吳 瓊 李江龍 王金花

（北京華茂中天建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，北京 100000）

探究建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中新能源的利用，可以在有效幫助人們了解新能源及其在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中所發(fā)揮的重要作用的同時(shí)，也可以為建筑設(shè)計(jì)人員實(shí)際開展建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作，并靈活將新能源利用其中提供必要理論參考與實(shí)踐指導(dǎo)。因此本研究同時(shí)具有較高的理論意義與實(shí)踐價(jià)值。

1 將新能源運(yùn)用在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要性

在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員通過(guò)充分結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的具體要求，在切實(shí)結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定的基礎(chǔ)上，對(duì)包括風(fēng)能、太陽(yáng)能等在內(nèi)的各種新能源進(jìn)行充分利用。一方面，可以最大程度地降低建筑能耗，有效提高建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能性。另一方面，也可以在有效完成建筑設(shè)計(jì)工作的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)控制建筑設(shè)計(jì)成本，擴(kuò)大建筑設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益的根本目標(biāo)[1]。這主要是由于新能源屬于清潔型能源，具有可再生、可循環(huán)的特性，將其運(yùn)用在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，可以有效防止建筑設(shè)計(jì)對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成污染與破壞，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。同時(shí)大量使用可循環(huán)再生的新能源，因此類能源安全可靠、成本較低，故而有助于提升建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的安全可靠性與經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

2 新能源在建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際運(yùn)用

2.1 風(fēng)能的利用

1） 自然通風(fēng)，風(fēng)能作為一種新能源，具有潔凈無(wú)污染、可再生等優(yōu)勢(shì)特性，通過(guò)將其運(yùn)用在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，有效利用自然風(fēng)能，可以達(dá)到有效改善建筑室內(nèi)空氣環(huán)境、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度等重要作用，最大程度地減少空調(diào)等設(shè)備的使用從而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。例如，在某教學(xué)樓設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員通過(guò)充分結(jié)合當(dāng)?shù)叵募緰|南風(fēng)這一主導(dǎo)風(fēng)向，并對(duì)建筑內(nèi)部各空間使用功能進(jìn)行充分考量，采用連廊的設(shè)計(jì)方式并將建筑底層架空，由此形成形成一個(gè)自然通風(fēng)道，使得夏季風(fēng)可以被有效引入庭院內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)持續(xù)空氣流動(dòng)，從而達(dá)到優(yōu)化庭院自然通風(fēng)環(huán)境的效果。此外，在建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)有走廊，同時(shí)設(shè)有走廊高側(cè)窗，在適當(dāng)減小建筑進(jìn)深下，借助自然通風(fēng)的方式有效改善室內(nèi)熱環(huán)境，將人性區(qū)域與地面距離1.5m 位置處的風(fēng)速控制在1m/s 到5m/s，從而切實(shí)提高建筑內(nèi)部舒適性。

2） 變頻系統(tǒng)，同樣在使用風(fēng)能的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以引進(jìn)變頻技術(shù)，從而更好地完成建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，獲得更加理想的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)效果。仍然以該教學(xué)樓建筑為例，考慮到此類建筑的使用時(shí)間具有一定的靈活性，因此設(shè)計(jì)人員通過(guò)運(yùn)用變頻式新風(fēng)熱回收系統(tǒng)，將二氧化碳濃度作為該系統(tǒng)最為關(guān)鍵的控制參數(shù)。當(dāng)二氧化碳濃度不超過(guò)1000ppm 時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)停風(fēng)機(jī)。反之，當(dāng)二氧化碳濃度超過(guò)1000ppm 時(shí)，引入了變頻技術(shù)的新風(fēng)熱回收系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，使之處于運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)在系統(tǒng)的運(yùn)作下，可以同時(shí)完成室內(nèi)外的空氣和熱量交換，將排出空氣的冷熱量最大程度地進(jìn)行保留，進(jìn)而有效改善室內(nèi)空氣環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的效果。

2.2 太陽(yáng)能的利用

太陽(yáng)能光伏發(fā)電的使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，不僅可以完成獨(dú)立發(fā)電，同時(shí)也支持并網(wǎng)運(yùn)行，加之其對(duì)環(huán)境無(wú)污染，因此非常適用于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。例如在某地區(qū)宿舍樓建筑項(xiàng)目中，由于當(dāng)?shù)厝照粘渥悖逯等照諘r(shí)間可以達(dá)到4.5h 以上，具有較大的太陽(yáng)能年輻射量，因此在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，在為建筑整體提供充足照明，切實(shí)滿足建筑照明需求的同時(shí)，可以達(dá)到降低建筑能耗的效果。在該建筑中，使用的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組件為，具有較高效率的晶體硅太陽(yáng)能電池，設(shè)計(jì)人員在充分參考建筑所在位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)、峰值日照時(shí)間等重要參數(shù)下，在基地北側(cè)屋頂位置處，呈37°傾角設(shè)置了光伏屋頂電站[2]。其接入電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓等級(jí)為0.4kV,預(yù)計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到60kW。通過(guò)運(yùn)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電，可以有效為建筑照明、暖通空調(diào)設(shè)備等提供源源不斷的電能。

2.3 地?zé)崮艿睦?/h3>

同樣歸屬于新能源范疇的地?zé)崮埽簿哂星鍧?、無(wú)污染等特性。在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合實(shí)際情況，采用熱交換儀器，對(duì)地表下土層溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即將其轉(zhuǎn)化成冬季熱源，供冬季室內(nèi)取暖或是建筑內(nèi)部生產(chǎn)熱水、發(fā)電等使用。而在當(dāng)前我國(guó)許多北方城市地區(qū)，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中通過(guò)使用地?zé)嵝履茉磳?shí)現(xiàn)供暖或生產(chǎn)熱水，大大降低了以往在建筑供暖供熱中，煤炭和電能的使用量，不僅有助于控制建筑整體能耗，同時(shí)也能夠達(dá)到建筑節(jié)能減排的效果。另外，在部分游泳館建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員選擇利用地?zé)崮苡米鞯責(zé)峥照{(diào)，在有效保障地?zé)峥照{(diào)綠色無(wú)污染的基礎(chǔ)上，借助地?zé)崮軐?duì)泳池中的水進(jìn)行加熱，保障游泳池始終可以保持適宜水溫，進(jìn)而將煤炭能源使用量降至最低，并達(dá)到減少碳排放量的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用各種新能源，不僅可以有效幫助降低建筑能耗，提升建筑物整體節(jié)能水平，同時(shí)對(duì)于控制建筑設(shè)計(jì)成本和保護(hù)生態(tài)環(huán)境也具有重要的幫助作用。因此在實(shí)際進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要充分結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況，參照具體設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范，合理運(yùn)用太陽(yáng)能、風(fēng)能等各種清潔型、可再生新能源，并積極運(yùn)用變頻技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，使其應(yīng)有效用得以發(fā)揮至最大。