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浅谈建筑节能与建筑设计中的新能源利用

李静芳
  
安家(建筑与工程)
2021年50期
蓬莱市建筑设计院有限公司 山东 烟台 265600

摘要:风能资源能够为建筑物的运转提供必要的供电等相关服务,通过在建筑物的风口处设置了一些垂直轴风力发电装置的形式聚集风能资源,进而将所汇集的风能资源转换为电能资源,以满足建筑物的正常运转需要。

关键词:建筑节能;建筑设计;新能源利用

一、新能源应用的必要性

建筑行业快速发展的过程中,该行业对于能源的需求也在持续提升。有关统计资料表明,我国建筑行业所消耗的能源占比为大约30%。从我国的建筑能耗总体情况来看,住宅耗能与公共建筑面积的耗能比为1:15,而住宅能耗的产生主要集中在空调的使用与照明中。我国幅员辽阔,拥有着大量的自然资源,但我们还应当认识到我国的人均资源相对匮乏。面对不断增长的能源需求问题,我们应当认识到当前我国面临的能源紧张或者面临枯竭问题。为了能够助力建筑行业的可持续发展,我们需要对新能源革命进行未雨绸缪,加快新能源技术与建筑设计的融合进程,不断提高建筑节能技术的应用水平,以便使其更好地服务于我们的社会建设。

二、节能在设计中的应用

1.降低能耗,调整建筑朝向

特别是对于高层建筑物,更应当结合周边的区域来规划建筑物的朝向。设计人员在设计高层建筑物的朝向位置时,需要准确的计量该高层建筑物与周围其他建筑物之间的关系,除了满足防火规范里的最低间距要求之外,还应当避免高层建筑物对周围其他建筑物的采光条件以及通风条件造成负面影响,从而引起周围其他建筑物能耗的上升。此外,在规划建筑物的朝向位置时,还应当坚持因地制宜的原则,不同地区由于其气候条件的不同,因此,对于建筑物的朝向位置的标准也随之不同。以北京地区为例,《居住建筑节能设计标准》(DB11/891—2020)中强调通过建筑遮阳、自然通风和空调、通风系统的节能设计,控制夏季的空调能耗。因此,在规划该地区的建筑朝向是应当按照南北朝向来保证室外光照和室内环境温度的稳定。坚持因地制宜的原则来规划建筑物的朝向位置,能够大幅度的降低建筑物投向运营后的能耗,从而贯彻落实建筑节能的理念。

2.保温隔热,优化墙体设计

建筑外围护结构墙体的改造主要通过在土建墙体外增加一层保温材料的形式,来达到保温隔热的目标,进而降低建筑物在供暖方面所产生的能耗。由于南北方地区的气候差异,建筑外围护结构墙体的改造方法也随之不同。外墙外保温设计主要以应用于我国长江以北地区,墙内保温设计则主要应用于我国长江以南地区。以外墙外保温设计为例,该设计方法不仅能够达到良好的保温隔热效果,还能够避免室内使用面积被占用。

除了上述优点之外,外墙外保温设计在应用存在明显的缺陷。外墙外保温设计对于保温材料的性能等级提出了较为严苛的要求,为了防止在使用的过程中出现火灾等问题,所选择的保温材料的燃烧性能等级需达到A级才能投入使用,无形中增加了外墙外保温设计的应用成本。此外,保温材料需要通过粘贴和螺栓锚固的方式固定在外墙上,保温材料在天气等因素的影响下将会面临老化问题,削弱其保温隔热的效果,甚至还会出现保温材料脱落等安全问题。随着保温材料应用范围的不断扩大,保温材料的技术得到了进一步的开发,《居住建筑节能设计标准》(DB11/891—2020)对装配式预制外墙保温板系统做了规定。可预见,外墙保温装饰一体化技术将会逐步取代传统的保温设计,从而满足建筑节能的应用需要。

3.降低能耗,完善门窗节能设计

为了能够实现采光与室内保暖的目标,往往会应用双层窗技术,即外墙设置两道门窗。双层窗技术的应用能够为北方地区的居民提供良好的光照条件,而且双层窗之间的空气层具有良好的保温隔热、隔声的效果,但是这种效果将会导致墙体的厚度增加,从而增加建筑物的建设成本。随着建筑节能技术的不断更新,以中空玻璃窗为代表的新型材料被应用到建筑节能技术的领域中,满足门窗节能设计的需要。中空玻璃窗取代了传统的做法,其既具有双层窗的优势,还能够降低墙体厚度,从而丰富建筑物的立面效果。新能源在建筑节能与建筑设计中的利用

三、太阳能资源的利用

从太阳能制冷系统的应用情况来看,太阳能制冷系统通过将光能转化成为电能或者是热能等形式来达到制冷的效果,从而为人们提供适宜的室内环境。与光能转化成为电能相比,光能转化成为热能成为了太阳能制冷系统应用的未来发展趋势。前者虽然转化方法较为简单,但是在实际的应用过程中,不仅会造成太阳能资源转换过程中的浪费,还会增加该系统的运行成本。而将光能转化成为热能的形式,能够以极低的成本为人们提供制冷的效果,且有效降低了太阳能资源的消耗。

从太阳能供热水和供暖应用情况来看,越来越多的设计师在设计建筑物的顶部时会留有一定的余地,以便安装一定数量的太阳能集热装置,太阳能集热装置能够自动吸收太阳光,将其转换成为太阳能资源进行储存,从而为建筑物内部提供供热水和供暖服务。随着太阳能集热装置技术的不断升级,一些建筑设计师会将太阳能发电装置、太阳能光电池等相关设备安置在建筑物的楼顶上,利用太阳能资源为建筑物运转提供必要的电力资源,达到建筑节能效果的同时,还能够降低石化资源消耗对于环境的影响。

四.地热能资源的利用

地热能资源不会受到天气因素的影响,应用稳定性较高。地热能资源主要应用于供热、供暖系统、土壤源热泵空调系统等相关领域,丰富了新能源在建筑设计中的应用类型。以供热、供暖系统为例,设计师在应用地热能资源时可借助于热交换仪器等相关设施设备将将建筑物地表以下的土地层资源温度转换为热能,从而为人们的日常生产生活提供必要的电力资源等资源。地热能资源的利用能够为建筑物的运转提供供电服务,降低煤炭等相关资源的消耗。随着地热能资源应用水平的不断提升,我国大部分的高校借助于地热能资源来为学校的运转提供了必要的采暖和热水,降低了学校的运营管理成本。而且,地热能资源的利用能够避免其他资源在利用过程中所产生的安全问题,保障了高校师生的安全。

五、风能资源的利用

风能资源的应用有效的降低了建筑能耗的产生,为我国的环境保护做出巨大的贡献。为了能够充分发挥出风能资源的应用效果,设计师在开展建筑设计活动时,应当对建筑项目所处的地理位置以及周边环境进行全方位的考察,在考察的过程中了解当地的气候变化状况,特别是气候风向情况,为风能资源的应用提供数据基础保障。风能资源的应用能够达到保温或降温等目的,从而在室内营造适宜的居住环境。

六、结语

城市化进程的不断加快,推动了我国建筑行业的迅速发展,也使得我国的能源消耗步入了一个快速上升的阶段。建筑节能主张在保障建筑安全性的基础上实施相应的节能活动,降低建筑物运行过程中所产生的能耗,为人们提供舒适、绿色的建筑应用环境。本文介绍了建筑节能的主要应用情况,并阐述了太阳能资源等相关新能源在建筑节能于建筑设计中的应用,希望能够为建筑节能应用拓宽新思路,推动我国建筑行业的健康发展。

参考文献

[1]蔡振华.建筑节能与建筑设计中的新能源利用[J].中国住宅设施,2021(1):3-4.

[2]肖勇.建筑节能与建筑设计中的新能源利用[J].建材与装饰,2021,17(32):31-32.

[3]唐家元.建筑节能与建筑设计中的新能源利用[J].建筑技术开发,2021,48(8):157-158.

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