建筑节能与建筑设计中的新能源利用

何玉龙

摘要：建筑行业是我国国民经济的基础行业之一，是人类的基本居住空间，是构建现代化城市的主要组成部分，它与人类的生活息息相关，不可分割。但是建筑行业也消耗了大量的资源，这违背了我国可持续发展的科学战略。本文从我国建筑节能的现状开始阐述，并主要论述了作为新能源之一的太阳能在建筑设计中的应用。

关键词：建筑节能；建筑设计；太阳能

前言

随着我国经济的迅速发展，煤矿、石油等各种资源日趋减少，我国逐渐提高了对节约能源和保护环境的重视。据资料统计，在各项能源消耗中，建筑消耗所占的比例最大。为了人类以后更好的生活，必须大力整治建筑的能源损耗，实现建筑设计中的建筑节能。我国要积极探索新能源，并应用到建筑行业中，实现环保、绿色、健康的建筑环境。

1.我国建筑节能的现状

我国人口众多，资源紧缺，所以人均资源占有率是相对较低的，但我国能源消耗总量却在世界上居于第二。在各种能耗中，建筑能耗占有最大比重。我国经济的飞速发展也带来了建筑业的辉煌，同样不可忽视的是带来了大量的建筑物能耗，尤其是建筑物取暖和空调耗能日趋增长。据可靠数据统计，我国的建筑活动消耗的资源占人类自然资源总量的40%，占能源总量的40%，造成的建筑垃圾占人类活动产生的垃圾总量的40%。

现代建筑业的发展要以节能降耗为宗旨。开展绿色建筑，以生态环保的理论作指导依据，以高新技术为建设桥梁，全面实现建筑业的低能低耗、绿色环保。目前，我国已经实施了一系列建筑节能的措施，制订了很多关于建筑节能极其应用技术的规范准则。通过试点示范，建成了一批高效的节能建筑，取得了不可小觑的科技成果。

2.建筑节能的主要途径

2.1节约能源

节约能源，包括提高能源应用效率，减少建筑能源损耗。一方面我们可以通过完善设备功效、传送设备功能、用户端计量、室温调控等环节来提高供能系统的能源利用效率。另一方面要通过各种途径降低建筑物能源损耗率，可以使用高效经济的建筑材料，可以引入先进科学的建筑手段，可以加强建筑物的恒温调控。具体如下：

（1）建筑工作人员可以在设计、施工、运行、维护等环节通过改进方法、提高效率来实现节约能源的目的。比如现阶段的节能供暖系统有两种技术。一个是利用计算机、平衡阀等装置来合理分配网络流量，实现供热高效、能源节约；另一个是将温控阀安装在用户散热器上，实现温度调控、减少损耗。

（2）合理改善建筑围护结构，降低能量流失。通过改进建筑实体墙内外的保温技术，减少冬季供暖围护结构部分造成的热量损失。夏季可充分利用自然风调整室内环境。

（3）保障良好的建筑遮阳系统。建筑设计人员在建筑施工前，根据建筑周边环境的布局及配置，灵活安装不同的遮阳系统。在进行建筑节能设计时要注意：1）在完成遮阳功能的同时重视建筑物外观。不要只追求最终的目的，而忽略了建筑本身要给人以美的享受。2）不同的空间位置，房间的功能设计不同。我们要针对不同房间的要求，通过科学手段合理进行遮阳装置的安放。3）遵循平面布局原则。建筑物房间的门窗大多要设计为南北走向，纵轴设计要尽量接近东西走向。这种设计方式不仅满足采光要求，而且可以节省出很多空间。4）遵循因地制宜的原则。依据各地气候、地理位置、生活习惯的差异性，建筑的遮阳设计要采取科学有效的方法。

（4）做好建筑的绿化设计。做好绿化工作，可以有效地调节室内外温度，尤其是对夏季降温有明显的效果。做好绿化工作，可以有效地避免周围建筑、墙面、地面与太阳光之间的反射热。我们通常是采用植树的方法进行绿化工作，基于生态学原理，选择的树种大部分是灌木与乔木。总之，科学合理的绿化不仅可以为人们创造健康舒适的居住环境，而且可以防止各种环境污染，减少建筑能耗。

2.2 开发新能源

我们常说的新能源，是指太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能等新型的可再生能源或者在传统能源的基础上进行改革创新产生的新能源。其优势是绿色环保、可持续性。本文主要介绍太阳能在建筑中的有效应用。太阳能属于无污染的可再生能源，在很多领域都具有很大的发展潜力。太阳能的利用方式包括：太阳能取暖、太阳能供热、太阳能空调、太阳能发电等。地球上的自然资源是有限的，开发新能源是迫在眉睫的，是极其必要的。现阶段我国在建筑行业广泛应用太阳能电池发电技术，太阳能热水器的使用量以每年 20%的增长比例快速增长，据保守估计到2015年太阳能热水器的应用率将突破25%，太能发电系统的应用总量预计达320MW。

近几年我国太阳能系统设计方面投入了大量资金，并取得了一些相应成果。这些成就对我国继续研究开发太阳能来说具有重大意义，并且为生态建筑的发展奠定了良好基础。

3.太阳能在建筑设计中的应用

3.1太阳房的应用

我们主要介绍的是零辅助热源被动式太阳房，这种太阳房的设计可以保障处于冬季采暖期且连续晴天情况下的建筑物，可以完全依靠太阳能采暖。這种太阳房可以通过调整建筑朝向、结构布局及建筑材料等满足节能建筑的取暖要求。

一般来说，我国的大部分居民建筑物能够有效利用太阳能采暖的面积只占总建筑面积的一半左右，并且很多房间的通风效果差强人意。针对这些缺点进行科学分析，利用先进的建筑学理论建造的高科技太阳房，采用的是双排小进深布置，优势是尽可能地让每个房间都得到光照，大面积受暖。我国现阶段的太阳能住宅大多数采用的是一字形排列布局，且进深过大、构造简单，新型的太阳房显然有了更多的优势和进步。

3.2太阳墙的应用

太阳能墙的定义：以一种深色带孔的金属薄板为建筑材料设计的墙体，其作用是吸收太阳辐射，并借助风机的抽吸作用，加热进入自身的小孔的外界新鲜空气。

太阳墙归根结底也是一种特殊的太阳能采暖系统，由主要构成是集热和气流输送。集热系统是由垂直墙板、遮雨板以及支撑框架构成的。气流输送系统包含风机和管道两部分。太阳墙板材覆盖在建筑墙体的外侧，其中分布有小孔，小孔与墙体的距离大致200mm，间隔的空腔连接的是通风管道。

夏季风扇处于停转状态，室外的热气流可以通过太阳墙板的底部及孔洞进入，然后经由上部及周围孔洞排出，因此阻止了热量流入室内，没有必要专门安装排气装置，并且经过通风之后，缓解了外墙的温度，改善了室内的热环境。

冬季白天，室外空气通过小孔进入空腔，在流动过程中受太阳辐射热压作用，上升进入到通风系统，接着由管道输送到各处地方。夜晚空腔吸收墙体散失的热量，被转动的风扇又带回室内。

结语

建筑是人类生存的基础，是国家建设的基础。但是建筑能源损耗巨大，必须引起国家和社会的重视，我们要积极改进建筑技术，降低建筑能耗，进而实现可持续发展的科学战略。新能源是清洁可再生的能源，可以大力应用于建筑设计中。不仅实现了有效的节能，而且有利于生态建筑的发展。

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