探讨建筑节能与建筑设计中的新能源利用

探讨建筑节能与建筑设计中的新能源利用

陈路

422301198601030512

摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。绿色发展理念是保障新时代人类社会可持续发展的动力导向，是应对环境气候不断恶化、节约资源、减少对生存环境过度破坏，保障人类在不断变化的环境中仍能够得以不断前进的动力源泉。作为破坏环境和浪费资源的重要参与者，建筑行业在工程管理和施工管理上明确绿色管理理念，是时代带来的必须经历的发展历程，也是建筑行业适应时代发展进行改革的必要环节，也是推动整个行业全面可持续发展的重要保障。本文就建筑节能与建筑设计中的新能源利用展开探讨。

关键词：新能源；建筑节能；建筑设计

引言

我国地大物博，一直以来都是资源大国，随着社会经济的发展和城市化进程的加快，国家加大了对能源的开发力度，导致能源利用加快。现如今，我国已经意识到了这一点，为节能减排，各行业开始限制对不可再生能源的开发与使用，同时加大对新能源的开发，尤其是在建筑行业，将新能源用于建筑节能设计，从而达到生态环境保护的目的。

1绿色建筑节能设计的定义

绿色建筑节能设计是一种基于节能、环保和可持续发展原则的建筑设计理念和技术手段，在建筑设计、建造和使用的全过程中，通过采用节能、环保和可持续发展的原则和技术，以达到最大限度地减少能源消耗和环境影响的目的。具体来说，绿色建筑节能设计包括以下方面：（1）节能设计：通过采用高效节能材料、优化建筑结构设计、采用节能技术设备、优化建筑能源管理等手段，最大限度地减少建筑能源的消耗。（2）环保设计：通过采用环保材料、减少二氧化碳排放、提高室内空气质量等手段，减少对环境的影响。（3）可持续发展设计：通过采用可再生能源、优化建筑设计和功能布局等手段，实现建筑的可持续发展。绿色建筑节能设计是一种综合性的设计理念和技术手段，不仅仅关注建筑的节能和环保，还注重建筑的可持续发展，是建筑行业在应对气候变化和环境保护方面的重要措施。

2建筑节能与设计中新能源的应用

2.1太阳能的利用

（一）太阳能制冷系统。可以说太阳能是世界上公认的人类最适合、最安全以及最绿色的替代能源之一，不仅取用方便，且能量巨大。利用太阳能驱动空调系统可以减少对电力资源的消耗，同时解决燃料发电造成的环境污染问题。将太阳能用在空调制冷环节，最大的优点就是季节匹配性较高，太阳能制冷系统主要将太阳能资源转为电能，或者将光能转为电能，再用电能驱动常规压缩式制冷设备，将太阳能转为热能，再利用热能驱动系统制冷。系统可以减少电能消耗，强化制冷效果，整体运维成本比较低。目前，太阳能制冷系统主要包含吸收式制冷、吸附式制冷以及喷射式制冷3种类型，其中，吸收式制冷系统在我国应用的比较普遍。吸收式制冷方式可以满足多数建筑的室内温度调节需求，且系统清洁能力较好，不会对周围环境产生影响，人们一般会将氨水制作成吸收剂，通过压力让氨水汽化，以此实现冷循环。（二）热水供暖集热系统。热水供暖集热系统是依靠太阳能装置采集太阳能，再利用循环水泵促进热水循环使用，以此达到建筑日常采暖与供热需求。设计建筑的顶部时，需要合理安装集热与储热设备，从而将收集的太阳能传输给系统末端，使太阳能转为辅助性热源。系统种类较多，且运行期间比较复杂，需要按照建筑节能的实际情况选择最佳集热系统。（三）光伏新能源的利用。建筑节能设计中，光伏新能源的利用需要依靠太阳能电池组件进行太阳能资源的采集，再经过一定的技术手段将太阳能转为电能，经过光伏发电系统逆变器将电能转为交流电，依靠控制器完成电能的有效调节，光伏新能源技术有充电和蓄电功能，白天通过收集太阳能发电，晚上依靠蓄能电池进行发电。该技术在建筑电气节能设计中主要有两种应用形式。（1）结合建筑结构与光伏系统。比如，在屋顶或外墙处安装光伏发电设备，再联合其他组件实现供电与蓄电，这样的光伏新能源应用形式相对独立，可以达到自给自足的供电状态，是建筑节能设计中最常用的形式。（2）电气节能设计期间，综合运用施工材料与光伏系统，实现双方组件的共同使用，再采用较为特殊的方法或材料制作光伏发电设备，将设备用于屋顶或窗户等结构，使其代替传统的建筑材料，可以在白天采集更多的太阳能。屋面保温可用到金属龙骨隔墙保温模式。

2.2自然通风与机械通风的利用

自然通风设计首先要充分考虑建筑物的布局和周边环境。合理布局建筑物，确保各个房间都能充分利用自然风。设置合适的开窗面积、形状和位置，以利用气压差、温度差等因素产生的风力实现室内外空气交换。此外，利用烟囱效应、风塔等通风策略，提高自然通风效果。械通风设计关注高效节能的通风设备和系统。选用低噪音、低能耗的通风设备，如新风系统、排风扇等。采用智能控制系统，根据室内空气质量、人员数量等实时调整通风设备的运行参数，降低能耗。同时，利用热回收技术，回收通风系统的排风热量，进一步降低能耗。在混合通风设计中，充分结合自然通风和机械通风的优势，根据不同季节、气候和使用需求，灵活调整通风方式。例如，在春秋季节和凉爽的夏季夜晚，优先采用自然通风；而在炎热的夏季白天和寒冷的冬季，则使用机械通风。

2.3地热能的利用

和太阳能相比，地热能在建筑中的应用更加稳定。人们对地热能通常不会直接利用，而是根据建筑内部结构，将地热能转为电能或者热能进行应用，从而减少不可再生能源的消耗，使人与自然协调共处。地热能常用于学校或宿舍等建筑，通过地源热泵采集地热能，再将其转化成电能与热能，为教学活动提供足够的能量。合理应用地热能可以降低建筑采暖成本，减少二氧化碳的排放量，突出新能源在建筑节能中的积极作用。在地热能的利用方面，需要根据建筑的全年动态负荷情况，对不同类型的建筑采取不同的方案，基于浅层地热能利用最大化的原则配置方案。在使用地源热泵系统时需要考虑到系统应用的经济性，必要时可以增加单独的地埋管形式的地源热泵系统，以此实现地热能新能源利用的最大化。

2.4水资源循环利用

建筑设计人员可以采用雨水收集系统来实现水资源的循环利用。在建筑屋面安装雨水收集设备，将雨水收集并储存起来，可以供后续用于浇灌植物、冲洗马桶、清洗地面等非饮用水用途。这样不仅减少了对自来水的需求，还能降低排水系统的负荷，减少雨水排放对周边环境的冲击。例如，某低碳建筑项目，在建筑的屋面设置了大型雨水收集罐，收集并储存了大量的雨水，供冲洗马桶和浇灌周围景观使用。建筑设计人员还可以采用节水设备和技术实现对水资源的高效利用。例如，安装节水型厕所、淋浴器和水龙头，通过减少流量和提高用水效率，降低日常用水量。同时，利用水循环系统和灌溉控制技术，确保植物的浇水量和频率符合实际需求，避免过度浪费。例如，位于某低碳住宅项目，采用了先进的灌溉系统，结合土壤湿度监测和天气预报精确控制植物的灌溉量，实现了高效的水资源利用。

结语

随着社会经济的不断发展和人们环保意识的不断提高，绿色建筑节能设计已经成为当前建筑领域的热点话题。因此，应该积极推广绿色建筑节能设计的理念和技术，加强对绿色建筑节能设计的标准制定和推广应用，实现建筑能源的最大化利用和节约，推动建筑行业的可持续发展。

参考文献

[1]李建强.现代绿色建筑节能设计研究[J].能源与节能,2023(1):3.

[2]孟庆芳.绿色建筑设计和节能设计发展运用模式探究[J].四川建材,2021,47(7):2.

[3]王永强.现代绿色建筑节能设计的发展与应用[J].工程技术研究,2022,3(12):194-195.