绿色建筑能源循环利用优化设计方法研究

2022-09-11

当下能源和自然环境是世界各个国家都着重关注的问题。而建筑过程中的能量消耗则成为了资源损失和环境影响的重要要素。在我国, 大多建筑具有耗能多、花费大的特点。之前由于欠缺有关规范和准则的约束, 并且在建筑过程中没有充分的节能以及绿色的意识, 使得我国之前建筑大多耗能巨大。因此, 要建设节能型社会, 就务必减少建筑中的能量消耗。而开展绿色建筑是处理建筑耗能巨大现象的关键举措, 对建立节约、绿色的城市拥有着重要的现实意义。

1.绿色建筑与可再生能源的内涵

绿色建筑是指在建筑的整个生命周期内, 最大程度地保证节约能源、保护自然以及降低污染, 为人们创造健康、舒服和干净的生活空间, 并且可以与生态环境和谐共处的建筑。有关标准文件从室外环境条件、节能与资源运用、节约用水与水资源利用、节省材料与材料运用、室内环境品质、运行监管等方面对绿色建筑制定了切合实际的规范准则。在标准中有关于节能与资源运用的可再生能源循环运用的条文指出, 绿色建筑中可再生能源循环利用的先进技术以及干净环保、高效节约能源等特点成为绿色建筑中的优势特色。

可再生能源是指在生态环境中可以循环再生、一直可以被运用的能源, 拥有着取之不尽, 用之不竭的优点, 可再生能源具体包含太阳能、水能、光能、热能和海洋能源等。可再生能源对环境几乎不产生任何破坏, 而且存在范围广泛, 适合就地开发使用。

2.绿色建筑能源循环利用的策略与设计

在实施绿色建筑规划时, 可再生能源的循环运用要对建筑周边的自然环境及资源情况进行充分的考量, 要根据工程现实情况和客观规律完成, 技术要有保障、造价要合理, 避免闭门造车。当下, 依据我国可再生能源在绿色建筑中的实际运用可知, 应用的最为广泛的是对太阳能热的使用, 即使用太阳能热水器提供生活中需要热水、取暖等, 以及运用地源热泵装置满足取暖和冷气机的需要。

其一, 太阳能热水系统与地源热泵系统。

居民建筑因为热水需要量非常大, 因此居民建筑适合采用以太阳能为主要供热能源的热水系统。其中, 江苏、上海等城市对于低层居民建筑要求必须安装太阳能热水系统, 由此推动了太阳能热水系统在居民建筑范围的运用。对于高层居民建筑, 会使用地源热泵系统, 通常使用较多的是具有带热循环功能的地源热泵机组, 这种系统集制冷、取暖、热水三种功用为一体。

公用建筑能耗的主要问题并非热水的供应, 所以, 公用建筑没有大规模运用太阳能热水系统。公用建筑的主要的能量消耗来自于空调取暖, 在可再生能源的运用上主要使用的是地源热泵。在相关准则中对于地源热泵的应用没有明确的定量规定, 只规定要保证对其应用要足够合理。使用地源热泵系统的相关工程, 应该整体考量占地大小、总体负荷等情况, 并开展实际性研究。为了确保土地热平衡, 可适当融合辅助冷却塔以及蓄冷等系统的运用;对于同时拥有地源热泵机组, 和冷水机组的工程, 可以借助机房运行相关策略实施热平衡的控制。比如, 上海的地源热泵系统的设置往往依照冬天承载量实施地面管设计, 在实施策略上, 基载负荷使用地源热泵机组, 而调峰荷载则运用冷水机组作。

其二, 太阳能光伏系统。

对于一些公用建筑自带餐厅, 同时对热水需求较大时, 尽管可以加置太阳能热水系统, 但是其综合经济效益以及绿色效益较差, 可发展性不强。所以若公用建筑顶部适合装设太阳能光伏装置, 在技术经济可行性的前提下, 完全可以也采用太阳能光伏系统。

在太阳能光伏系统的建立过程中, 可以考虑当地的经济条件选择屋顶以及玻璃幕墙集中光伏发电的手段来进行太阳能光伏系统的供电设施的建设与改造。由于光伏系统的建设过程中需要较高的资金投入, 在建设初期可能会需要社会资金以及政府共同建设, 但是考虑到后期环保综合价值、社会价值以及经济效益的整体回报, 太阳能光伏系统的建立还是具有一定的作用的。同时随着我国光伏发电储存以及利用水平不断提升, 当前实现太阳能光伏系统与现有电网进行相互补充, 共同为居民的生产生活提供充足的电能具有一定的帮助。

对于通常客流量比较大的商场建筑而言, 由于电器装置总功率普遍较高, 引致屋内发热量大, 致使其冬季取暖换热量较少。冷气机系统是其中耗能较大的一个环节, 因此在对可再生能源进行选取时, 应该优先考虑地源热泵系统或太阳能光伏系统的运用。因为商场建筑的负荷在不同季节之间差别很大, 因此如果使用地源热泵系统, 那么极易导致供热不平衡, 所以现实工程中, 商场建筑通常不会选择使用地源热泵。如果硬要使用地源热泵系统, 那么就必须重视地热平衡的设计和控制。另外, 商场建筑的顶部面积通常比公用或者旅馆建筑要大, 因此如果商场建筑要运用一种可再生能源, 太阳能光伏设备是最为合理的。

总结

在绿色建筑中对可再生能源进行循环使用, 主要的原因就是在实际使用过程中最大程度上的去减少能源的消耗。因此, 在现实的设计、工作中应根据建筑类型及其特征的不同展开相应的分析, 继而选择与之适合的可再生能源循环利用技术及策略。就当下而言, 对可再生能源技术规划展开对比时, 通常情况下, 公用建筑优先使用土壤源热泵, 并根据实际的冬季负荷设置地埋管, 夏季冷负荷适于选取冷却塔等。

摘要：本文通过对绿色建筑评核准则中关于可再生能源循环利用方面的分析, 阐述了在绿色建筑中可再生能源循环利用策略评核的主要内容和方法。加之对实际工作经验的考量, 就各种可再生能源循环利用的方式在各种建筑中的运用方案的选择展开了探析, 旨在为今后绿色建筑中可再生能源的合理有效的循环利用提供些许帮助。

关键词：绿色建筑,能源,循环利用