綠色能源在建築中應用的探討研究論文
摘 要：建築材料和建築的建造都消耗能源，建築在使用過程中更要消耗能源；一句話，建築從建設到使用都離不開能源。能源是建築物建設和使用全過程不可缺少的、最為重要的物質基礎。建築能耗有兩種定義方法：一種是廣義建築能耗，是指從建築材料生產製造、建築物建設施工一直到建築物使用的全過程所消耗的能源；一種是狹義建築能耗，或稱建築使用能耗,是指建築物在使用過程中所消耗的能源。新材料和新能源在建築中的使用已經是一個趨勢。綠色能源的使用將給社會帶來巨大的經濟效益。
關鍵詞：新建築綠色能源建築能耗生態建築節能技術
一、我國在建築節能方面的概況
（一）綠色能源是一種與生態環境相協調的清潔能源
新能源和可再生能源的概念是1981年聯合國在肯亞首都內羅畢召開的能源會議上確定的。它不同於目前使用的傳統能源，具有豐富的來源，幾乎是取之不盡，用之不竭，並且對環境的汙染很小，是一種與生態環境相協調的清潔能源。聯合國開發計劃署(UNDP)目前將綠色能源分為三類：1.大中型水電；2.新可再生能源，包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能；3.傳統生物質能。
（二）我國建築能耗方面的概況
統計資料表明，中國建築能耗的總量逐年上升，在能源消費總量中所佔的比例已從上世紀70年代末的10%上升到近年的27.8%。我國是以煤炭為主要能源的國家，由於我國大部分地區的氣候條件呈現夏熱冬冷的特點，因此我國的建築耗能量巨大，燃煤排放了大量有害物質，對環境造成了嚴重的汙染和破壞。據統計，早在1999年我國排放CO 26.67億噸，居世界第2位，其中85%是由燃煤排放的；2000年我國排放SO 21995萬噸，居世界第1位，其中90%是由燃煤排放的。由於汙染物的排放造成57%的城市顆粒物超過國家標準，48個城市SO2濃度超過國家二級排放標準。種種資料表明,綠色能源在建築中的應用和推廣已經是迫在眉睫了。
（三）我國建築節能的發展推動著綠色能源的應用
我國的建築節能工作開始於20世紀80年代初期，透過各方積極努力，到1995年末，全國建成的節能建築面積已達4700萬平方米，到1998年節能建築面積達到1億平方米。各地相繼建成一些建築節能示範工程，如北京安苑北里小區、周莊小區、臥龍小區，天津倚華里小區，甘肅建築科學研究院宿舍等，這些工程在節能方面都取得了良好的效果。為全面推廣節能設計，我國制定了一系列的法規和標準，如《中華人民共和國節約能源法》、《民用建築節能設計標準》、《既有建築節能改造技術規程》、《採暖居住建築節能檢驗標準》、《建築節能管理規定》等。隨著建築節能法規和標準的逐步完善，我國的建築節能事業將得到進一步的普及和推廣。
二、綠色能源在建築中的應用的研究
(一)開發利用綠色能源是保護生態環境，走可持續發展道路的重要措施
隨著能源需求的不斷增加，地球上不可再生能源的資源將進一步減少直至枯竭。為了社會的發展和人類的進步，在提高能源的使用效率、節約能源的同時還必須要開發和利用綠色環保並可再生的新能源。專家猜測，到2060年，全球可再生能源的用量將發展到能源總用量的50%以上，成為未來能源結構的主要部分。採用綠色能源是保護生態環境，走可持續發展道路的重要措施。
(二)綠色能源是經濟發展的需要
能源是人類生存與發展的重要基礎，經濟的發展依賴於能源的發展。當今能源問題已經成為全世界共同關注的問題，能源短缺成為制約經濟發展的重要因素。從建築材料的生產到建築施工和建築物的使用無時不在消耗著大量能源。資料統計,我國的建築能源消耗佔總能源消耗的25%以上，也就是說在全國總能耗中，有1/3是建築能耗。太陽能和風能作為綠色能源一旦引入建築，可以實現節約常規能源25%-30%，相當於建設了2000多個三峽水電站。雖然這是一個龐大的建築一體化的系統工程，但也是可以逐步實現的。隨著全世界對綠色能源的不斷開發和利用，在建築中採用新型能源的課題也是碩果累累。我國近幾年在利用太陽能進行建築供暖方面也取得了成功的經驗，實現建築能耗節省45%左右，效益是很明顯的。因此在建築中推廣綠色能源技術勢在必行。
(三)綠色能源是建築節能和環境保護的需要
我們現在應用的能源主要是以煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源。這些能源在使用過程中會排放大量的有害物質(二氧化碳、硫、氮氧化合物等)，是造成大氣汙染和生態環境破壞的重要原因。因此，提倡建築使用綠色能源，減少汙染物的排放也是改善生存環境、提高生活質量的一種有效的方法。
(四)綠色能源技術應用於建築必將在我國的建築事業中發揮巨大作用
建築消耗大量能源，當前我國建築業發展迅猛，把節能、綠色環保、生態技術應用於工程是建築發展的必然趨勢。太陽能、風能、地熱能等新型能源在建築上的有效應用，不僅可以代替資源有限的傳統能源，而且可以減少汙染物的排放，保護生態環境，它的開發和利用具有廣闊的前景和深遠的意義。我國具有豐富的新能源資源，目前在太陽能利用方面發展迅速，太陽能電池發電技術在建築上大量使用，太陽能熱水器的用量也以每年20%的速度增長，預計到2015年，太陽能熱水器的普及率將達到25%，太陽能發電系統的擁有量將達到320MW。另外,風能、地熱能等方面的研發也取得了很大成就，預計新能源必將在我國的建築事業中發揮巨大的作用。
三、生態節能技術和綠色能源在建築上的實際應用
（一）生態節能技術在建築設計上的實際應用
1.建築規劃佈局合理。在建築建設初期做好節能規劃，建築佈局要有利於建築節能。在北方地區儘量讓建築有一個好的向陽面，這樣有利於冬季日照。在南方地區建築通風和遮陽尤其重要，所以在建築總體佈局上應該考慮建築群體的通風問題，在單體建築應該考慮夏季遮陽問題。建築周邊綠化的合理佈置也能起到建築節能的作用。
2.建築體型選擇合理。在建築設計過程中，單體建築儘量選擇外表面較少的建築形體，因為體形係數較小的建築能夠有效地減少建築能耗。
3.建築材料使用合理。建築的外圍護材料對建築的節能保溫起著決定作用，如加氣混凝土、粉煤灰磚、陶粒混凝土等材料的使用提高了建築的節能指標。尤其是近幾年採用的聚苯板、擠塑板及複合牆板等建築外牆材料的使用進一步提高了建築外牆保溫效果，更先進的建築外牆材料也在不斷的被應用於建築上。門窗也是建築節能不容忽視的重要部位，因為外門窗的能耗佔外牆能耗的一半以上，在建築節能改造中有“牆改先改窗”的說法。由於我國前幾年財力有限，所以門窗的節能改造落後於發達國家。現在隨著國家財力的增加和新材料地不斷湧現，新型的更加節能的`門窗也在不斷地應用於建築上。
4.建築裝置選擇及合理使用。建築裝置是建築內部使用過程中的主要能耗，選擇節能效果好的建築裝置可以大大降低建築執行成本。節能開關、節能空調、節能水泵等節能裝置已經在建築中普遍使用了，近幾年建築智慧化的推廣也在為建築節能起著作用。
（二） 綠色能源在建築使用過程提供能源的應用
1.太陽能光伏發電是我們可利用的最清潔、最豐富的能源。在建築屋頂及牆面安裝太陽能電池發電系統，可以將太陽輻射能直接轉換成電能，利用蓄電池組貯存太陽能電池受光照所發出的電能，並可以隨時向用電裝置供電，從而滿足樓內的動力和照明系統的用電需求。太陽能電池發電技術具有許多優點，如安全可靠、無汙染、不消耗常規燃料、不受地域限制、維修簡便、適合在建築物上安裝等特點，它是當今世界上最具有發展前途的新能源利用技術。
2.太陽能熱水系統也在某些地區應用到了冬季建築採暖，也取得了一些成效。透過鋪設在建築屋頂及陽臺下面的太陽能集熱管採集熱能，再透過迴圈系統，迴圈到室內的散熱器來進行採暖。
3.地源熱泵技術在建築空調系統上的運用，是利用地表淺層中蓄存的能量，室外空氣溫度波動很大，但地表面幾米以下的地溫全年相對恆定的特點(地球表面溫度通常保持在15℃左右)，在夏季將室內多餘的熱量不斷地排出而為大地所吸收，使建築物室內保持適當的溫溼度。這項技術具有低能耗、對環境影響小、維護費用較低以及設計靈活等突出特點，是一種高效、環保的能源利用系統。
4.將光導纖維技術用於室內應用於室內照明，是透過光導纖維式太陽光匯入器和透過光學透鏡將太陽光聚焦，用光纜把陽光傳送到室內和地下室等地方的一種高科技產品。太陽光匯入器安裝在室外房頂、陽臺、地面、牆壁等能一年四季均照得到太陽光的地方，透過光纜接入室內，這樣每天從太陽昇起到落下，室內都有固定（可移動）陽光的直射，10多個小時享受免費的太陽光。人們可以在室內陽光下休息、在陽光下工作、在陽光下看書學習、在陽光下用餐……，在人們的臥室、廚房、客廳、書房、辦公室等，到處擁有太陽光。光導照明系統把陽光匯入到室內來照明，是現如今最健康的照明方式，也是綠色建築首選產品。
5.垂直風力發電機系統架設在屋頂，可以為建築提供源源不斷的綠色能源，也是多項節能環保措施的一種應用方式。建築上使用更多科技含量高的新型能源裝置和節能裝置已經是一個趨勢。高技術的綠色能源在建築上的使用，將為我們節約巨大的資源，是一件造福人類的大事。
參考文獻：
[1]中華人民共和國建設部副部長仇保興在國際綠色建築大會上的發言.中國的能源戰略與綠色建築前景.
[2]張英魁、張正梅 .可再生能源建築應用技術及其發展前景[J].現代城市研究 .2010(2).
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