建筑节能与建筑设计新能源利用

2021-09-17郭文

科技视界 2021年23期

郭文

（中铁二院西北勘察设计有限责任公司，甘肃兰州730000）

1 建筑节能

1．1 建筑节能的概述

所谓建筑节能，是指提高建筑中的能源利用率，在保证建筑质量和建筑居住条件不降低的情况下，降低能源消耗，合理分配能源，提高能源利用率。具体指在建筑规划、建筑、扩建、改建的过程中，实行节能标准。在选材环节使用节能材料，在建筑环节考虑建筑空间和能源的规划利用，在保证居住条件下降低暖气、冷气的消耗[1]。目前，建筑节能已经是发达国家建筑发展的必然趋势，建筑节能也成为降低建筑行业能源消耗的手段之一。

1.2 建筑节能的重要意义

在传统的建筑行业中，建筑对于能源的消耗是巨大的，而且消耗的主要是不可再生能源，这在能源大量消耗、能源储备减少的今天，已经成为我国节能环保工作中的重要问题。在石油等传统能源逐渐枯竭的情况下，我国必须将能源的来源转移到太阳能、风能等新能源上来。如果我国建筑行业依旧执行旧的建筑标准，将会留下非常大的能源负担，我国的建筑能耗，已经成为国民经济发展的制约。推行建筑节能已经势在必行，建筑节能有利于能源的节约和有效利用，有利于缓解能源消耗和经济发展之间的矛盾。

1.3 建筑节能的具体措施

在建筑材料的选择中：选择节能材料；在房间材料的选择中：选择防水、保温、隔热性能好的材料，利用建筑材料对室内温度进行调整，降低暖气空调的使用率，减少能源消耗[2]。在房间的构造上：进行引风通风设计，尽量保证空气的流通，利用空气的流通保证室内温度，较少能源消耗。在采光方面也要注意：在窗户的设计方面尽量增大采光面积和时长，减少照明设备的使用，降低能源消耗。诸多方面，不一而足。

2 建筑设计中新能源的利用

2．1 新能源概述

新能源是指近年才开始利用，或过去已有利用而现在又有新的利用方式的能源。前者如核能、地热能、海洋能、太阳能、沼气等，后者如风力、潮汐等。新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。而在建筑行业中，新能源主要指太阳能、风能、地热能以及生物质能[3]。这些新能源能够有效地运用在建筑业的规划中，发挥着重要的作用。

2.2 新能源较之传统能源的优势

2．2．1 清洁能源，无污染

对于大部分传统能源来说，在其使用的过程中都会造成或多或少的污染。比如，石油：泄露的石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油膜，油类可粘附在鱼鳃上，使鱼窒息，抑制水鸟产卵和孵化，破坏其羽毛的不透水性，降低水产品质量。油膜形成可阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡。在石油的使用过程中，还会产生大量的有害气体，散布到空气中会产生致癌物质和破坏臭氧层。而对于土壤，一旦污染，就会使土壤丧失活力，寸草不生。煤炭：燃烧的主要污染物有氮氧化物、硫氧化合物等，这些会形成酸雨[4]。大量的二氧化碳排放会产生温室效应，致使全球变暖。燃烧后还会产生废渣，造成土地污染。而新能源则不会产生污染，太阳能、风能、水力、地热等新能源都是直接转化成能源，不会产生排放，自然不会对环境造成污染。

2.2.2 分布广泛，取之不尽

相较于逐渐枯竭且存储分布十分不合理的传统能源来说，新能源不仅在储量上丰富，在分布上也十分合理。传统的资源，煤炭多分布于北方，天然气在西方储量巨大，石油则分布于东部沿海。可以说分布集中但不广泛。由此还产生了“西气东输、南水北调、西电东送”等工程，这都是由于资源分布不均导致的。而且经过这些年的开采，传统资源已经所剩无几，在这些传统资源逐渐枯竭的态势下，新能源在这两个方面可以说是得天独厚。太阳能、风能、水力、地热等资源，可以说是取之不尽用之不竭，再生能力十分强悍。而且除了地热能和水力之外，其余能源在各地都有分布，分布十分广泛，再也不用国家进行资源的调配，各地都能自给自足。进一步节约了资源调配所需要的花费。

2．2．3 使用简单，推广方便

新能源在使用方式上，也是十分简单方便。对于太阳能，一方面安置太阳能发电板，用来收集太阳能进行发电，另一方面直接利用太阳产生的热量，为温室提供所需要的热量；水力方面，利用水力发电机组，将河川、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，经水轮机转换成水轮机的机械能，水轮机又推动发电机发电，将机械能转换成电能；风力方面，风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据风车技术，大约是每秒三米的微风速度，便可以开始发电；潮汐能是利用大海湖泊水位涨退产生的动能进行发电；地热能是利用地下热量；地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。其基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。这些新能源的利用方式只需建设特定装置，便可以直接转化为电力资源，可以说十分方便，推广起来也是极为便利。

2．3 新能源在建筑行业的利用

2．3．1 太阳能的利用

我国幅员辽阔，太阳能资源十分丰富，这就为建筑业太阳能的利用奠定了基础。太阳能在建筑业主要运用在发电和发热两个环节。发热是指利用太阳能热水器进行洗漱用水的加热和太阳能温室。用太阳能进行洗澡水的加热，既能满足居民洗澡用水需求，又节约了电加热所需要的电力。太阳能温室是指在冬季利用单向隔热材料收集热量，满足温室内生物的温度需求，可以减少暖气的使用。发电是指在路灯等设施上安置太阳能发电板，收集夜晚路灯所需的电量，减少建筑对发电厂的依赖，利用太阳能满足用电需求。

2.3.2 风能的利用

空气的流动形成了风，可以说是最清洁的能源之一。建筑行业对风能的利用也分为两个方面，一是在风力强劲的建筑区设置风力发电装置，用来满足建筑所需的用电量，但风力发电产量较低，在建筑行业用途较小。二是，即改变建筑房间的通风情况，运用合理的设计让室内空气与室外产生对流[5]。在夏天就可以利用自然风给室内降温，减少空调的使用，降低能源消耗的同时也可以防止因吹空调过多引发的各种疾病。

2．3．3 地热能的利用

地热能主要来自地下熔岩和放射性物质的衰变，是一种清洁能源。在建筑业主要用于地热发电和地热供暖。地热发电是利用地下热能流体进行发电，与火力发电相似，地热发电是将热能转变为机械能，再转化为电能，热水型发电是地热发电的主要方式，由于地热能较之火力清洁，已经成为未来能源的重要组成部分。热能供暖则是将地热能进行楼房的采暖供热和洗漱热水的供应。由于这种方式使用方便，还不排放废水、废气、废物等。是取之不尽的绿色资源，所以在建筑业的发展中起着重要作用。