建筑节能与建筑设计中的新能源利用①
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摘 要：近年来，我国建筑行业发展态势良好，整个行业已经成为国民经济发展和城市化建设的重要标志，给人们的生活带来深远影响，提高了居民生活质量。基于此，本文以建筑节能设计作为研究对象，分析新能源的利用价值，并从太阳能能源与地热能源两方面阐述新能源的合理利用方式，同时推广低能耗公共建筑技术。
关键词：建筑节能 建筑设计 新能源
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）09（b）-0152-02
我国地域辽阔，人口众多，属于典型的能源消耗大国，随着城市化进程的加快，能源消耗量与日俱增，生态坏境遭受破坏。面对这一严峻的发展趋势，建筑节能设计中应大力使用新能源，凭借这些可再生能源与清洁能源保护人类赖以生存的生态环境，将新能源与节能施工技术用于建筑行业，提高企业经济效益、社会效益与生态效益。
1 在建筑节能与建筑设计中应用新能源的价值分析
分析建筑节能设计中推广新能源的应用价值，具体如下：（1）应用新能源进行建筑节能设计是社会经济可持续发展的基本需求。对于人类来说，能源就是赖以生存的基础，也是社会发展的重要保证，国民经济的繁荣离不开对能源的高需求，但是当前能源问题已经备受关注，一旦能源面临短缺现象，这将严重制约国家经济的发展。
（2）在建筑节能设计中应用新能源，是保护生态环境、实现人与自然和谐统一的重要前提。随着能源消耗程度的加深，生态环境遭受污染程度也在加大，城市化建设进程中，基本上每个城市都会受到雾霾的影响。雾霾天气将影响居民身体健康，对自然有着破坏性作用。但当前建筑施工需要使用煤炭、石油与天然气能自然能源，这些不可再生能源一旦使用就不会再有，且能源使用中会有大量二氧化碳和二氧化硫等物质排放。这些物质排放之后会破坏环境，并带来大气污染。因此在建筑节能设计应用新能源将势在必行，这不仅可以减少污染物排放量，也能够提升居民生活质量，保障人们的身体健康[1]。
2 建筑节能与建筑设计中的新能源利用方式
建筑节能设计中可以合理设计围护结构的热工性能，提升采暖与制冷系统、照明系统、通风系统的运行效率，让可再生能源得到充分利用。太阳能作为清洁型可再生能源，取之不尽用之不竭，可以被利用在建筑节能设计中。
2.1 利用太阳能能源
2.1.1 太阳能制冷系统的应用
应用太阳能进行制冷系统设计，实现光能与电能的相互转换，使太阳照射的能源可以转化为电能，供居民使用。此外，还可以利用太阳能将光能转化为热能，让太阳照射的能源变为热能，凭借吸收式制冷技术优势使制冷系统可以稳定运行。二者方式相比，太阳能转化为电能更加简单，但是耗费的成本比较高。
具体如下：（1）压缩式制冷系统。系统内包含压缩机、冷凝器与蒸发器，制冷剂在压力温度影响下沸腾，使其温度低于被冷却物质温度。压缩机会抽吸蒸汽设备内的蒸汽，将蒸汽压缩到冷凝压力，随后送入冷凝去，在压力的作用下将气体变为液体。这一过程中需要较多热能，且成本较高。（2）蒸汽喷射式制冷系统。系统由蒸汽喷射器、蒸发器与冷凝器构成，在喷射器抽吸作用下使蒸发器处于真空状态，让水分在蒸发时制冷。该制冷方式需要较高的即热温度，制冷效果一般。（3）吸收式制冷系统。结合液体气化对热量吸收的原理，该系统内将氨水作为制冷剂，水作为热量吸收剂，让氨水溶液与水之间形成冷循环，从而达到制冷效果。该制冷方式与前两种制冷系统相比，不需要太多热能，可以满足大多数用户需求[2]。
2.1.2 利用太阳能供热水与供暖
现如今，家家户户已经使用太阳能热水器，太阳能集热器可以将太阳能的热源集中使用，应用太阳能供暖时可以使用低温热水进行日常生活。平板式太阳能集热器比较常见，它可以高效率获取热水，但是该设备抗寒性能一般，无法在北方地区使用。
2.1.3 建造太阳能房
顾名思义，太阳能房就是利用太阳辐射能量，让室内温度上升，或者为用电设备提供电能。利用太阳能集热设备将能量转化为热能，保障室内温度保持在一定范围，使冬季时节室内不再寒冷。建造太阳能房不仅有着保温的效果，也有着降温的作用，将温度控制在额定值，温度只在该额定值左右波动，既不会太高，也不会太低。
2.2 利用地热能源
利用地热能源可以起到供熱与供暖的效果。在建筑节能设计中，地热能可以进行空调制冷、室内供暖与发电，特别是地热发电，这是以地下热水和蒸汽作为动力源，属于建筑节能设计中较为新型的智能发电技术。地热发电与正常发电原理相似，都是能源之间的转换，将地热能转为机械能，机械能转为电能即可。地热能可以用于室内空调采暖、浴室沐浴和厨房烹饪，地热能源的应用方式较为简单，且有着较高的经济效果。
土壤源热泵空调系统的应用。空气源热泵、地表水热泵、地下水热泵都是建筑节能设计对天然能源的利用方式，土壤源热泵空调可以让能源得到循环，系统将地表浅层地热能源作为冷热源，直接进行能源的转换，这种能源利用方式不会受到时间与地域的限制，属于典型的清洁能源。不仅如此，地热源热泵空调系统在运行中不会向大气排放热量与水蒸气，有效保护大气环境。与以往的空调系统相比，土壤源热泵空调系统的运行成本比较低，且可以在国内大多数地区广泛应用。土壤热泵空调占地面积小，支持地下操作，能够为建筑节能设计节省大量空间，土壤热源作为环保型能源，不需要燃烧，没有排烟，使用中不会产生废弃物。与空气源热泵相比，土壤源热泵能够节约40%以上的能源消耗。
2.3 推广低耗能公共建筑技术，提升能源利用效率
当前我国公共建筑面积较小，只占城镇面积的4%左右，但是公共建筑中能源消耗量却占城镇建筑耗能的20%以上。面对这一情况，建筑施工与节能设计中应提出一套低能耗公共建筑技术，例如选择阳光充足的朝向，节约电能，减少建筑体型系数，节约施工材料，或者利用自然通风达到室内降温目的。这些做法在一定程度上可以缓解公共建筑电力能源供应紧张的现状，让天然采光代替电能。工程项目施工中，为了节约能源使用量，建议最大限度上提高能源利用效率，实现资源的优化配置。项目建设阶段可以提高加热与冷却系统的应用率，使用分楼计量的方式进行各个楼层的供热计费，应用混水与换热方式进行供水温度调节，采用低水温、大流量、小温差供热方式，减少热损失，降低能源消耗量。
除了上述文中提到的太阳能与地热能源，还可以将 风能用于建筑节能设计中。风能也是一种常见的新能源，它可以改善室内空气流通情况，提高室内空气质量，降低夏季室内温度，节约电能消耗。在冬季时利用风能可以改善室内潮湿环境，避免采暖能源带来的过多损耗。新型环保材料的应用，通过加工、改性、入模与固化成型，可以保护森林资源，防止水土流程，对建筑节能设计起到保温与隔热的作用，节能环保材料没有任何污染，且具有良好的隔热效果和耐腐蚀功能，能够有效延长建筑物使用寿命。
3 结语
总而言之，随着我国社会经济的发展与科学技术的进步，人们的生态环保意识不断增强，各行业在发展中意识到生态环境保护的意义。因此，在建筑节能设计中，引入太阳能、地热能、风能等新型能源，最大限度上节约煤炭、石油等不可再生能源，实现资源优化配置，减少这些污染性能源对生态环境带来的污染，从而达到人与自然的和谐统一。
参考文献
[1] 刘振兴.光伏新能源技术在建筑电气节能设计中的应用[J].通信电源技术，2019，36（6）：118-119.
[2] 李向阳.建筑节能与建筑设计中的新能源利用[J].建筑技术开发，2018，45（8）：113-114.
[3] 洪辰玥.地下公共空间绿色建筑设计理论及方法研究[D].西南交通大学，2018.
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