建筑節能及新能源的應用研究

文／紀玉濤 山東伯寧節能技術有限公司 山東濟南 250101

引言：

盡管近年來我國綜合國力不斷提高，但以犧牲環境為代價的發展仍帶來較大的負面影響，資源濫用導致的環境問題日益突出。人們越來越認識到，只有保護好環境，提高資源利用率，才能健康穩定發展，這也是我國大力推進節能環保、發展綠色經濟的原因。住宅建設作為我國經濟的重點工程之一，能夠實現節能環保，這無疑是建筑業可持續發展的有效手段。

1、房屋建筑設計節能環保的概念和內容

住宅建筑設計節能環保的關鍵是低能耗、高利用率，主要體現在設計理念、造型、風格和環境利用上。家居建筑的設計節能環保是多方面的，因為需要考慮周邊環境、地形、建筑材料和建筑目的、能源效率等因素。從節能理念的概念化到建筑設計過程中節能標準的提高，按照法律法規和圖集規范建立科學合理的節能設計方案，并有效實施，降低生產成本，提高資源利用率，實現住宅建筑設計節能優化。

2、當前建筑節能的重要性

國家推動和倡導發展綠色建筑，促進建筑行業科學合理利用能源，制定建筑節能和審查管理辦法。在開展建筑設計活動時，考慮建立嚴格的技術標準，積極組織技術人員進行技術培訓，并根據建筑的實際環境采用相應的節能技術。科學運用綠色節能理念，開展可行性研究和建筑分析，評估節能效果，從源頭杜絕固定資產能源浪費，嚴格把控建設全過程。在建筑風險評估中，提高建筑能源利用效率，確保建筑安全、節能、環保，加強能源消耗總量管理。隨著建筑業的快速發展，建筑節能理念在建筑業中得到推廣應用，發揮著非常重要的作用。具體來說主要體現在：

（1）服務于經濟的發展。需要加強能源的重視和關注，因為經濟的快速發展需要能源的大力支持。從當前來看，能源短缺已成為社會發展的重要內容，也是經濟發展面臨的重大問題。在這個過程中，建筑能耗是總能耗的重要組成部分。由此看來，節能技術在建筑工程領域的應用發揮著非常重要的作用，也是建筑業發展的一大趨勢。

（2）服務于環境保護。煤炭、石油、天然氣是不可再生資源，這些能源的燃燒往往會釋放出大量的二氧化碳、硫化物等有害氣體，不僅對空氣造成更大的問題，而且對空氣污染也有影響，損害生態環境。因此，通過建筑節能理念的有效應用，可以有效解決能源浪費問題，對生態環境的發展具有重要意義，同時可以凈化空氣，提高人們的生活品質。

（3）提高人們生活水平。 社會經濟的快速發展，極大地提高了人民的生活水平，人們在滿足物質文化需要的基礎上，對建筑質量提出了更高的要求，以保證建筑質量，保證居住環境的舒適度。夏天給空調制冷，冬天給空調加熱，增加了空調的使用率，消耗了大量的能源。在保證人居環境的前提下，合理優化節能設計，實現技術優化升級，提高綜合利用率，滿足建筑節能控制要求。

3、建筑設計中新能源運用的意義

（1）將新能源應用于建筑設計，可以滿足人們對居住品質的要求。如今，人們的生活水平有了很大的提高，對居住環境的要求很高，人們希望生活在一個更加舒適、優美、環保的環境中，因此，新能源在建筑設計中的研發和應用可以保證人們的住房質量要求。（2）新能源在建筑設計中的應用可以促進環境保護和可持續發展的實施。過去能源利用多為燃燒方式，燃燒過程中產生大量氣體和粉塵，對空氣和水資源造成不利影響，影響人們的生產生活環境。對人們的健康產生負面影響。同時，過去使用的能源大部分是不可再生資源，我國有大量的煤炭、石油、天然氣等儲能，但這些能源都是不可再生資源，總有一天會枯竭。因此，建立研究和增加開發以及將新能源應用于設計可以促進環境保護和可持續發展的實施。（3）新能源在建筑設計中的應用是我國經濟發展的必然。新能源資源豐富，多為可再生資源，無需擔心能源枯竭的發生，對環境的負面影響小，分布廣泛，市場前景可觀。能源是我國經濟中非常重要的物質，加大新能源的研發和應用，不僅可以解決能源短缺問題，也可以促進經濟健康發展。

4、提高建筑設計節能性能的相關措施

4.1 進行科學的規劃設計與建筑外型設計

近年來，世界范圍內有生態環境惡化的趨勢，為達到環保、綠色的目的，在建筑設計中，設計師應更加注重建筑平面圖的科學性，設計合理的建筑在設計過程中，外部必須結合建筑區域的陽光、朝向、體型，讓建筑適應當地的氣候、地形等條件。例如，蒙古大草原的人們經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沙能力，在擴大可用空間的同時還可以起到防寒的作用，并保持溫暖。由于沿海地區的建筑離海比較近，容易受潮濕空氣的影響，所以在設計建筑的過程中，要充分考慮建筑走向的合理性，通過創造良好的通風效果，起到一定的防潮節能的作用。

4.2 做好建筑遮陽設計

在不同的建筑設計中，可以使用不同類型的遮陽系統來實現遮陽效果。比較常用的遮陽篷形式主要有以下三種：一是水平式。這種遮陽設計可以增加遮陽范圍，更適合朝南的窗戶。二是垂直式。這種遮陽篷設計可以阻擋從窗戶任一側斜射進來的陽光，更適合面向東北或西北方向的窗戶。三是綜合式。這種遮陽篷設計主要適用于中等高度的角度，可以阻擋來自窗戶上方或兩側的陽光，更適合面向西南或東南方向的窗戶。在建筑設計中，還可以使用百葉窗和遮光窗簾等遮陽系統來阻擋陽光。這些設計在白天有效阻擋陽光，晚上打開窗戶散熱，可以靈活調整室內環境，建筑的高效節能和實用性也比較強。

4.3 加強墻體節能措施

建筑墻體節能措施主要涉及三個方面：一是外墻可采用保溫隔熱性能優良的材料。二是保溫可用于形成墻體和保溫夾層的復合墻體。第三，除了改善墻體內部，還可以在墻體外側加一層保溫層，既可以保護墻體，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 建筑周邊的綠色設計

綠色設計是建筑項目設計中非常重要的一部分。綠化可以大大改善居住環境，調整建筑周邊環境。通過利用科技手段創造更好的外部環境，并將其與內部環境聯系起來，可以顯著降低建筑物的能耗。在建筑所在區域的綠色設計過程中，要選擇適合建筑所在環境的綠色植物，并在合理的建設成本管理基礎上引入水質環境。植樹還應根據當地冬夏日照條件來確定，保證建筑物冬日陽光充足，夏季遮蔭。建筑綠化設計時，不能只注重平面布置，應根據建筑的實際情況，展開立體綠化，加大外墻、陽臺、頂面的綠化施工，提高綠化植物的覆蓋率。這種居住環境具有冬暖夏涼的效果，可以提高建筑的節能效果。

4.5 新空調技術的合理利用

空調比較常見，在居民家中占據著不可忽視的位置。無論是炎熱的夏天還是寒冷的冬天，空調都是必不可少的。但是，由于空調需要大量的能源才能運行，因此在新能源利用方面將一種新型技術應用于空調系統，可以減少因空調使用而造成的不必要的能源浪費。應用新的空調技術后，冷卻系統可以切換到相應的冷卻塔，減少空調運行的總能耗， 合理控制室溫，以滿足人們的要求。應用新空調技術相對于現有空調技術最大的特點是成本相對較低，因此受到廣大設計師的歡迎。在未來的空調設計中，人們必然會在技術上不斷創新，進一步降低能耗。

4.6 進一步加強建筑平面設計

目前，建筑的平面設計工作有待進一步加強，建筑外部環境和整體環境的設計有待加強。其中，主要目的是通過外部環境規劃設計、選址定位等，將建筑氣候與整體環境相結合，確保建設項目達到理想的外部小氣候，達到良好的節能效果。例如，在室外風環境的設計過程中，既要保證施工項目前后有氣候差異，有利于夏季室內自然通風，完要盡量避免冬季冷風穿透。此外，主房間也應通風良好，并有自然光，以減少能源消耗。在綠色建筑設計過程中，相關人員應考慮建筑朝向，主要是在冬季，以獲得足夠的陽光，同時避免房屋受到盛行風向的影響。夏季可采取自然通風，避免過度日曬，可大大減少對制冷設備（如空調、風扇等）的過度依賴。

5、建筑設計中的新能源利用的措施

5.1 對于太陽能的利用

對于太陽能的綜合利用，可以利用太陽能提供的熱水、供暖和制冷。首先，對于利用太陽能的制冷系統的綜合應用，主要考慮的是實現太陽能與其他電能的相互轉換，將太陽能輻射的能量直接轉換成其他能量，然后再轉換成電能，應用于壓縮機的冷卻做功，可以促進太陽能的利用。其次，要增加太陽能熱水的使用和取暖，首先，利用太陽能熱源將太陽能集熱器置于極熱狀態，提高熱水溫度。這樣太陽能提供的熱水可以有效地用于工業生產，可以提高太陽能的利用率。

5.2 地熱能利用

地熱能可以起到取暖的作用。其中，地熱能可用于發電，地熱發電是一種以地下地熱和水蒸氣為動力源的新型發電技術，這種發電技術可以進行能量轉換。可以先轉化為機械能，再將機械能轉化為電能，用于取暖和人們的生產生活。地熱能熱水系統主要應用于建筑行業的空調系統，是建筑行業在利用自然能源的基礎上，進行能源循環利用方式。作為一種清潔能源，在使用過程中不會產生有害物質，降低了對空氣環境的影響，具有降低成本、減少安裝面積、節省空間等效果。

5.3 風能的應用

在建筑設計過程中，設計師必須樹立節能設計理念，注重風能的有效利用，幫助建筑設計。合理利用風能，特別是在炎熱的夏季，可以降低室內溫度，為人們提供涼爽的空氣，減少室內空調的使用，可以減少空調設備的損耗。在寒冷的冬季，合理利用風能可以加速室內空氣流動，及時排出室內潮濕空氣，大大提高室內采暖效果，降低能耗。隨著社會經濟的快速發展，人們對生活質量的要求不斷提高，空調設備的使用量顯著增加，導致用電量顯著增加，對發電工作的影響也越來越大，風力發電的應用大大提高了發電量，為滿足人們的電力需求做出了重要貢獻。而且風能屬于清潔能源，不會對環境造成影響，應用前景可觀。從這個角度來看，合理利用風能有助于降低能源消耗，提高能源利用率。

6、新能源在建筑領域中的推廣

6.1 技術研發

一是國家要積極支持新能源產業和產業發展，加強可再生資源和新能源在建筑領域的推廣，積極鼓勵具有自主知識產權的新能源企業開發裝備和技術，全面提升建筑研發創新能力。二是加強與新能源企業、科研院所、高等院校的合作，共同推進建筑節能技術研發，建立完善的技術研發服務體系。三是在當地政府的指導下，及時組織有關部門編制特色技術標準，組建專項技術標準編制項目組，充分學習國內外相關經驗和行業工作者的專業意見，建立科技標準體系，更好地推動新能源在建筑行業的應用。四是新能源利用規模進一步擴大。充分利用“四個同步”的機遇。新能源利用設施必須與建筑工程設計、施工、驗收、使用保持同步，真正實現建筑節能與新能源利用的完美結合，全面推進新能源的推廣應用。五是進一步加強工程建設標準研究，制定符合國家和地區發展條件的建設標準，全面提高建設標準應用水平。同時，要適時推廣應用新的科技成果，在保證標準先進性和適用性的同時，加強創新成果的推廣應用，建立工程間的互動機制，加強對創新成果的推廣和應用。

6.2 產業發展

建筑節能技術和新能源利用涉及電力、水利、建設等多個部門。因此，各級地方政府需要從宏觀角度進行探索，建立一個職能明確、綜合高效的管理部門。各地區、各省也要根據自身發展實際，積極鼓勵新能源產業發展，加大稅收優惠和政策支持力度。國家和地方政府部門要充分利用各項經濟政策進行調控和引導，必要時明確強制性便利化政策，全面提升新能源在建筑行業的市場競爭力。同時，要加強新能源建筑應用示范實施或城市引導，實施示范建筑工程，尤其要及時總結和積累新能源建設項目的建設經驗。重視能源技術標準體系建設、政策法規制定和成套節能技術的推廣。此外，要建立健全可靠的監管體系，加強行業監管，確保新能源應用質量，樹立良好口碑，更好引導新能源產業健康可持續發展。

結語：

總之，能源危機的深化在一定程度上促進了新能源的發展和新能源在工程建設中的應用，這對建筑業的發展非常重要。隨著建筑業的飛速發展，新能源在建筑中占有重要地位，特別是在充分利用太陽能、風能等可再生能源方面，為建筑設計提供了重要支撐。新能源的開發利用不僅保證了設計質量，而且使許多應用項目受益，有助于減少能源損失，提高能源效率，實現節能環保目標。在此背景下，我國應適當重視發展新能源，創新新能源開發技術，最大限度地發揮新能源的優勢，達到節能環保的目的。