建筑节能与建筑设计中的新能源利用

张彦文

甘肃宏图建筑设计有限公司白银分公司 甘肃 白银 730900

我国经济高速发展的同时，城市化进程越来越快，我国居民的收入也有了明显的提升，人们的需求也有了很大的改变，建筑物、汽车等大类消费品的需求呈井喷式上升，使得我国汽车行业和房地产领域发展迅速。这样的背景下，建筑行业有了长足的发展，但是我们必须看到建筑作为一个能源耗用较高的行业，当前我国能源缺口大，为了将节能和可持续发展落到实处，需要改变以往建筑设计的思路及设计模式，提升资源的利用率。

1 节能建筑研究及应用现状

由于中国能源紧张问题愈演愈烈，能源紧张和污染已成为了中国经济在长期发展过程当中的二个难点，为了能够更有效地改变中国能源紧张与污染严重的状况，国家已经明确提出了大力构建资源节约型社会的发展策略，施工单位在建设的过程中能源消耗很大，在施工建筑的过程中引入资源节约理念可以有效地降低中国能源消耗的状况，提高工人对环境的维护，从而有效地改善了中国建筑行业的经济发展状况。建筑节能重点指在施工建造过程中采用太阳能、环境建筑材料等无污染或危害少的建筑材料，讲究的是资源利用，通过资源利用可以合理的减少资源的投入量，如此便可以减少施工建造的成本并合理的进行环保。建筑资源的耗费不但涉及钢筋水泥等建材的损耗，而且还涉及采暖、冷却、供热等资源的损耗，建筑节约就应从这些高能耗方面着手，在施工的环节当中采用环保型的建筑材料，合理的增加资源的利用效益。

2 建筑建筑能源消耗现状

当前，我国建筑领域在经济发展新时期得以快速发展，我国建筑能源的消耗速度也得以日益加速。在当今重视保护生态环境的国情背景下，实现建筑工程设计的节能减排成为建筑行业日后发展的重要工作之一。就目前而言，观察建筑行业的能源消耗情况，我国当前有很大一部分建筑没有实现自身的节能环保要求，在进行建筑设计过程中，仍然持续应用着不可再生能源，主要的能源消耗为北方建筑的采暖、热水供应、空调、照明等方面，一些建筑新技术、节能新能源应用率较低，加重了社会上的能源需求问题，同时对当地的环境问题也带来一定的阻碍发展。基于此种现状，国家也积极鼓励建筑行业开发新能源建设利用，在保障建筑行业健康发展的基础上，从而实现降低建筑耗能的目的[1]。

3 建筑节能与建筑设计中新能源利用的重要性

在建筑行业中，应该重视建筑的环境保护性，以确保建筑能够真正实现节能环保。使用新能源的重要性体现在：

3.1 改善生态环境

当前能源消耗越来越大，尤其是建筑业的能耗增长迅速，环境污染和能源短缺成了威胁人类生存和社会发展的首要因素，大城市出现了雾霾等污染问题，并且资源的间歇性短缺和价格上扬已经在个别地区出现，这说明改善环境和保护环境已经到了刻不容缓的时候。通过使用新能源，可以避免对生态环境的威胁，大大改变和改善人们生活的生态环境。建筑节能设计中使用新能源逐渐成为提高人们生活质量的主要方式。

3.2 资源节约

新能源的高效利用是建筑节能的重要组成部分，在实际应用中，建筑工程的电气系统和照明系统可以逐步转变为节能系统。为了进一步提高建筑的核心竞争力，在建筑设计中，必须确保设计满足用户用电需求，选择节能材料正确选择合适的节能设备，优化建筑设计，从而根据建筑工程新能源消耗的特点，合理选择新能源，实现有效的资源节约。

3.3 为经济发展提供服务

能源是社会发展的动力，也是社会经济水平提升的重要资源。当前人们对于能源的保护与利用越来越重视。对于建筑工程而言，从原材料加工到建筑结构竣工，再到建筑投入使用，每一个环节都会消耗能源。那么通过落实建筑节能和在建筑设计中应用新能源，就能够减少传统资源的消耗，在帮助建筑行业发展的同时，也能够让能源得到充分利用。

4 建筑工程中新能源的体现

在国家可持续发展理念的倡导，人们的环保意识逐步提高的情况下，也逐步推进了建筑工程逐步走向了建筑节能的方向，过去的不可再生能源也逐步被新能源所替代，具体使用的新能源主要有以下：

4.1 太阳能

太阳能属于可再生能源，已广泛应用在很多领域中，将其转化为电能、热能可以起到节能、环保的作用。基于太阳能技术的特点，在建筑工程中也可以加强对该技术的应用。在建筑过程中，房屋的供热和冷却都是重要能源消耗途径，要达到城市建设的绿色、节能、环保型要求，应在住宅内部加大对太阳能材料的运用。在建筑实践中，首先可建立住宅太阳能灯具系统、太阳能热水器系统、集热蓄热墙式供电系统，和室内采暖的冷热水供给整体的控制系统等。将太阳光作为新能源运用到房屋建筑设计，能够高效完成节约型房屋建设。为使太阳光科技应用到住宅建设领域，工程设计技术人员、技术人员应充分考虑区域气候特征与差异，其次可推广的太阳能制冷方式有吸收式、压缩式等。压缩式制冷主要是利用压力温度实现低于流体的温度，在运行过程中可以通过压缩机抽吸被压缩蒸汽，然后将其输送到冷凝器，形成液体。要重视对于吸收式、压缩式、蒸汽喷射式等制冷方式的研究，把握好具体的运用要点。换热器是新能源太阳能的主要设施，换热器主要包含着平板集热器和真空管集热器，要重视采用shw系统，进一步发挥换热器的价值。太阳能热水器目前已经普及到千家万户，平板式太阳能集热器较为简单，但抗旱性能较差。

案例分析，某酒店采用光伏发电技术，在建筑设计过程中采用结构保温一体化系统，将晶体硅系统放置在建筑外立面。而晶体硅系统的投资回收期为4～7年。该类建筑对热水的需求较大，通过在酒店应用光伏发电技术，可以进一步将光能转化为电能，节约能源，达到更好的投资收益[2]。

4.2 风能

除了太阳能在全球范围内被广泛应用外，另一个重要的可持续资源是风力发电机组所产生的能量——它只需要有持续的气流即可产生并转化为电力以满足人们的生活需求和工作需要。在中国东部及西部的一些区域内有着充足的风速条件，这为发展这一清洁型新能源提供了良好的基础环境;同时也可以从环保的角度出发对这些地区的气候特点做出合理的运用与开发:例如在大楼的设计过程中充分考虑到其通风性能如何影响到居住者的舒适度和生活品质等问题上(如温度控制)等等方面的问题都可以得到有效的解决或改善。

4.3 地热能源

地热资源主要依赖于深层的热水及蒸气来提供能量来源，这是一种新型的智能化电力生产方法，被广泛运用到建筑节能的设计当中。为了把地热资源转化成可用之力，施工单位必须借助相应的装置把它变成电力，进而驱动室内的空调取暖等设施了。而且这个过程非常简便，不受时间和地理位置的影响。其还具有：①占地面积较小，可以在建筑节能设计上大大减少所需的空间；②所生成的蒸汽也有助于保护大气环境；③运行费用也相对较低，无任何副产品排放，从而使得能源消耗量降低至40%以上。

4.4 生物质能源

生物质能源利用了有机材料如木材、农作物秸秆和废弃物等，将其转化为热能或电能。在建筑设计中，生物质能源可以通过生物质锅炉来为建筑供暖，或者通过生物质发电设备产生电能。生物质锅炉利用生物质燃料燃烧产生热能，用于供暖和热水。这种方式不仅可以减少对化石燃料的依赖，还能有效地利用农业废弃物等资源。生物质发电则将生物质燃料通过气化、燃烧或发酵等方式转化为气体或液体燃料，用于发电。

4.5 新型节能环保建筑材料

新型节能环保建筑材料的应用不难为建筑施工人员所发现，关注建筑节能和建筑设计的实际工作需要，而建筑材料的选用是这项工作最重要的方面之一。本研究的目的是对建筑节能设计进行深入的研究和分析。希望能为建筑节能设计提供科学有效的策略支持，为有效利用新能源提供建设性的建议和策略。新型建筑材料的应用对建筑节能环保设计具有重要意义。按照国家的总体要求，要符合社会和环境保护政策。选用经济、环保的材料，是布署器材开发建设的一项重要工作。选择新型建筑材料主要是为了满足环保理念，希望能在有限的条件下降低建设成本，减少环境污染[3]。

5 建筑节能与建筑设计中的新能源利用途径

在建筑节能与建筑设计，最值得提倡的便是新能源的使用，其主要有太阳能、风能、地热能和新型环保材料，其具体利用途径如下所示：

5.1 真空保温板的应用

保温板对于建筑工程的保温体系之中发挥着关键性作用，尤其是对北方建筑体来说，建筑体外墙保温板在冬季能够提高建筑体的保温作用，从而缓解供热能源使用压力，以此达成节省能源的目标。而通过使用具备节能环保性质的保温板材料，其构成材料为聚酯纤维，在此基础上融合了Ca、Al等多种金属元素，使得保温板不论是在生产还是应用环节都真正做到了无污染。例如在对一些老旧小区实行改造之时，对于需要翻修的外墙部分，则可运用此种新式节能环保材料来替换原来的泡沫保温板，以此提升保温性能，使得建筑体具有更高的绿色环保性，例如泡沫玻璃是一种节能、环保的材料，它的原材料是废弃的玻璃，经过合适的发泡剂和改良剂，经过一种新的工艺处理，可以得到一种特殊的多孔结构，这种结构的泡沫玻璃不仅防火、隔音性能好，还可以降低热传导率。并且，新式保温板是能够回收利用的，基于对压铸材料予以重铸，因为材料本身具备一定的可塑性，从而能够促使保温板运用范围进一步扩大，也为绿色建筑建筑工程的实施奠定物质基础[4]。

5.2 建筑周围的绿化设计

绿化设计在建筑项目设计里是极为重要的部分。绿化可以明显提升居住环境，调节建筑周遭环境。以技术办法，打造更好的外部环境，让其和内部环境联动，能够明显减少建筑的耗能。建筑所在地绿化设计环节，需选择适宜建筑所在地环境的绿植，合理把控建设成本的基础上，还可以引入水环境，既能促进生态平衡，也能起到净化空气的作用。此外，乔木的栽种还需要依据当地冬夏两季阳光照射状况来决定，冬季保证建筑阳光充分，夏季可以为建筑遮阳。建筑绿化设计时不要将目光都放在平面，还要依据建筑实际状况拓展立体绿化，加大外墙、阳台、顶部绿化建设，提高建筑的绿植覆盖率。这样的居住环境能够起到冬季保暖、夏季隔热的效果，提升了建筑的节能效果。

5.3 新型空调技术的应用

伴随着社会的进步与经济发展，人们的居住品质不断提升并更注重室内的舒居体验感，因此大部分家庭都选择在家内装置空气处理系统如中央空调器。其中最普遍的是使用太阳能空调机这种设备，它可以在建筑节能计划里被用作减少对石油燃料及有毒气体(例如二氧化碳)的替代能源。具体是通过将超导材料融入到空调系统来进行升温或降温操作，但是需要一定的条件限制，当天气寒冷时，适度运用地热能量与太阳光源可提供暖意；而炎热的夏季则可通过地下水来实现快速、有效的温度下降。在此过程中的任何一点上都能达成均衡状态，并实施提高温度或者降低温度的功能，满足人们的要求并且减小资源损失。

5.4 屋面设计中的应用分析

软膜天花饰面是一种改良后的顶面材质，它不仅美观，而且具有许多独特功能。首先，它能够有效地隔离噪音，在制作过程中确保没有缝隙，从而达到优异的隔热功能。除了软膜天花顶面室内装饰建筑材料，这些改造后的建筑材料还含有特定物质，可以有效隔绝噪音，确保独立空间设计的隐私性。另外，软膜天花顶面室内装饰建筑材料的节电作用也很好，它可以有效减少光线放射，使住户能够获得与传统材料相同的灯光效果，而不必须使用灯泡进行大功率输出，从而降低电能消耗，降低应用成本。由于使用具有优异绝缘性能的建筑材料，我们可以制造出具有优异绝缘性能的成品。

5.5 在建筑门窗设计的体现

以往，为了降低建筑物的能源消耗，许多设计师会选择缩小门窗的尺寸，以达到节约的目的，且为了达到理想的效果，必须确保能够有效地排出屋内气体并避免浪费能源的情况发生；否则会导致过高的能量消耗及不利于实施绿色环保理念的目标达成。针对此问题，可以通过使用“两扇式”窗口的技术手段解决冬季取暖与照明的问题：该方法主要适用于我国北部地区的住宅建设上，但是使用他增加了一定的成本，伴随着建筑能源效率技术的持续创新和发展，各类新兴建材也在逐步被引入至该领域的实践当中，例如多层次的中空玻璃窗或者涂有反射膜的玻璃等，这些都属于一种崭新的建筑能源技术，能够改进传统的双层窗的设计缺陷，以适应门窗设计的需要，能降低墙体厚度的需求，有助于提升建筑物的外观表现力，并进一步优化其性能。

5.6 水循环利用

在施工过程中，由于有关人员需要对水循环的使用情况进行重视，所以应该把原有排水管配置为能够重复循环利用的体系。在进行原有排水管时，工程技术人员往往直接把生活污水和废物送入管理范围，并加以集中、统筹管理，在未加以分类的基础上，也导致了一些公共资源的浪费。而生活污水中的冷却水以及在洗涤衣服时排出的水，许多时候是不需送往管理区域内加以净化的，因此对于此类污染物仅需加以简易处置即可进行二次使用，以提高水的使用率，从而降低能源消耗。

6 结束语

伴随着中国建筑业的进步，对建筑能源效率的设计及其新动力资源的使用日益引起公众的重视。由于建筑物的大量消耗能量并产生大量污染，优化其能源效率并对新动力资源加以充分运用，有助于减少能源使用及环境污染，进而推动建筑业的长久持续发展。为了满足当前的社会需求，我们必须深耕于建筑能源效率设计及其新动力资源使用的研究领域，全面提升建筑物的能源效率，大力推广新动力资源应用，以此构建高效益的建筑结构。