建筑節(jié)能及新能源的應用研究

紀玉濤

【摘要】隨著城市化進程的不斷推進，建設(shè)項目日益增多，對能源和各種資源的需求逐漸增加，在一定程度上加劇了我國能源緊缺的局面。考慮到當前形勢，節(jié)能環(huán)保理念在建筑行業(yè)的推廣，有助于提高能源利用率，減少能源損耗，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標，還可以促進新能源的開發(fā)利用，緩解我國目前能源短缺的局面。

【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能;新能源;重要性;應用

【Abstract】with the continuous advancement of urbanization， the number of construction projects is increasing， and the demand for energy and various resources is gradually increasing， which intensifies the situation of energy shortage in China to a certain extent. Considering the current situation， the promotion of the concept of energy conservation and environmental protection in the construction industry will help to improve energy utilization， reduce energy consumption， achieve the goal of energy conservation and environmental protection， promote the development and utilization of new energy and alleviate the current situation of energy shortage in China.

【Key words】 building energy conservation; New energy; importance; application

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.07.032

引言：

盡管近年來我國綜合國力不斷提高，但以犧牲環(huán)境為代價的發(fā)展仍帶來較大的負面影響，資源濫用導致的環(huán)境問題日益突出。人們越來越認識到，只有保護好環(huán)境，提高資源利用率，才能健康穩(wěn)定發(fā)展，這也是我國大力推進節(jié)能環(huán)保、發(fā)展綠色經(jīng)濟的原因。住宅建設(shè)作為我國經(jīng)濟的重點工程之一，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保，這無疑是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效手段。

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

住宅建筑設(shè)計節(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)計理念、造型、風格和環(huán)境利用上。家居建筑的設(shè)計節(jié)能環(huán)保是多方面的，因為需要考慮周邊環(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)計過程中節(jié)能標準的提高，按照法律法規(guī)和圖集規(guī)范建立科學合理的節(jié)能設(shè)計方案，并有效實施，降低生產(chǎn)成本，提高資源利用率，實現(xiàn)住宅建筑設(shè)計節(jié)能優(yōu)化。

2、當前建筑節(jié)能的重要性

國家推動和倡導發(fā)展綠色建筑，促進建筑行業(yè)科學合理利用能源，制定建筑節(jié)能和審查管理辦法。在開展建筑設(shè)計活動時，考慮建立嚴格的技術(shù)標準，積極組織技術(shù)人員進行技術(shù)培訓，并根據(jù)建筑的實際環(huán)境采用相應的節(jié)能技術(shù)。科學運用綠色節(jié)能理念，開展可行性研究和建筑分析，評估節(jié)能效果，從源頭杜絕固定資產(chǎn)能源浪費，嚴格把控建設(shè)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(jié)能、環(huán)保，加強能源消耗總量管理。隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑節(jié)能理念在建筑業(yè)中得到推廣應用，發(fā)揮著非常重要的作用。具體來說主要體現(xiàn)在：

（1）服務于經(jīng)濟的發(fā)展。需要加強能源的重視和關(guān)注，因為經(jīng)濟的快速發(fā)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(fā)展的重要內(nèi)容，也是經(jīng)濟發(fā)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(jié)能技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應用發(fā)揮著非常重要的作用，也是建筑業(yè)發(fā)展的一大趨勢。

（2）服務于環(huán)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(tài)環(huán)境。因此，通過建筑節(jié)能理念的有效應用，可以有效解決能源浪費問題，對生態(tài)環(huán)境的發(fā)展具有重要意義，同時可以凈化空氣，提高人們的生活品質(zhì)。

（3）提高人們生活水平。 社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，極大地提高了人民的生活水平，人們在滿足物質(zhì)文化需要的基礎(chǔ)上，對建筑質(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，實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化升級，提高綜合利用率，滿足建筑節(jié)能控制要求。

3、建筑設(shè)計中新能源運用的意義

（1）將新能源應用于建筑設(shè)計，可以滿足人們對居住品質(zhì)的要求。如今，人們的生活水平有了很大的提高，對居住環(huán)境的要求很高，人們希望生活在一個更加舒適、優(yōu)美、環(huán)保的環(huán)境中，因此，新能源在建筑設(shè)計中的研發(fā)和應用可以保證人們的住房質(zhì)量要求。（2）新能源在建筑設(shè)計中的應用可以促進環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的實施。過去能源利用多為燃燒方式，燃燒過程中產(chǎn)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(chǎn)生活環(huán)境。對人們的健康產(chǎn)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(fā)以及將新能源應用于設(shè)計可以促進環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的實施。（3）新能源在建筑設(shè)計中的應用是我國經(jīng)濟發(fā)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(fā)生，對環(huán)境的負面影響小，分布廣泛，市場前景可觀。能源是我國經(jīng)濟中非常重要的物質(zhì)，加大新能源的研發(fā)和應用，不僅可以解決能源短缺問題，也可以促進經(jīng)濟健康發(fā)展。

4、提高建筑設(shè)計節(jié)能性能的相關(guān)措施

4.1 進行科學的規(guī)劃設(shè)計與建筑外型設(shè)計

近年來，世界范圍內(nèi)有生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢，為達到環(huán)保、綠色的目的，在建筑設(shè)計中，設(shè)計師應更加注重建筑平面圖的科學性，設(shè)計合理的建筑在設(shè)計過程中，外部必須結(jié)合建筑區(qū)域的陽光、朝向、體型，讓建筑適應當?shù)氐臍夂颉⒌匦蔚葪l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(qū)的建筑離海比較近，容易受潮濕空氣的影響，所以在設(shè)計建筑的過程中，要充分考慮建筑走向的合理性，通過創(chuàng)造良好的通風效果，起到一定的防潮節(jié)能的作用。

4.2 做好建筑遮陽設(shè)計

在不同的建筑設(shè)計中，可以使用不同類型的遮陽系統(tǒng)來實現(xiàn)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(shè)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(shè)計可以阻擋從窗戶任一側(cè)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(shè)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(cè)的陽光，更適合面向西南或東南方向的窗戶。在建筑設(shè)計中，還可以使用百葉窗和遮光窗簾等遮陽系統(tǒng)來阻擋陽光。這些設(shè)計在白天有效阻擋陽光，晚上打開窗戶散熱，可以靈活調(diào)整室內(nèi)環(huán)境，建筑的高效節(jié)能和實用性也比較強。

4.3 加強墻體節(jié)能措施

建筑墻體節(jié)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(yōu)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(nèi)部，還可以在墻體外側(cè)加一層保溫層，既可以保護墻體，又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

綠色設(shè)計是建筑項目設(shè)計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，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)計過程中，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。植樹還應根據(jù)當?shù)囟娜照諚l件來確定，保證建筑物冬日陽光充足，夏季遮蔭。建筑綠化設(shè)計時，不能只注重平面布置，應根據(jù)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(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，在居民家中占據(jù)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(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行，因此在新能源利用方面將一種新型技術(shù)應用于空調(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。應用新的空調(diào)技術(shù)后，冷卻系統(tǒng)可以切換到相應的冷卻塔，減少空調(diào)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(diào)技術(shù)相對于現(xiàn)有空調(diào)技術(shù)最大的特點是成本相對較低，因此受到廣大設(shè)計師的歡迎。在未來的空調(diào)設(shè)計中，人們必然會在技術(shù)上不斷創(chuàng)新，進一步降低能耗。

4.6進一步加強建筑平面設(shè)計

目前，建筑的平面設(shè)計工作有待進一步加強，建筑外部環(huán)境和整體環(huán)境的設(shè)計有待加強。其中，主要目的是通過外部環(huán)境規(guī)劃設(shè)計、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)項目達到理想的外部小氣候，達到良好的節(jié)能效果。例如，在室外風環(huán)境的設(shè)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(nèi)自然通風，又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(shè)計過程中，相關(guān)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(shè)備（如空調(diào)、風扇等）的過度依賴。

5、建筑設(shè)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(tǒng)的綜合應用，主要考慮的是實現(xiàn)太陽能與其他電能的相互轉(zhuǎn)換，將太陽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(tài)，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(yè)生產(chǎn)，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(fā)電，地熱發(fā)電是一種以地下地熱和水蒸氣為動力源的新型發(fā)電技術(shù)，這種發(fā)電技術(shù)可以進行能量轉(zhuǎn)換。可以先轉(zhuǎn)化為機械能，再將機械能轉(zhuǎn)化為電能，用于取暖和人們的生產(chǎn)生活。地熱能熱水系統(tǒng)主要應用于建筑行業(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，進行能源循環(huán)利用方式。作為一種清潔能源，在使用過程中不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，降低了對空氣環(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風能的應用

在建筑設(shè)計過程中，設(shè)計師必須樹立節(jié)能設(shè)計理念，注重風能的有效利用，幫助建筑設(shè)計。合理利用風能，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，合理利用風能可以加速室內(nèi)空氣流動，及時排出室內(nèi)潮濕空氣，大大提高室內(nèi)采暖效果，降低能耗。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高，空調(diào)設(shè)備的使用量顯著增加，導致用電量顯著增加，對發(fā)電工作的影響也越來越大，風力發(fā)電的應用大大提高了發(fā)電量，為滿足人們的電力需求做出了重要貢獻。而且風能屬于清潔能源，不會對環(huán)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(lǐng)域中的推廣

6.1? 技術(shù)研發(fā)

一是國家要積極支持新能源產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強可再生資源和新能源在建筑領(lǐng)域的推廣，積極鼓勵具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新能源企業(yè)開發(fā)裝備和技術(shù)，全面提升建筑研發(fā)創(chuàng)新能力。二是加強與新能源企業(yè)、科研院所、高等院校的合作，共同推進建筑節(jié)能技術(shù)研發(fā)，建立完善的技術(shù)研發(fā)服務體系。三是在當?shù)卣闹笇拢皶r組織有關(guān)部門編制特色技術(shù)標準，組建專項技術(shù)標準編制項目組，充分學習國內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗和行業(yè)工作者的專業(yè)意見，建立科技標準體系，更好地推動新能源在建筑行業(yè)的應用。四是新能源利用規(guī)模進一步擴大。充分利用“四個同步”的機遇。新能源利用設(shè)施必須與建筑工程設(shè)計、施工、驗收、使用保持同步，真正實現(xiàn)建筑節(jié)能與新能源利用的完美結(jié)合，全面推進新能源的推廣應用。五是進一步加強工程建設(shè)標準研究，制定符合國家和地區(qū)發(fā)展條件的建設(shè)標準，全面提高建設(shè)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(chuàng)新成果的推廣應用，建立工程間的互動機制，加強對創(chuàng)新成果的推廣和應用。

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(qū)、各省也要根據(jù)自身發(fā)展實際，積極鼓勵新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加大稅收優(yōu)惠和政策支持力度。國家和地方政府部門要充分利用各項經(jīng)濟政策進行調(diào)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(yè)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(jié)和積累新能源建設(shè)項目的建設(shè)經(jīng)驗。重視能源技術(shù)標準體系建設(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，加強行業(yè)監(jiān)管，確保新能源應用質(zhì)量，樹立良好口碑，更好引導新能源產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語：

總之，能源危機的深化在一定程度上促進了新能源的發(fā)展和新能源在工程建設(shè)中的應用，這對建筑業(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能、風能等可再生能源方面，為建筑設(shè)計提供了重要支撐。新能源的開發(fā)利用不僅保證了設(shè)計質(zhì)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(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標。在此背景下，我國應適當重視發(fā)展新能源，創(chuàng)新新能源開發(fā)技術(shù)，最大限度地發(fā)揮新能源的優(yōu)勢，達到節(jié)能環(huán)保的目的。

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