建筑節(jié)能與建筑設(shè)計中的新能源利用

趙國芳

山西晉設(shè)拓凡建筑設(shè)計咨詢有限公司（030001）

1 建筑節(jié)能概述

建筑節(jié)能是指提高建筑中的能源利用，在保證建筑質(zhì)量和建筑居住條件不降低的情況下，降低能源消耗，合理分配能源，提高能源利用率。也就是說，建筑規(guī)劃、擴建、改建的過程中，實行節(jié)能標準。在選材環(huán)節(jié)使用節(jié)能材料，在建筑環(huán)節(jié)考慮建筑空間和能源的規(guī)劃利用，在保證居住條件下降低暖氣、冷氣的消耗。目前，建筑節(jié)能已經(jīng)是發(fā)達國家建筑發(fā)展的必然趨勢，建筑節(jié)能也成為降低建筑行業(yè)能源消耗的手段之一。

2 新能源應用于建筑設(shè)計的重要意義

建筑行業(yè)的發(fā)展特點就是不斷消耗大量的能源，所以將太陽能和天然風能等可再生能源廣泛應用于建筑設(shè)計中，不僅能夠有效地替代這些不可再生資源，更能夠有效減少對生態(tài)環(huán)境的直接污染，真正實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。就目前而言，我國在對建筑新能源的利用中，地熱、太陽能的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)很成熟，在我國建筑行業(yè)得到了廣泛的研究應用。只要能夠充分地開發(fā)利用新能源，就一定會對我國社會主義經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展起到良好的推動作用。

3 節(jié)能建筑設(shè)計的原則

3.1 長遠性原則

由于建筑的使用年限周期較長，普通建筑的使用年限長達50年。針對現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計標準的指標要求，往往都是滿足最小指標要求便可。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，節(jié)能標準勢必不斷提升，建筑設(shè)計不能僅局限于滿足現(xiàn)行的節(jié)能標準，要把眼光放長遠，在建筑節(jié)能設(shè)計時要考慮建筑使用年限，應在當前節(jié)能規(guī)范指標要求上，適當提高節(jié)能指標的設(shè)計，以滿足后期新標準執(zhí)行時，能對既有建筑實施節(jié)能改造提供一些便利。

3.2 節(jié)能性原則

節(jié)能是建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計的核心。在制訂設(shè)計方案時，利用綠色環(huán)保理念，提出更多的節(jié)能要求，也是現(xiàn)代化建筑物發(fā)展的必然趨勢。從節(jié)能入手，在規(guī)劃設(shè)計中利用太陽能板、風能轉(zhuǎn)化成電能設(shè)備，供給現(xiàn)代人的生產(chǎn)、生活。在建筑外墻設(shè)計時可利用具有節(jié)能效果的保溫材料，在建筑施工時，也應利用更多新技術(shù)，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，降低能源的消耗量，從而保護環(huán)境[1]。

4 建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析

4.1 對綠色建筑的理解少

有些設(shè)計人員由于分不清建筑節(jié)能和綠色建筑的區(qū)別，缺少對綠色建筑和綠化的了解，對綠色建筑的理解停留在大面積種植綠化方面。綠色建筑是強調(diào)建筑物與周圍環(huán)境的和諧，節(jié)約能耗是建筑本身的一個指標。綠色建筑不僅是依靠先進技術(shù)、先進材料來實現(xiàn)的，而且還要通過節(jié)能設(shè)計，對設(shè)計方案不斷優(yōu)化，充分利用自然來實現(xiàn)。綠色建筑應采用新措施節(jié)約土地、水、材料、能源等，以實現(xiàn)節(jié)約成本。

4.2 能源消耗速度較快

我國的社會經(jīng)濟發(fā)展早就步入了高質(zhì)量、高標準的行列，人們的生活水平也隨著時間的推移邁上了新臺階，但成績?nèi)〉玫谋澈螅且阅茉吹拇罅肯淖顬榇鷥r的，這樣的代價太大，無法償還。想要實現(xiàn)經(jīng)濟又好又快的發(fā)展，可持續(xù)、綠色等發(fā)展理論和發(fā)展方式要大力倡導和積極踐行，必須有效控制能源消耗，開發(fā)新能源[2]。

5 建筑節(jié)能措施分析

5.1 建筑選址規(guī)劃與設(shè)計

設(shè)計人員應從實際出發(fā)，在選址和設(shè)計時，應針對性地根據(jù)項目所處的具體環(huán)境及氣候特征，盡量利用自然環(huán)境創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)環(huán)境，減少機械通風、空調(diào)等設(shè)備的使用。若沒有相應的自然環(huán)境，可在建筑周圍布置樹木、景觀等改善外部環(huán)境氣候。當然，建筑的朝向和群體布置，也是改善外部氣候的一個因素，同時建筑的體型設(shè)計和合理的內(nèi)部空間設(shè)計也很重要。

建筑圍護結(jié)構(gòu)，如外墻、屋面、門窗等的設(shè)計對建筑的能耗、室內(nèi)環(huán)境、空氣質(zhì)量有根本性影響，減少建筑圍護結(jié)構(gòu)的能量損失，主要靠研究開發(fā)經(jīng)濟適用高性能的保溫隔熱材料，來提高圍護結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱等性能。

在供暖節(jié)能方面，近年來采用集中低溫地板輻射采暖與傳統(tǒng)的散熱器相比，有很好的節(jié)能效果，如易計量、維護方便、舒適等。

5.2 在墻體設(shè)計中的應用

在建筑設(shè)計中，建筑外圍護結(jié)構(gòu)墻體的保溫隔熱占據(jù)了比較大的范圍和面積?，F(xiàn)今，最常見墻體的保溫隔熱措施就是針對不同區(qū)域進行外墻外保溫和內(nèi)保溫設(shè)計。這種設(shè)計主要是在現(xiàn)有的土建墻體上，增加一層保溫材料，以減少建筑物能耗的損失。

我國長江以北地區(qū)，建筑物多以外墻外保溫措施為主，外保溫的好處是不占用室內(nèi)使用面積，保溫效果好，但缺點是保溫材料需要通過粘貼和螺栓錨固的方式進行施工，在風雨、氣候的影響下會逐年老化，導致保溫材料的脫落而造成安全隱患；外保溫材料性能等級要求較高，部分地區(qū)燃燒性能等級需達到A級才能使用，這種規(guī)定雖然規(guī)避了保溫材料易燃帶來的隱患，但同時也增加了建筑成本；外保溫是需要計入建筑面積的，會占用規(guī)劃面積的部分指標。

在長江以南地區(qū)，因氣候多雨，外保溫顯然不再適合，進而產(chǎn)生了內(nèi)保溫的設(shè)計與施工。內(nèi)保溫的優(yōu)點是無需考慮保溫材料的脫落對于安全的影響，且不計入建筑面積。缺點是建筑整體保溫效果不如外保溫，占用建筑室內(nèi)使用面積等。目前，科技人員不斷開發(fā)創(chuàng)新保溫材料，外墻保溫裝飾一體化將外墻的裝飾與保溫結(jié)合在一起，并且將逐步取代傳統(tǒng)的墻體保溫材料[3]。

5.3 重視建筑外公共空間的設(shè)計

在建筑施工中，建筑物的墻體能源利用率高，也是建筑總能源消耗中重要的一部分。建筑過程中墻體的種類較多，主要包括分隔墻、承重墻和復合墻體。對于不同的墻體使用不同的保溫隔熱結(jié)構(gòu)，才能夠節(jié)約資源，減少能源消耗。在墻體設(shè)計時，應優(yōu)先使用節(jié)能環(huán)保材料。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保材料類型逐漸增多，新型材料的節(jié)能效果越來越顯著，但節(jié)能型建筑材料價格昂貴。有些建筑企業(yè)更注重經(jīng)濟效益，未從長遠經(jīng)濟角度思考。為降低成本，不選擇節(jié)能材料。但實際上，節(jié)能環(huán)保材料的應用能夠獲得長時間的經(jīng)濟效益。隔熱設(shè)施設(shè)備的設(shè)置，在一定程度上能夠減少太陽光的輻射，從而保證室內(nèi)溫度穩(wěn)定。

5.4 使用各種節(jié)能環(huán)保材料

在建筑節(jié)能設(shè)計中，對各種節(jié)能環(huán)保的新型材料進行開發(fā)利用是一項重要內(nèi)容。對于以往存在的家裝材料而言，釋放出甲醛氣體是在所難免的事情，對室內(nèi)和周圍環(huán)境，無疑會產(chǎn)生很大的污染。如果通風時間不夠，消除甲醛的措施不到位，對人體健康會有非常大的危害。為了擺脫甲醛的影響和危害，現(xiàn)階段的室內(nèi)裝修一般會采用硅藻泥，因為其不會產(chǎn)生像甲醛那樣的危害氣體，并且對于整體的裝飾效果而言更加具有環(huán)保性和裝飾性。

6 新能源在建筑設(shè)計中的應用

6.1 太陽能的應用

在建設(shè)設(shè)計過程中，太陽能的應用方式分別為間接獲取、混合式獲取以及被動式利用三種，主要應用于熱水器、太陽照或采光等方面。在建筑物的設(shè)計過程中合理設(shè)計窗戶結(jié)構(gòu)和方位，能夠延長陽光照射房間的時長，減少冬天的空調(diào)等發(fā)熱設(shè)備的電能消耗。在建筑物的樓頂安裝數(shù)量較多的太陽能發(fā)電裝置，利用其在日間吸收的能源為建筑物提供電力資源，達到節(jié)能的目的，有效利用建筑物的樓頂。在建筑物的頂部設(shè)置一定數(shù)量的太陽能集熱裝置，利用蓄熱設(shè)備儲存太陽能資源，通過末端裝置實現(xiàn)供熱水和采暖的功能，即使在陽光不充沛時也能達到發(fā)熱的效果。房屋設(shè)計通過房屋頂部安裝太陽能光電池、平板型集熱器以及熱管式真空管集熱器，利用其所吸收的太陽能為室內(nèi)的儲水器及鍋爐提供電能。

6.2 地熱能的利用

地熱能主要來自地下熔巖和放射性物質(zhì)的衰變，是一種清潔能源，在建筑業(yè)主要用于地熱發(fā)電和地熱供暖。地熱發(fā)電是利用地下熱能流體進行發(fā)電，與火力發(fā)電相似。地熱發(fā)電是將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，再轉(zhuǎn)化為電能。熱水型發(fā)電是地熱發(fā)電的主要方式，由于地熱能較之火力清潔，已經(jīng)成為未來能源的重要組成部分。熱能供暖則是將地熱能用于樓房的采暖供熱和洗漱熱水的供應。這種方式使用方便，還不排放廢水、廢氣、廢物，是取之不盡的綠色資源，所以在建筑業(yè)的發(fā)展中起著重要作用。

6.3 風能的應用

在建筑結(jié)構(gòu)中，如能實現(xiàn)風能的“物盡其用”，對于建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部而言可以更加高效地實現(xiàn)空氣的自由流通，確保人們生活和工作在良好空氣質(zhì)量的環(huán)境中。合理規(guī)劃建筑設(shè)計方案，可以讓風能的使用效率得以提高。此外，風能的使用還能讓空調(diào)的使用次數(shù)減少，降低電力資源的消耗。自然空氣也可以緩解房間里人的真實感受與體驗。在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)期間，要考慮氣候變化，同時兼顧地形具體的方向性。如果能夠做到這一點，可以自由調(diào)節(jié)室內(nèi)允許溫度和水分，實現(xiàn)舒適的生活體驗，讓電力資源的消耗得以有效減少。

7 結(jié)語

節(jié)約資源和環(huán)境保護是目前我國的主要發(fā)展方向，也是我國能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要前提條件，利用新能源實現(xiàn)節(jié)能減排的目標是我國目前各行各業(yè)需要重視的問題。文章介紹了節(jié)能建筑的特點和優(yōu)勢，就建筑節(jié)能與新能源的關(guān)系進行詳細闡述，從太陽能、地熱能等多個方面闡述新能源在建筑設(shè)計中的具體應用，為建筑行業(yè)的節(jié)能提供相關(guān)思路。