建筑中的能量综合利用方法论文
目前, 整个社会的能源消费主要由工业能耗、交通能耗和建筑能耗三部分组成。在西方发达国家, 建筑能耗占全国总能耗的30%～40%。在中国, 建筑能耗也已经达到能源消耗总量的30%左右, 而且, 随着中国城市化进程推进和人们居住条件的改善, 这一比例还在逐年增加[1～4]。建筑能耗指的是建筑物使用过程中的能耗, 主要包括空调、采暖、通风、照明、日用电器、热水供应、烹饪、给排水、动力等的能源消耗, 其中采暖和空调能耗占总建筑能耗的50%～70%[1～2]。降低建筑能耗, 提高建筑节能的水平, 对中国乃至全球的能源需求的控制有重要意义。为此, 有必要根据建筑能耗的特点和组成, 探求降低建筑能耗, 实现建筑节能的途径与方法。降低建筑能耗可以从两个方面入手, 一方面是节流, 即降低建筑的总体能耗;另一方面是开源, 即综合利用建筑内外可利用的能源, 从而达到减少整个建筑所需的外部能源供给的目的。
1 降低建筑能耗途径
建筑节能的前提应该是不牺牲建筑本身固有的功能和舒适性, 因此在不影响建筑本身功能的前提下, 做到降低建筑的能耗, 可以从以下方面入手。
(1) 建筑物合理的平面规划设计。从建筑群的平面规划设计开始, 应当充分考虑到不同纬度地区, 在不同季节的风向、日照等因素。 (2) 选择合理的建筑物体型。多单元拼接, 适当增加层数, 减少外围结构的表面积和凹凸面, 降低建筑物体型系数, 可以降低建筑物的冷热负荷。 (3) 改善建筑物外围结构的气密性。提高建筑物外围结构的气密性, 特别是门窗的气密性, 能有效降低因空气渗漏而造成的冷热负荷。 (4) 提高建筑物外围结构的保温性能。采用导热系数更小, 保温性能更好的材料作为建筑物的外围结构的材料, 可以有效降低因导热造成的建筑物的冷热负荷。 (5) 采用高效率的采暖和空调设备或方式。 (6) 照明方面。设计良好的建筑可以充分利用自然光。同时, 采用更为节能的新型照明灯具, 可以在达到同等照明效果的情况下, 耗能更少。 (7) 建筑物内的设备使用, 宜采用效率更高的新型设备, 直接降低能耗。
2 建筑内外能源综合利用方法
对建筑物内外的能源进行充分的综合利用, 可以进一步降低建筑物的能源消耗总量。因此, 可以考虑从如下几个方面对建筑物内外的能源加以综合利用。
(1) 太阳能的综合利用。首先, 建筑物外表面太阳能的综合利用可以有效解决建筑物的直接能源消耗。BIPVT (Building Integrated Photovoltaic and Thermal) 系统可以对太阳能进行光电、光热综合利用。其中通过太阳能光伏电池的发电可以直接为建筑物提供电能, 降低了建筑物外部供电能耗;而不能转换为电能的部分太阳能可以通过水或者空气转换为热能加以利用, 实现直接为建筑物采暖、通风或者供应热水。其次, 建筑物外表面的太阳能利用, 还有利于降低空调季节, 建筑物的热负荷, 从而降低空调能耗。
(2) 风能的综合利用。风能除了如上述, 可以利用自然风为建筑物直接通风外, 还可以加以利用实现风力发电, 为建筑物直接提供电能。此外, 考虑到某些情况下, 不能直接利用自然风给室内经行通风换气, 可以利用风车将风能转化的机械能直接加以利用, 可以通过传动机构将该机械能直接传给室内的动力机械设备, 如风机、风扇等设备, 实现对建筑物的通风换气, 克服直接利用风能通风的不足。
(3) 天空辐射致冷的利用。由于大气层外的宇宙空间的温度接近绝对零度, 而大气层对8μm～13μm波段的远红外穿透率很高, 因此可以利用建筑物外表面和天空之间在夜晚的天空辐射致冷的冷量, 供给建筑需要制冷的地方, 可以降低因制冷所需的能耗。
(4) 余热回收利用。随着人们生活水平的提高, 包括空调、制取生活热水、烹饪等在内的能源消耗占建筑能耗的比例逐年增加。如果能在这些生活能耗的排放过程中回收余热, 加以重新利用, 将对整个建筑的能耗降起到想到重要的作用。
3 结语
通过对建筑能耗的组成分析, 不难得出, 通过采用合理的降低能耗的途径, 和对建筑物内外, 如太阳能、风能、天空辐射能等能源的综合利用, 可以实现建筑能耗的有效降低, 为经济建设总能源消耗的降低起到积极推动作用。
摘要：在社会总能耗中建筑能耗占的比重较大, 提高建筑物中能量利用效率, 对总能耗的降低和能源安全都有益。本文探讨了建筑能耗的组成以及建筑物中的能量综合利用方法。
关键词：建筑,能耗,建筑能耗
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