建筑節能與建筑設計中的新能源利用

趙國芳

山西晉設拓凡建筑設計咨詢有限公司（030001）

1 建筑節能概述

建筑節能是指提高建筑中的能源利用，在保證建筑質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，建筑規劃、擴建、改建的過程中，實行節能標準。在選材環節使用節能材料，在建筑環節考慮建筑空間和能源的規劃利用，在保證居住條件下降低暖氣、冷氣的消耗。目前，建筑節能已經是發達國家建筑發展的必然趨勢，建筑節能也成為降低建筑行業能源消耗的手段之一。

2 新能源應用于建筑設計的重要意義

建筑行業的發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環境的直接污染，真正實現行業可持續發展。就目前而言，我國在對建筑新能源的利用中，地熱、太陽能的相關技術已經很成熟，在我國建筑行業得到了廣泛的研究應用。只要能夠充分地開發利用新能源，就一定會對我國社會主義經濟持續發展起到良好的推動作用。

3 節能建筑設計的原則

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。針對現行建筑節能設計標準的指標要求，往往都是滿足最小指標要求便可。隨著我國經濟的不斷發展，節能標準勢必不斷提升，建筑設計不能僅局限于滿足現行的節能標準，要把眼光放長遠，在建筑節能設計時要考慮建筑使用年限，應在當前節能規范指標要求上，適當提高節能指標的設計，以滿足后期新標準執行時，能對既有建筑實施節能改造提供一些便利。

3.2 節能性原則

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

4 建筑節能現狀分析

4.1 對綠色建筑的理解少

有些設計人員由于分不清建筑節能和綠色建筑的區別，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。綠色建筑是強調建筑物與周圍環境的和諧，節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、先進材料來實現的，而且還要通過節能設計，對設計方案不斷優化，充分利用自然來實現。綠色建筑應采用新措施節約土地、水、材料、能源等，以實現節約成本。

4.2 能源消耗速度較快

我國的社會經濟發展早就步入了高質量、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，但成績取得的背后，是以能源的大量消耗最為代價的，這樣的代價太大，無法償還。想要實現經濟又好又快的發展，可持續、綠色等發展理論和發展方式要大力倡導和積極踐行，必須有效控制能源消耗，開發新能源[2]。

5 建筑節能措施分析

5.1 建筑選址規劃與設計

設計人員應從實際出發，在選址和設計時，應針對性地根據項目所處的具體環境及氣候特征，盡量利用自然環境創造良好的建筑室內環境，減少機械通風、空調等設備的使用。若沒有相應的自然環境，可在建筑周圍布置樹木、景觀等改善外部環境氣候。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，同時建筑的體型設計和合理的內部空間設計也很重要。

建筑圍護結構，如外墻、屋面、門窗等的設計對建筑的能耗、室內環境、空氣質量有根本性影響，減少建筑圍護結構的能量損失，主要靠研究開發經濟適用高性能的保溫隔熱材料，來提高圍護結構的保溫、隔熱等性能。

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

5.2 在墻體設計中的應用

在建筑設計中，建筑外圍護結構墻體的保溫隔熱占據了比較大的范圍和面積。現今，最常見墻體的保溫隔熱措施就是針對不同區域進行外墻外保溫和內保溫設計。這種設計主要是在現有的土建墻體上，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，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，部分地區燃燒性能等級需達到A級才能使用，這種規定雖然規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，會占用規劃面積的部分指標。

在長江以南地區，因氣候多雨，外保溫顯然不再適合，進而產生了內保溫的設計與施工。內保溫的優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，占用建筑室內使用面積等。目前，科技人員不斷開發創新保溫材料，外墻保溫裝飾一體化將外墻的裝飾與保溫結合在一起，并且將逐步取代傳統的墻體保溫材料[3]。

5.3 重視建筑外公共空間的設計

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構，才能夠節約資源，減少能源消耗。在墻體設計時，應優先使用節能環保材料。隨著現代社會的發展，節能環保材料類型逐漸增多，新型材料的節能效果越來越顯著，但節能型建筑材料價格昂貴。有些建筑企業更注重經濟效益，未從長遠經濟角度思考。為降低成本，不選擇節能材料。但實際上，節能環保材料的應用能夠獲得長時間的經濟效益。隔熱設施設備的設置，在一定程度上能夠減少太陽光的輻射，從而保證室內溫度穩定。

5.4 使用各種節能環保材料

在建筑節能設計中，對各種節能環保的新型材料進行開發利用是一項重要內容。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，對室內和周圍環境，無疑會產生很大的污染。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，現階段的室內裝修一般會采用硅藻泥，因為其不會產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保性和裝飾性。

6 新能源在建筑設計中的應用

6.1 太陽能的應用

在建設設計過程中，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。在建筑物的設計過程中合理設計窗戶結構和方位，能夠延長陽光照射房間的時長，減少冬天的空調等發熱設備的電能消耗。在建筑物的樓頂安裝數量較多的太陽能發電裝置，利用其在日間吸收的能源為建筑物提供電力資源，達到節能的目的，有效利用建筑物的樓頂。在建筑物的頂部設置一定數量的太陽能集熱裝置，利用蓄熱設備儲存太陽能資源，通過末端裝置實現供熱水和采暖的功能，即使在陽光不充沛時也能達到發熱的效果。房屋設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的衰變，是一種清潔能源，在建筑業主要用于地熱發電和地熱供暖。地熱發電是利用地下熱能流體進行發電，與火力發電相似。地熱發電是將熱能轉變為機械能，再轉化為電能。熱水型發電是地熱發電的主要方式，由于地熱能較之火力清潔，已經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，所以在建筑業的發展中起著重要作用。

6.3 風能的應用

在建筑結構中，如能實現風能的“物盡其用”，對于建筑結構內部而言可以更加高效地實現空氣的自由流通，確保人們生活和工作在良好空氣質量的環境中。合理規劃建筑設計方案，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的使用次數減少，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。在設計建筑結構期間，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，可以自由調節室內允許溫度和水分，實現舒適的生活體驗，讓電力資源的消耗得以有效減少。

7 結語

節約資源和環境保護是目前我國的主要發展方向，也是我國能夠實現可持續發展的重要前提條件，利用新能源實現節能減排的目標是我國目前各行各業需要重視的問題。文章介紹了節能建筑的特點和優勢，就建筑節能與新能源的關系進行詳細闡述，從太陽能、地熱能等多個方面闡述新能源在建筑設計中的具體應用，為建筑行業的節能提供相關思路。