程 蘭

（鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南新鄭 451100）

隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，但也帶來了巨大的能源耗費(fèi)，對我國的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。建筑行業(yè)應(yīng)重視自身的經(jīng)濟(jì)利益，重視新能源的利用，將新能源和新技術(shù)巧妙地應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中，有利于履行建筑行業(yè)環(huán)境保護(hù)的責(zé)任，也能夠?qū)ξ磥淼目沙掷m(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。

1 節(jié)能建筑的特征和優(yōu)勢

相較于普通的建筑而言，節(jié)能建筑的優(yōu)勢較為明顯。在建設(shè)過程中，建筑材料的采購是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將自然資源作為建筑物的原材料，能夠降低企業(yè)的采購成本，間接提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

對于施工過程使用的部分材料而言，傳統(tǒng)建筑材料具有一定有毒有害成分，如果不采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，可能對施工人員的身體造成危害。相比之下，自然資源不含有毒有害成分，安全性更好，使用自然資源能夠?yàn)榻ㄖ藛T以及建筑使用者提供更穩(wěn)定的環(huán)境，使建造者的工作環(huán)境和使用者的使用過程具有一定的安全保障。

2 新能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 太陽能的應(yīng)用

太陽能資源是一種新型的可再生的清潔能源，對環(huán)境幾乎不產(chǎn)生破壞，在目前的建筑領(lǐng)域中，太陽能資源的利用是較為常見和普遍。在建設(shè)設(shè)計(jì)過程中，太陽能的應(yīng)用方式主要為三種，分別為間接獲取、混合式獲取以及被動式利用，其主要應(yīng)用于熱水器、太陽照或采光等方面。

太陽能在房屋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用如圖1所示。

圖1 太陽能在房屋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）在建筑物的設(shè)計(jì)過程中合理設(shè)計(jì)窗戶結(jié)構(gòu)和方位，能夠延長陽光照射房間的時(shí)長，減少冬天的空調(diào)等發(fā)熱設(shè)備的電能消耗。

（2）在建筑物的樓頂安裝數(shù)量較多的太陽能發(fā)電裝置，利用其在日間所吸收的能源為建筑物提供電力資源，達(dá)到節(jié)能的目的，有效利用建筑物的樓頂。

（3）在建筑物的頂部設(shè)置一定數(shù)量的太陽能集熱裝置，利用蓄熱的設(shè)備進(jìn)行太陽能資源的儲存，通過末端裝置實(shí)現(xiàn)供熱水和采暖的功能，促使在陽光不充沛時(shí)也能達(dá)到發(fā)熱的效果。

房屋設(shè)計(jì)通過房屋頂部安裝太陽能光電池、平板型集熱器以及熱管式真空管集熱器，利用其所吸收的太陽能為室內(nèi)的儲水器以及鍋爐提供電能，通過太陽能實(shí)現(xiàn)供電功能，減少對環(huán)境的破壞。

2.2 地?zé)崮艿膽?yīng)用

地?zé)崮苁且环N與太陽能相似的清潔能源，具有無污染的特點(diǎn)。在建筑設(shè)計(jì)過程中，通常借助熱交換儀器將地表以下的土地層的溫度轉(zhuǎn)換為建筑物內(nèi)冬季的熱源，使得建筑物室內(nèi)能夠以此作為取暖或生產(chǎn)用電或熱水的基礎(chǔ)，通過使用地?zé)崮苓_(dá)到供電等目的，能夠減少煤炭或電能的消耗。例如，在我國的部分高校中，通常使用地?zé)崮芴峁┎膳蜔崴瑸楦咝＝鉀Q較多的供熱與供水成本。在校內(nèi)利用地?zé)崮?，能夠?yàn)閷W(xué)生和教師提供一個(gè)相對穩(wěn)定的環(huán)境，降低安全事故發(fā)生的可能性。

地?zé)峥照{(diào)原理如圖2所示。

圖2 地?zé)峥照{(diào)原理

此外，地?zé)崮芤材軌蛴糜诘責(zé)峥照{(diào)，其被廣泛應(yīng)用于奧運(yùn)村，通過將地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為無污染、綠色的地?zé)峥照{(diào)，不僅能夠加熱泳池中的水，為運(yùn)動員提供舒適的游泳環(huán)境，也能夠使泳池的水能夠在較長一段時(shí)間內(nèi)保持恒定的溫度。地?zé)峥照{(diào)不會排放任何的有毒物質(zhì)，符合綠色奧運(yùn)的理念，地?zé)崮艹蔀閵W運(yùn)村的首選新能源。建筑企業(yè)應(yīng)充分研究地?zé)崮?，降低成本，?jié)能減排，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入活力。

2.3 風(fēng)能的應(yīng)用

風(fēng)能是一種可再生的潔凈能源物質(zhì)，合理利用風(fēng)能使其發(fā)揮出最佳的效果，能夠減少不可再生能源的使用，也能夠?yàn)榄h(huán)境保護(hù)做出更大的貢獻(xiàn)。在建筑設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)人員應(yīng)對周邊環(huán)境進(jìn)行考察，充分及時(shí)了解當(dāng)?shù)貧v史氣候風(fēng)向以及近期的氣候情況，借助設(shè)備和技術(shù)有效利用風(fēng)能，盡可能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，達(dá)到保溫或降溫等目的。夜晚可將適當(dāng)?shù)睦滹L(fēng)引入建筑物，使其與房間內(nèi)的熱空氣進(jìn)行交換，達(dá)到降溫的目的。建筑物的外部墻應(yīng)采用具有一定隔熱效果的材料，使其發(fā)揮出自身的蓄冷功能，保證室內(nèi)的溫度保持在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)。針對炎熱地區(qū)，可以在夜間加強(qiáng)通風(fēng)，使房間內(nèi)的溫度保持在一個(gè)較低且適宜的范圍，能夠減少電能的消耗和碳排放。

風(fēng)能在建筑物中的應(yīng)用如圖3所示。

圖3 風(fēng)能在建筑物中的應(yīng)用

由圖3可知，在建筑物的風(fēng)口處設(shè)置了一些垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，主要利用建筑物對風(fēng)的聚集作用，通過該裝置將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)人員可以在旋轉(zhuǎn)葉片中加裝LED燈或通過彩繪的方式，將旋轉(zhuǎn)葉片進(jìn)行適當(dāng)美化，能夠充分利用風(fēng)能，也起到一定的裝飾作用。

2.4 變頻空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

空調(diào)是目前人們較為常用的一種設(shè)備，具有制冷和制熱等多種效果，為居民的生活提供了更多便利。但傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備耗能較大，與目前的節(jié)能目標(biāo)不一致，建筑企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分考慮客戶的需求，創(chuàng)造更便利的條件。

在建筑設(shè)計(jì)過程中，可選擇變頻空調(diào)或變風(fēng)量系統(tǒng)，主要通過改變其頻率或送風(fēng)量調(diào)整建筑物內(nèi)的溫度和濕度，消耗最少的能量達(dá)到所需的溫度。利用變頻空調(diào)或變風(fēng)量系統(tǒng)，能夠使空調(diào)的制熱和制冷成本明顯降低，最大限度降低耗費(fèi)的能源，達(dá)到節(jié)能的目的。

（1）變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)原理如圖4所示。

圖4 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)原理

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)主要通過改變送入建筑物內(nèi)的風(fēng)量實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，是一種新型空調(diào)系統(tǒng)。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)包括溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、控制器等核心部件，根據(jù)室內(nèi)的溫度傳感器的指令實(shí)現(xiàn)的溫度調(diào)控。在變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，最大負(fù)荷的情況較為罕見，僅為總運(yùn)行時(shí)間的1/10，消耗的風(fēng)能資源較少，節(jié)能減排。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)類別，系統(tǒng)中的冷凍和冷凝水管不會通過傳統(tǒng)的建筑吊頂方式實(shí)現(xiàn)，使得霉變等問題出現(xiàn)的概率得到了明顯降低。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)能夠使住戶更便利，有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能和保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。

（2）變頻空調(diào)。

變頻空調(diào)原理如圖5所示。

圖5 變頻空調(diào)原理

目前市面上的空調(diào)而主要采用變頻式，其主要利用制冷劑作為介質(zhì)，通過空調(diào)的頻率和負(fù)荷變化調(diào)整制冷劑的使用量，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。作為空調(diào)的使用者，應(yīng)當(dāng)充分了解空調(diào)的使用技巧，減少能源消耗，在滿足使用者溫度需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。

3 結(jié)語

節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)是目前我國的主要發(fā)展方向，也是我國能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要前提條件，利用新能源實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)是我國目前各行各業(yè)需要重視的問題。本文介紹了節(jié)能建筑的特點(diǎn)和優(yōu)勢，就建筑節(jié)能與新能源的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)闡述，從太陽能、地?zé)崮艿榷鄠€(gè)方面詳細(xì)講解新能源在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，為建筑行業(yè)的節(jié)能方面提供相關(guān)思路。