基于可再生能源的建筑节能策略研究

摘要：我国建筑能耗总量和耗能比重不断攀升，能源危机日益加剧。把太阳能、风能和地热能等可再生能源应用到建筑节能中，是解决建筑能源问题的重大抉择。本文阐述了被动式太阳能利用、主动式太阳能利用、太阳能光电技术、风力发电和自然通风利用的基本原理，对于每一种利用方式，从应用实际出发提出了具体的建筑节能策略。

关键词：可再生能源；建筑节能；太阳能；风能

可再生能源指不随其自身转化或人类开发利用而衰竭，可连续再生、永续利用的清洁能源，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。可再生能源主要指太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、海洋能和氢能等非化石能源。本文着重讨论可再生能源中与建筑节能较为相关的太阳能、风能和地热能。我国目前处于建设鼎盛期，每年建成的房屋面积达 16～20 亿 m2，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和，而 97%以上是高耗能建筑。建筑节能已经成为我国节能的重要方面，如果现在不开始注重建筑节能，将直接加剧能源危机。

把可再生能源应用到建筑节能中，既减少了一次能源的消耗，又降低了对环境的破坏作用，是开源与节流的并用，是解决建筑能源问题的重大抉择。本文把节约能源作为建筑设计的主题，深入探讨了太阳能、风能和地热能等在建筑节能设计中的应用策略。

1 保温绝热策略

由于采暖和空调耗能在建筑消耗能源中所占比例相当大，降低这一部分能源消耗尤为重要。建筑物的护结构直接和外界接触，是室内热量向外散失的主要途径，因此首先应提高建筑围护结构的保温隔热性能。

① 外墙主体材料可用加气混凝土、粘土空心砖、混凝土空心砌块等保温性能好的材料。

② 在外墙及屋顶等护结构散热量较大之处还应尽量辅助采用岩棉制品、聚苯乙烯泡沫塑料、水泥聚苯板等保温材料以进一步增加建筑保温性能。

③ 为西向、东向的窗户安装活动外遮阳装置，减少太阳辐射透过窗户形成空调负荷。也可以采用镀膜玻璃，反射掉一大部分晒到玻璃上的太阳光。

④尽量选择布质厚密、隔热保暖效果好的窗帘。

⑤安装密闭保温效果好的防盗门，在外门窗口加装毛刷密封条。

⑥ 选用高能效的节能空调器，选择合理的安装方位，避免设在阳光直射的地方。

⑦ 在密封性好的建筑物中提倡使用无动力换气扇来改善室内空气质量，节约能源。

2 太阳能利用

应当了解建筑所在区域的太阳辐射量，得到周边建筑可能的遮挡情况，将这些数据作为被动式太阳能建筑设计的基础。通常采光面或收集器应尽量朝南，还要具体情况具体分析，例如早上需要采暖而傍晚和晚上不需要采暖的建筑，南偏东的朝向较好；在有晨雾和多云的地区，以及主要在晚间使用的建筑，可以采用南偏西的朝向。而开窗面积应当根据采暖和制冷季节建筑的热平衡性能决定。

建筑的平面布置应当按功能分区，例如餐厅可以布置在东南侧，起居室布置在南侧，卧室布置在西南，储藏、交通等放在北侧作为缓冲空间。在建筑的体形设计上，开间大、进深小的阳光间性能最好，开间小进深小的次之，而开间和进深都很大的阳光间性能最差，平均温度较低。

3 风能利用

在建筑设计中采用风力发电系统，需要了解建筑所在区域的风力资源情况，同时还要考虑设备噪音问题是否会给周围社区带来影响。噪音是限制风力发电机在城市发展的重要因素之一，幸运的是，目前已经有“静音”型产品问世。

由于风轮机的输出功率与风速的立方成正比，因而风力发电机常被安装在屋顶上，在建筑设计中必须考虑风轮机产品如何与建筑造型、风格相协调。在风塔造型设计时，可以利用横轴或纵轴、叶片数量与翼展的变化，设计出造型优美、雕塑般的风力发电设施。

要想获得良好的自然通风效果，需要在初期设计阶段搜集详细的气象统计数据，并掌握场地局部环境情况。场地风速频率、平均风速、风向分布、无风日数，以及场地周边建筑、植物分布情况都对通风策略的制定有重要影响。

结束语

加快可再生能源在建筑节能中的应用，调整建筑能源消费结构，是缓解能源问题和改善大气环境质量的关键，将为建设资源节约型社会，调整经济结构和转变增长方式做出贡献。本文是对建筑节能策略的研究，主要论述了可再生能源的应用前景。讨论了基于节能设计的保温绝热策略，着重阐述了太阳能、风能等可再生能源利用的基本原理，并提出了相应的建筑设计策略。将为加快我国能源结构调整，推进建筑节能，提供重要依据。