建筑节能与建筑设计中的新能源利用论文_迟福建1,刘聪2,申刚3,尚德华4,田艳华5,李桂

建筑节能与建筑设计中的新能源利用论文_迟福建1,刘聪2,申刚3,尚德华4,田艳华5,李桂

(1,2,6,7国网天津市电力公司 发展策划部 天津 300010;

3,4,5天津天大求实电力新技术股份有限公司 天津 300384)

摘要:建筑节能和新能源的利用是缓解能源危机、促进经济持续发展的一项根本措施。作为当代建筑师,不应该只追求建筑造型上的新颖独特而忽视了能源的浪费。应该将节能意识贯穿于设计的每一个环节,设计出更多符合时代要求的、高效低能耗的建筑作品,让新能源建筑在祖国的大地上蓬勃发展。

关键词:建筑节能;建筑设计;新能源

一、建筑工程领域节能的意义及必要性

建筑节能是现代化经济发展的必然需求。资源能源是人类得以生存与发展的重要物质能源保障,经济的发展在很大程度上依赖于能源的支撑作用,而当今世界范围内的资源能源问题已变成全世界范围内普遍关注的问题,使得能源短缺在很大程度上成为限制国家经济发展的一大重要因素。在建筑工程领域中从建筑施工材料的生产、工程施工建设到建筑物的运行使用均是能源不断消耗的过程,依据相关的资料显示在欧美等发达国家中,建筑工程的能源消耗占据国家总消耗的三分之一左右,但在我国该比例已经高达25%,在建筑领域内推行节能技术及新能源的利用已成必然。建筑节能也是践行环境保护的重要举措。目前我国所使用的能源以煤炭、天然气及石油等不可再生的能源为主,在该类能源的使用过程中所产生的大量的二氧化碳、氮氧化合物及硫等有害气体,是引发我国大气污染及生态环境遭受破坏的主要因素,所开展的建筑节能工程在减少能源消耗的同时可实现污染物排放量的减少,进而实现人居生存环境及生活品质的改进。

二、建筑节能与围护设计

2.1墙体节能

一般外墙体在建筑的外围护结构中占的比例最大,建筑外围护结构的热工性能直接影响居住建筑采暖和空调的负荷与能耗。所以减少围护结构的传热系数作为提高外墙保温性能的主要措施。如采用各种新型的保温砖块、混凝土小型空心砌块、加气混凝土等作为围护结构的墙体材料。建筑墙体保温宜首选外墙外保温技术。外保温构造不仅能防止冷(热)桥的产生,而且能降低建筑物主体结构温度应力,同时有利于房间的热稳定性。目前常用的外墙外保温材料有聚苯颗粒保温砂浆、聚苯板、挤塑聚苯板和硬质聚氨酯板等。

2.2屋面节能

2.2.1应选用导热系数小、蓄热系数大的保温隔热材料,同时要注意不宜选用密度过大的材料,防止屋面荷载过大。

2.2.2应根据节能建筑的热工要求确定保温隔热层厚度,同时还要注意材料层的排列,排列次序的不同也影响屋面的热工性能,提倡采用倒置式屋面。

2.2.3屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料,以防屋面湿作业时,因保温层大量吸水而降低保温效果,如果选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔,以排除保温层内不易排出的水分。

2.3门窗节能

2.3.1控制窗墙比。窗墙比是指住宅窗户洞口总面积(包括阳台门透明部分的洞口面积)与同朝向建筑立面面积的比值。建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东西向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。

2.3.2合理选择窗体材料。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前,窗框材料木、塑料、塑钢、断桥隔热铝合金隔热保温性能优于钢、铝合金。但木、塑料非现代建筑所青睐。断桥隔热铝合金由于造价较高,使得塑钢成为应用最为广泛的窗框材料,同时采用复合层玻璃(如中空玻璃窗)等方法可以提高门窗的节能效果。

2.3.3住宅外门及阳台门。住宅外门及阳台门在节能设计中可采用具有保温、隔声、防盗等功能的多功能户门及夹板门等。夹板门一般中间填充玻璃棉或矿棉等作为保温材料,节能效果较好。

三、建筑设计中的新能源利用

3.1利用新能源

在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等。人们对各种太阳能利用方式进行了广泛的探索,逐步明确了发展方向,使太阳能初步得到一些利用,如:作为太阳能利用中的重要项目,太阳能热发电技术较为成熟,美国、以色列、澳大利亚等国投资兴建了一批试验性太阳能热发电站,以后可望实现太阳能热发电商业化;随着太阳能光伏发电的发展,国外己建成不少光伏电站和“太阳屋顶”示范工程,将促进并网发电系统快速发展;全世界已有数万台光伏水泵在各地运行;太阳热水器技术比较成熟,已具备相应的技术标准和规范,但仍需进一步地完善太阳热水器的功能,并加强太阳能建筑一体化建设;被动式太阳能建筑因构造简单、造价低,已经得到较广泛应用,其设计技术已相对较为成熟,已有可供参考的设计手册;太阳能吸收式制冷技术出现较早,已应用在大型空调领域;太阳能吸附式制冷处于样机研制和实验研究阶段;太阳能干燥和太阳灶已得到一定的推广应用。

3.2提高太阳能的使用

太阳能是一种可以再生的清洁能源,而且是当前建筑行业中应用最有潜力的一种新能源。在建筑中的使用途径包括:太阳能采暖;太阳能供热水;太阳能发电等。并且分为被动式与主动式两种:其中被动式系统技术水平较低,成本也比较低廉但是对建筑师的工艺水平和学识能力要求较高。目前有项目在研究被动式太阳房,这种设计只能在部分地区实施通过建筑朝向的选择、建筑结构的设计可以保证在冬季采暖期一直晴天的时候不依赖任何采暖设备而利用太阳能采暖。这

样的太阳房对常规能源的需要极少,甚至可以不用配备辅助热源采暖系统。

3.3提高地热能的使用

地热能的使用一般有两种途径,一是通过高温地热能发电或者直接利用热水供应池为人们的生活提供方便;二是通过地源热泵以及地道风系统来开发低温地热能增加地热能的开发效率。这样充分利用地热能不仅可以有效降低旧能源的消耗而且地热能环保无污染有利于环境保护。现在有很多学校都使用地热深井、地源热泵等形式来使用地热能加强校园生态系统能够在新能源的基础上平稳运行。据计算可以通过使用地热能将供暖成本降低到40%,节约标准煤高达1.24万吨大大降低了一氧化碳的排放量。

3.4使用新的空调技术

空调的能耗量一直居高不下我们可以从引进新的空调技术出发来节约能源。可以从两个方面进行改进:使用变风量系统不用改变送风量来调节室内温度这种按照室内的温度情况随时调节系统的送风量的方法达到了很显著的节能效果:使用变频系统,即变制冷剂流量系统通过制冷剂作为传输介质波照室内的温度情况随时调节制冷剂流量来达到节约能源的效果;使用冷却塔供冷系统这是最近几年才流行起来的技术,因其冷却技术能源消耗低,成本低,并且效果明显正受到人们的广泛关注。

四、结论

综上所述,建筑作为人类的基本居住空间,是构成城市的主要物质组成部分,它对人类的生活环境有着直接、重要的影响。居住空间环境的优劣直接影响着人们的生活质量,而要维持良好的生活环境,则需耗费大量的能源。

参考文献:

[1]刘加平,闫增峰,刘艳峰,赵群.窑居太阳房室内热环境动态分析的简化模型[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版).2000(02)

[2]钟小兰,彭文甫,黎秋阳,李琴.基于生态足迹的土地生态承载力动态变化研究──以成都市为例[J].安徽农业科学.2012(23)

论文作者:迟福建1,刘聪2,申刚3,尚德华4,田艳华5,李桂

论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期

论文发表时间:2018/4/12

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