳Y源的開發(fā)利用。

2.2 地?zé)峁┡翱照{(diào)

地?zé)峥照{(diào)在應(yīng)用過程中不僅不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染，而且可以向周邊環(huán)境供給充足的能源。如在我國(guó)奧運(yùn)工程運(yùn)動(dòng)村地?zé)峥照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其可以利用地?zé)崮軐?duì)泳池內(nèi)水進(jìn)行加熱措施，維持泳池內(nèi)水溫恒定，且保證單位區(qū)域內(nèi)個(gè)體熱水供應(yīng)量在1000kg以上。通過地?zé)峥照{(diào)的應(yīng)用，每年可節(jié)省將近6100噸煤的消耗[3]。

地?zé)峁┡饕ㄟ^熱交換裝置的設(shè)施將地?zé)崮茉崔D(zhuǎn)化為生活可用能源，從而對(duì)生活中水分進(jìn)行加熱，為建筑內(nèi)居民提供充足采暖用水供應(yīng)。地?zé)峁┡饕煞譃橹苯永谩㈤g接利用兩種方式，間接利用措施主要是通過回灌井、換熱站、地?zé)峋妊b置的聯(lián)合利用進(jìn)行熱量供給，而直接利用方式則是利用建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的熱力循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行熱能供應(yīng)。

2.3 沼氣應(yīng)用

現(xiàn)階段沼氣資源大多應(yīng)用于農(nóng)村建筑建設(shè)中，沼氣能源在應(yīng)用過程中大多為廁所、日光溫室、沼氣池、畜禽舍等四位一體的模式，在相關(guān)模式運(yùn)行下其可以對(duì)能源進(jìn)行有效的應(yīng)用，降低煤等不可再生能源的使用量。沼氣裝置及其配套設(shè)施投入成本較低，且生產(chǎn)效率較高，如體積在6平方米的沼氣池僅需800元左右的投入量，但其在正常運(yùn)行中可每年生產(chǎn) 300立方米的沼氣，節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒量800kg。

3 建筑施工能源控制

現(xiàn)階段城市發(fā)展過程中，整體城市垃圾數(shù)量的一半左右為建筑垃圾，建筑垃平均每年可達(dá)到 1億噸以上的排放量，且以往建筑垃圾大多采用填埋、拋灑等措施進(jìn)行處理，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成了極其嚴(yán)重的威脅，這種情況下，在建筑垃圾分揀歸類處理的基礎(chǔ)上可利用砂石、金屬、竹木等可再生能源代替以往建筑材料，控制建筑垃圾的大量產(chǎn)生，如輕質(zhì)砌塊等。輕質(zhì)砌塊主要是將廢磚、廢混凝土等建筑垃圾粉碎之后與水泥、砂土等材料進(jìn)行拌合，經(jīng)過振動(dòng)、模板制作、維護(hù)等措施后形成的新型建筑材料。

4 總結(jié)

綜上所述，我國(guó)能源危機(jī)的不斷加劇為建筑新能源的開發(fā)利用提供了動(dòng)力，新能源的利用對(duì)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義，如利用太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒄託饽艿饶茉纯蓪?shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部空氣調(diào)節(jié)、熱水供應(yīng)等功能，極大的降低了煤等不可再生能源的損耗量，同時(shí)利用金屬、砂石等可再生能源對(duì)建筑垃圾的分類處理也為建筑能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供了有力的依據(jù)，從而為建筑施工行業(yè)環(huán)境效益、社會(huì)效益的同步提升提供了保障。

[1]石光春. 建筑節(jié)能及新能源應(yīng)用[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向:上, 2017, 15(10):388-389.

[2]顏希. 淺議建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向:上, 2017,15(11):140-141.

[3]魏愛武. 建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用[J]. 中外企業(yè)家,2017(2):254-255.