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

李艳

孝感市城乡规划建筑设计院有限责任公司，湖北省孝感市，432000

摘要：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。

关键词：建筑节能；建筑设计；新能源

1新能源在建筑节能设计中的应用价值

（1）提升能源利用率。新能源的应用可以提高建筑能源利用的效率。例如，太阳能光伏系统可以将太阳能转化为电能，为建筑提供电力。通过利用太阳能等可再生能源，可以减少对传统能源的依赖，提高能源的利用效率。（2）降低能源消耗。新能源的应用可以有效地降低建筑的能源消耗。例如，太阳能热水器可以利用太阳能加热水，避免了使用传统燃气或电力加热的能源消耗。另外，利用地热能源和地源热泵系统可以在冬季提供供暖，同时在夏季提供制冷，减少对传统暖通空调系统的依赖，降低能源消耗。（3）环境保护。新能源的应用可以减少对环境的污染和碳排放。传统能源的使用会产生大量的二氧化碳和其他温室气体，对气候变化产生负面影响。而新能源的应用，如太阳能、风能等可再生能源，几乎不会产生任何污染物和温室气体，对环境更加友好。

2建筑节能与设计中新能源的应用

2.1太阳能的利用

2.1.1太阳能制冷系统

太阳能是被广泛认可的一种可再生能源，具有适用性广、安全性高和环保性好等优点。利用太阳能来驱动空调系统可以减少对传统电力资源的依赖，同时解决燃料发电所带来的环境污染问题。在空调制冷领域中应用太阳能的最大优势是其与季节的匹配性较高。太阳能制冷系统主要是将太阳能资源转化为电能，然后利用电能驱动常规的压缩式制冷设备，或者将光能转化为电能，再利用电能驱动系统进行制冷。这种系统可以减少电能的消耗，增强制冷效果，且整体的运维成本相对较低。目前，太阳能制冷系统主要包括吸收式制冷、吸附式制冷和喷射式制冷等三种类型，其中吸收式制冷系统在我国应用较为普遍。吸收式制冷方式可以满足多数建筑对室内温度调节的需求，且系统的清洁能力较好，不会对周围环境产生负面影响。一般来说，人们会使用氨水作为吸收剂，通过改变压力使氨水汽化，从而实现制冷循环。

2.1.2热水供暖集热系统

热水供暖集热系统是一种利用太阳能进行供暖的系统。它通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，然后将热能传递给循环水泵，使热水循环流动，达到供暖的目的。这种系统通常由太阳能集热器、热水储存罐、管道和循环水泵等组成。在设计建筑的顶部时，需要合理安装集热器和储热设备。太阳能集热器一般安装在建筑的南面或屋顶上，以最大程度地接收太阳辐射。集热器可以是平板式的或是真空管式的，根据建筑的实际情况选择合适的类型。收集到的太阳能通过管道传输到储热设备，通常是热水储存罐。储热设备可以储存热水，以供给建筑的供暖系统使用。在需要供暖的时候，循环水泵会将储存的热水抽出，通过管道分配到建筑的各个供暖设备中，如散热器或地暖系统。热水供暖集热系统的种类较多，包括平板式集热器、真空管式集热器、光热光伏集热器等。每种集热系统都有其特点和适用场景，需要根据建筑的实际情况和需求选择最合适的系统。热水供暖集热系统的运行过程相对复杂，需要考虑太阳辐射的变化、天气因素以及供暖需求的变化等因素。因此，在选择和设计集热系统时，需要充分考虑建筑节能的实际情况，确保系统的稳定性和效率性。

2.1.3光伏新能源的利用

1）结合建筑结构与光伏系统是一种常用的光伏新能源应用形式。可以在建筑的屋顶或外墙处安装光伏发电设备，通过太阳能的转化来产生电能。这些光伏发电设备可以与其他组件联合使用，如电池储能系统，以实现供电与蓄电的功能。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，减少对传统能源的依赖。在建筑节能设计中，结合建筑结构和光伏系统可以实现建筑的能源自给自足，提高能源利用效率。通过在建筑的屋顶或外墙处安装光伏发电设备，可以充分利用太阳能资源，产生清洁的电能。这些电能可以直接供应建筑内部的用电设备，也可以通过电池储能系统进行蓄电，以满足夜间或阴雨天的用电需求。这样的应用形式不仅可以降低建筑的能源消耗和碳排放，还可以减少对传统能源的依赖，实现可持续发展。2）在电气节能设计期间，可以综合运用施工材料与光伏系统，实现双方组件的共同使用。一种方法是采用特殊的材料制作光伏发电设备，并将其用于屋顶或窗户等建筑结构，以取代传统的建筑材料。这样可以利用光伏发电设备在白天采集更多的太阳能，实现建筑的自给自足。另外，还可以在屋面保温方面采用金属龙骨隔墙保温的模式。这种模式依靠钢结构屋面，在建筑屋面和立面龙骨支座热桥处进行优化设计，采用30mm厚的垫块来减小热桥效应。这样可以使该区域的热桥值达到0.13W/（m2·K），减少热桥对热量传递的影响，提高建筑的保温性能。通过综合运用施工材料与光伏系统，以及采用特殊的方法和材料制作光伏发电设备，在屋顶和窗户等结构上利用太阳能，同时在屋面保温方面采用金属龙骨隔墙保温模式，可以实现建筑的节能与发电的双重效益。这样的节能设计可以减少对传统能源的依赖，降低建筑运行的能耗，实现可持续发展。

2.2地热能的利用

地热能的利用可以有效减少对不可再生能源的依赖，提高建筑的能源利用效率，降低采暖成本，减少二氧化碳的排放量，以及促进人与自然的协调共处。在选择地热能利用方案时，需要根据建筑的负荷情况和实际需求进行设计，以最大化地利用浅层地热能。地源热泵系统是一种常用的地热能利用方式，它通过地下的稳定温度来进行供暖和制冷，具有较高的能源利用效率。在应用中，除了考虑节能效果，经济性也是需要考虑的因素。可以根据实际情况选择地埋管形式的地源热泵系统，以实现地热能的最大化利用。这样的应用不仅能够充分利用地热能源，还能够降低能源消耗，减少环境污染，促进可持续发展。因此，在建筑设计中合理应用地热能是一种重要的节能措施，有助于实现建筑能源的可持续利用。

2.3风能的利用

风能是一种重要的新能源，可以通过利用风力来进行发电。在建筑节能设计中，设计师可以利用当地的风能资源，根据平均风速和气候条件来进行建筑结构的节能设计。设计师可以通过改变建筑结构来改善内部空气流通情况，从而实现室内环境温度的快速调节，减少对电能的消耗。例如，在建筑的设计中可以考虑设置通风口、风口和风道等，以利用自然风力来实现室内空气的流通和循环。这样的设计可以在开放状态下利用自然风力来调节建筑内部的温度，减少对空调和通风系统的依赖，从而降低电能的消耗。另外，还可以利用风能来驱动风力发电机，通过转化风能为电能来供应建筑的用电需求。通过合理设计建筑的外部形状和结构，以及选择适合的风力发电设备，可以最大限度地利用风能资源，实现建筑的自给自足。

3结语

根据新能源在建筑节能设计中的应用价值，分析太阳能资源、风能、地热能在建筑设计中的应用途径，结合地域实际情况，优化设计太阳能制冷系统和热水供暖集热系统，最终达到节能减排的目的，通过对光伏新能源技术的应用，降低电能消耗，促进整个建筑行业的健康发展，延长建筑使用寿命。

参考文献

[1]周于钦.新能源技术在建筑设计中的应用[J].工程技术研究，2022，7（23）：173-175.

[2]李伟.建筑节能与建筑设计中的新能源利用[J].建材发展导向，2022，20（24）：193-195.