浅析物理学视域下的建筑节能问题

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摘要：为了缓解我国的能源紧张危机，建筑节能逐渐受到相关专业人士和学者的重视。建筑节能的良好应用能够提升民众生活质量、改善生活环境，与此同时，还能够在一定程度上减小污染物质排放量，实现社会绿色可持续发展［1］。本文站在物理学角度对建筑节能问题展开深入分析，对当前我国建筑节能中的种种问题及其重要程度加以阐述，并以建筑节能中应用的物理知识作为核心内容进行深层次的剖析，为实现我国建筑节能在物理学领域内的有效发展提供一定参考。

关键词：物理学；建筑节能；问题

1物理学是建筑节能的基础

1．1能源与能耗本身属于物理学范畴

在一定角度上，可将物理学视为建筑节能的基础，脱离了物理知识的建筑规律与结论也就没有任何意义可言。在日常生活中，无论是电能、光能还是热能都是由能源间接或直接为人类提供的，当某种物体形态的转变过程就是能源的消耗过程，在该过程中给予人类需要的能源，因此，无论是能源自身，还是能源消耗均在物理学范畴内。为了满足某种需求或实现某种目的，选择消耗能源的方式来实现，例如，应用光能照亮房间、利用电能实现制冷等。

1．2从物理学角度看能量的转换

站在物理学的角度，能量形式的转换过程中，并没有改变总能。简言之，其中具有的能量保持不变，既不自行产生，也不会凭空消散，这就是能量守恒定律的内容，但在该规律中，仅仅对能量的数量关系加以规定，并提及能量的转换过程。在热力学第一定律的基础上，热力学第二定律的内容中对能量转换的基本方式进行了明确的解说，即能量无法自发从低温物体转移到高温物体。

1．3建筑节能的物理学基础

对于建筑节能而言，可将信息替代能源作为基础，相较能源而言，信息资源是无限的。在当前社会的的发展中，能源不断减少，能源短缺问题日益凸显，同时，能源消耗导致环境污染问题也愈加严重，若无法实现矛盾与冲突的有效化解，那么将加剧这一恶性循环［2］。因此，将物质能源由信息资源取替，可以实现该矛盾问题的巧妙化解。目前备受我国建筑界关注的问题，就是如何解决高层建筑节能问题，由于不全面的建筑节能信息了解，造成不合理的设计频频出现，从而导致对整体建筑影响极坏。

2物理学知识在建筑节能中的运用

2．1以物理手段实现太阳光照明

在现有的研究理论中，医学专家认为忧郁症、慢性疲劳综合征等疾病在太阳光下产生的几率相对较小，因此，在建筑设计过程中，利用物理方式实现太阳光的自然引入，不仅为建筑空间的使用者提供了更多晒太阳的机会，还为人体保持健康提供了有利条件。若无法实现自然光照的情况下，可利用导光管装置，其应用了反射原理，实现光纤的传递，但由于传递过程中会存在一定的能量损失，因而无法满足长距离的光纤需求。经过这一物理手段而形成的太阳光约为2个75W灯泡的亮度。

2．2利用太阳能取暖

在建筑取暖过程中，若想应用太阳能，在材料的选择上应当选取热阻和热吸系数相对较大的。在能量传递过程中发生阻碍作用的就是热阻，而物体自身的吸热能力成为热吸系数。在建筑的实际应用中，为了实现太阳能的有效储存，应用热阻和热吸系数大的玻璃［3］。白天，在太阳光的照射下吸收热量并加以储存，夜间温度较低时，可将热量释放，提高夜间温度。针对冬冷夏热地区的建筑，可利用这样设备实现温度的调节，即夏日高温时避免阳光直射，冬日低温时将阳光引入室内，从而实现保温节能的作用。

2．3纳米技术在建筑材料中的应用

考虑到纳米材料的自身特性，极具有量子尺寸，又具备光催化效应，因此，在混凝土中应用纳米制作技术将具备空气净化、有毒物质分解的作用。随着对于建筑功能需求的调整，混凝土材料的功能也可结合纳米材料的功能而调整，例如，现已部分应用的自我修复纳米材料［4］。由于纳米材料的自身特性，其刚度、强度都得到了有效调整，例如厂家内的抗菌陶瓷、弹性水泥等均具有较高性能。该类材料的应用，不仅大大提升了建筑物的使用性能，更从某种程度上实现了能耗的有效降低，为环境污染问题的化解提供了帮助。

3结语

随着当前经济的日益发展，能源的消耗问题也日益显著，在当前十分紧要关头下，相关部门应对建筑物能耗的降低给予足够的关注度，始终将低能耗作为建筑设计的重中之重，并贯穿于设计始终。总之，物理学与建筑之间的关系十分密切，大部分建筑学的思想与理论都离不开物理学知识的支持，因此，为了实现建筑能耗的有效降低，物理学将在今后的建筑节能可持续发展中做出巨大贡献，提供最优化的解决方式。

参考文献：

［1］唐卓雅．物理技术在节能环保建筑中的应用［J］．技术与市场，2017，24（11）：170．

［2］康雅琪．物理技术在节能环保建筑中的应用研究［J］．资源节约与环保，2016（01）：86．

［3］符静．物理精炼生产线真空系统节能改造［J］．科技创新导报，2015，12（20）：79－80．

［4］刘焕淋，谢相菊，黄胜，郑丹玲．WDM网络中基于物理损伤的组播节能保护算法［J］．光通信研究，2015（02）：1－3＋6.

作者：曹永义 单位：湖北第二师范学院