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綠色能源在建筑中的應(yīng)用
導(dǎo)語：綠色能源包括核能和“可再生能源”�？稍偕茉�，是指原材料可以再生的能源，如水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能、生物能(沼氣)、地?zé)崮?包括地源和水源)海潮能這些能源�？稍偕茉床淮嬖谀茉春慕叩目赡�，因此，可再生能源的開發(fā)利用，日益受到許多國家的重視，尤其是能源短缺的國家。
一、我國在建筑節(jié)能方面的概況
(一)綠色能源是一種與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的清潔能源
新能源和可再生能源的概念是1981年聯(lián)合國在肯尼亞首都內(nèi)羅畢召開的能源會(huì)議上確定的。它不同于目前使用的傳統(tǒng)能源，具有豐富的來源，幾乎是取之不盡，用之不竭，并且對環(huán)境的污染很小，是一種與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的清潔能源。聯(lián)合國開發(fā)計(jì)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(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮�、海洋�?3.傳統(tǒng)生物質(zhì)能。
(二)我國建筑能耗方面的概況
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，中國建筑能耗的總量逐年上升，在能源消費(fèi)總量中所占的比例已從上世紀(jì)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，由于我國大部分地區(qū)的氣候條件呈現(xiàn)夏熱冬冷的特點(diǎn)，因此我國的建筑耗能量巨大，燃煤排放了大量有害物質(zhì)，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，早在1999年我國排放CO26.67億噸，居世界第2位，其中85%是由燃煤排放的;2000年我國排放SO21995萬噸，居世界第1位，其中90%是由燃煤排放的。由于污染物的排放造成57%的城市顆粒物超過國家標(biāo)準(zhǔn)，48個(gè)城市SO2濃度超過國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。種種數(shù)據(jù)表明，綠色能源在建筑中的應(yīng)用和推廣已經(jīng)是迫在眉睫了。
(三)我國建筑節(jié)能的發(fā)展推動(dòng)著綠色能源的應(yīng)用
我國的建筑節(jié)能工作開始于20世紀(jì)80年代初期，通過各方積極努力，到1995年末，全國建成的節(jié)能建筑面積已達(dá)4700萬平方米，到1998年節(jié)能建筑面積達(dá)到1億平方米。各地相繼建成一些建筑節(jié)能示范工程，如北京安苑北里小區(qū)、周莊小區(qū)、臥龍小區(qū)，天津倚華里小區(qū)，甘肅建筑科學(xué)研究院宿舍等，這些工程在節(jié)能方面都取得了良好的效果。為全面推廣節(jié)能設(shè)計(jì)，我國制定了一系列的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，如《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《既有建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》、《采暖居住建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑節(jié)能管理規(guī)定》等。隨著建筑節(jié)能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，我國的建筑節(jié)能事業(yè)將得到進(jìn)一步的普及和推廣。
二、綠色能源在建筑中的應(yīng)用的研究
(一)開發(fā)利用綠色能源是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)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(jìn)一步減少直至枯竭。為了社會(huì)的發(fā)展和人類的進(jìn)步，在提高能源的使用效率、節(jié)約能源的同時(shí)還必須要開發(fā)和利用綠色環(huán)保并可再生的新能源。專家預(yù)測，到2060年，全球可再生能源的用量將發(fā)展到能源總用量的50%以上，成為未來能源結(jié)構(gòu)的主要部分。采用綠色能源是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展道路的重要措施。
(二)綠色能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要
能源是人類生存與發(fā)展的重要基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依賴于能源的發(fā)展。當(dāng)今能源問題已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的問題，能源短缺成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。從建筑材料的生產(chǎn)到建筑施工和建筑物的使用無時(shí)不在消耗著大量能源。資料統(tǒng)計(jì)，我國的建筑能源消耗占總能源消耗的25%以上，也就是說在全國總能耗中，有1/3是建筑能耗。太陽能和風(fēng)能作為綠色能源一旦引入建筑，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約常規(guī)能源25%-30%，相當(dāng)于建設(shè)了2000多個(gè)三峽水電站。雖然這是一個(gè)龐大的建筑一體化的系統(tǒng)工程，但也是可以逐步實(shí)現(xiàn)的。隨著全世界對綠色能源的不斷開發(fā)和利用，在建筑中采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(jìn)行建筑供暖方面也取得了成功的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)建筑能耗節(jié)省45%左右，效益是很明顯的。因此在建筑中推廣綠色能源技術(shù)勢在必行。
(三)綠色能源是建筑節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的需要
我們現(xiàn)在應(yīng)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(huì)排放大量的有害物質(zhì)(二氧化碳、硫、氮氧化合物等)，是造成大氣污染和生態(tài)環(huán)境破壞的重要原因。因此，提倡建筑使用綠色能源，減少污染物的排放也是改善生存環(huán)境、提高生活質(zhì)量的一種有效的方法。
(四)綠色能源技術(shù)應(yīng)用于建筑必將在我國的建筑事業(yè)中發(fā)揮巨大作用
建筑消耗大量能源，當(dāng)前我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛，把節(jié)能、綠色環(huán)保、生態(tài)技術(shù)應(yīng)用于工程是建筑發(fā)展的必然趨勢。太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃滦湍茉丛诮ㄖ系挠行?yīng)用，不僅可以代替資源有限的傳統(tǒng)能源，而且可以減少污染物的排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，它的開發(fā)和利用具有廣闊的前景和深遠(yuǎn)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(fā)展迅速，太陽能電池發(fā)電技術(shù)在建筑上大量使用，太陽能熱水器的用量也以每年20%的速度增長，預(yù)計(jì)到2015年，太陽能熱水器的普及率將達(dá)到25%，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的擁有量將達(dá)到320MW.另外，風(fēng)能、地?zé)崮艿确矫娴难邪l(fā)也取得了很大成就，預(yù)計(jì)新能源必將在我國的建筑事業(yè)中發(fā)揮巨大的作用。
三、生態(tài)節(jié)能技術(shù)和綠色能源在建筑上的實(shí)際應(yīng)用
(一)生態(tài)節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)上的實(shí)際應(yīng)用
1.建筑規(guī)劃布局合理。在建筑建設(shè)初期做好節(jié)能規(guī)劃，建筑布局要有利于建筑節(jié)能。在北方地區(qū)盡量讓建筑有一個(gè)好的向陽面，這樣有利于冬季日照。在南方地區(qū)建筑通風(fēng)和遮陽尤其重要，所以在建筑總體布局上應(yīng)該考慮建筑群體的通風(fēng)問題，在單體建筑應(yīng)該考慮夏季遮陽問題。建筑周邊綠化的合理布置也能起到建筑節(jié)能的作用。
2.建筑體型選擇合理。在建筑設(shè)計(jì)過程中，單體建筑盡量選擇外表面較少的建筑形體，因?yàn)轶w形系數(shù)較小的建筑能夠有效地減少建筑能耗。
3.建筑材料使用合理。建筑的外圍護(hù)材料對建筑的節(jié)能保溫起著決定作用，如加氣混凝土、粉煤灰磚、陶�；炷恋炔牧系氖褂锰岣吡私ㄖ墓�(jié)能指標(biāo)。尤其是近幾年采用的聚苯板、擠塑板及復(fù)合墻板等建筑外墻材料的使用進(jìn)一步提高了建筑外墻保溫效果，更先進(jìn)的建筑外墻材料也在不斷的被應(yīng)用于建筑上。門窗也是建筑節(jié)能不容忽視的重要部位，因?yàn)橥忾T窗的能耗占外墻能耗的一半以上，在建筑節(jié)能改造中有“墻改先改窗”的說法。由于我國前幾年財(cái)力有限，所以門窗的節(jié)能改造落后于發(fā)達(dá)國家�，F(xiàn)在隨著國家財(cái)力的增加和新材料地不斷涌現(xiàn)，新型的更加節(jié)能的門窗也在不斷地應(yīng)用于建筑上。
4.建筑設(shè)備選擇及合理使用。建筑設(shè)備是建筑內(nèi)部使用過程中的主要能耗，選擇節(jié)能效果好的建筑設(shè)備可以大大降低建筑運(yùn)行成本。節(jié)能開關(guān)、節(jié)能空調(diào)、節(jié)能水泵等節(jié)能設(shè)備已經(jīng)在建筑中普遍使用了，近幾年建筑智能化的推廣也在為建筑節(jié)能起著作用。
(二)綠色能源在建筑使用過程提供能源的應(yīng)用
1.太陽能光伏發(fā)電是我們可利用的最清潔、最豐富的能源。在建筑屋頂及墻面安裝太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，可以將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，利用蓄電池組貯存太陽能電池受光照所發(fā)出的電能，并可以隨時(shí)向用電設(shè)備供電，從而滿足樓內(nèi)的動(dòng)力和照明系統(tǒng)的用電需求。太陽能電池發(fā)電技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，如安全可靠、無污染、不消耗常規(guī)燃料、不受地域限制、維修簡便、適合在建筑物上安裝等特點(diǎn)，它是當(dāng)今世界上最具有發(fā)展前途的新能源利用技術(shù)。
2.太陽能熱水系統(tǒng)也在某些地區(qū)應(yīng)用到了冬季建筑采暖，也取得了一些成效。通過鋪設(shè)在建筑屋頂及陽臺下面的太陽能集熱管采集熱能，再通過循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)到室內(nèi)的散熱器來進(jìn)行采暖。
3.地源熱泵技術(shù)在建筑空調(diào)系統(tǒng)上的運(yùn)用，是利用地表淺層中蓄存的能量，室外空氣溫度波動(dòng)很大，但地表面幾米以下的地溫全年相對恒定的特點(diǎn)(地球表面溫度通常保持在15℃左右)，在夏季將室內(nèi)多余的熱量不斷地排出而為大地所吸收，使建筑物室內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臏貪穸�。這項(xiàng)技術(shù)具有低能耗、對環(huán)境影響小、維護(hù)費(fèi)用較低以及設(shè)計(jì)靈活等突出特點(diǎn)，是一種高效、環(huán)保的能源利用系統(tǒng)。
4.將光導(dǎo)纖維技術(shù)用于室內(nèi)應(yīng)用于室內(nèi)照明，是通過光導(dǎo)纖維式太陽光導(dǎo)入器和通過光學(xué)透鏡將太陽光聚焦，用光纜把陽光傳送到室內(nèi)和地下室等地方的一種高科技產(chǎn)品。太陽光導(dǎo)入器安裝在室外房頂、陽臺、地面、墻壁等能一年四季均照得到太陽光的地方，通過光纜接入室內(nèi)，這樣每天從太陽升起到落下，室內(nèi)都有固定(可移動(dòng))陽光的直射，10多個(gè)小時(shí)享受免費(fèi)的太陽光。人們可以在室內(nèi)陽光下休息、在陽光下工作、在陽光下看書學(xué)習(xí)、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(dǎo)照明系統(tǒng)把陽光導(dǎo)入到室內(nèi)來照明，是現(xiàn)如今最健康的照明方式，也是綠色建筑首選產(chǎn)品。
5.垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)架設(shè)在屋頂，可以為建筑提供源源不斷的綠色能源，也是多項(xiàng)節(jié)能環(huán)保措施的一種應(yīng)用方式。建筑上使用更多科技含量高的新型能源設(shè)備和節(jié)能設(shè)備已經(jīng)是一個(gè)趨勢。高技術(shù)的綠色能源在建筑上的使用，將為我們節(jié)約巨大的資源，是一件造福人類的大事。
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