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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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