建筑設(shè)計(jì)中的可再生能源利用分析

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)于能源的需求越來越大。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，我國由一個(gè)能源富足的國家變成了現(xiàn)在的能源相對(duì)緊缺的狀態(tài)，能源危機(jī)對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活帶來了沖擊。目前，可再生能源建筑應(yīng)用示范正如火如荼地進(jìn)行，不斷地為我國建筑節(jié)能添磚加瓦。然而，可再生能源建筑應(yīng)用也凸顯了一些問題，可再生能源與建筑應(yīng)如何健康發(fā)展呢，本文就可再生能源在建筑設(shè)計(jì)的利用進(jìn)行探析，希望通過本文的介紹使大家了解關(guān)于可再生能源方面的知識(shí)，了解可再生資源對(duì)于社會(huì)發(fā)展的必要性。

關(guān)鍵詞：風(fēng)能資源；太陽能資源；建筑設(shè)計(jì)

引 言

綠色環(huán)境是開發(fā)和利用新能源的動(dòng)力，也是節(jié)約不可再生能源和保護(hù)生存環(huán)境的保障。人們構(gòu)建的美好社會(huì)同樣是一個(gè)環(huán)保科學(xué)型的社會(huì)，除了在已有的環(huán)境狀況上加以保護(hù)，還要在目前已有的資源基礎(chǔ)上，發(fā)展和開發(fā)利用新能源，使社會(huì)的生產(chǎn)和發(fā)展得到進(jìn)一步的提高。所以，在大力發(fā)展工業(yè)建筑的同時(shí)，對(duì)能源研制工作不能有絲毫的懈怠。建筑節(jié)能就是指在建筑的前期規(guī)劃，建筑設(shè)計(jì)以及建造、使用過程中，按照建筑節(jié)能的原則，采用節(jié)能環(huán)保的材料、設(shè)備以及產(chǎn)品，加強(qiáng)建筑物的性能，如提高建筑物的保溫隔熱性能、提高空調(diào)的制冷效率，在充分利用可再生能源的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高人們居住環(huán)境的舒適度，本文介紹的是在建筑設(shè)計(jì)中如何充分利用可再生資源，以及運(yùn)用可再生資源的必要性。

1 綠色環(huán)境建筑的必要性

在有限的能源和資源條件下，以市政基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)，采用有益于環(huán)境的綠色環(huán)保材料，為住戶提供舒適的居住環(huán)境，盡可能地減少建筑廢料和家庭廢料的排放。最大限度地減少對(duì)能源、土地、水、生物資源的利用；科學(xué)地利用廢棄的土地、原料、植被、土壤以及廢棄磚石等材料，變廢為寶，使資源得到循環(huán)利用。綠色建筑要注重生態(tài)環(huán)保，綠色建筑在建筑運(yùn)營和使用的過程中要減少廢物的排放，減少在建筑房屋之間的資源消耗，這樣不但能減少建筑施工對(duì)自然環(huán)境的影響和對(duì)生物圈的破壞，而且還能充分利用已有的地質(zhì)資源，發(fā)展建筑行業(yè)。通過利用綠色環(huán)保的材料，提高居民居住環(huán)境的舒適度，同時(shí)保障人們的生活，給住戶提供一個(gè)健康良好的生活環(huán)境。在建筑中常見的可再生能源有太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿取?/p>

2 建設(shè)綠色設(shè)計(jì)的未來發(fā)展前景

在社會(huì)的發(fā)展過程中，人們逐漸認(rèn)識(shí)到發(fā)展的動(dòng)力和基礎(chǔ)，這就要求在大力發(fā)展社會(huì)的同時(shí)，也要將環(huán)境因素考慮進(jìn)去，人類只有一個(gè)大自然，只有一個(gè)地球，但人類發(fā)展的方式卻有許多種，真正科學(xué)有效的發(fā)展模式是與自然和諧緊密地結(jié)合在一起的，這也是未來社會(huì)發(fā)展的不變?cè)瓌t。所以，發(fā)展綠色的建筑設(shè)計(jì)是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，是時(shí)代的發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的重要一步，建筑設(shè)計(jì)在未來將會(huì)大力地發(fā)展和運(yùn)用可再生資源，因?yàn)榭稍偕Y源方便、資源可循環(huán)使用，而且是可以生產(chǎn)制造的，這一點(diǎn)對(duì)社會(huì)發(fā)展是很重要的。

3 能源的特點(diǎn)和運(yùn)用

3.1 風(fēng)能資源

風(fēng)是一種最好的自然能源，由于太陽在地球表面的輻射，使地球受熱不均，由此產(chǎn)生溫差從而引起大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。風(fēng)能是由地表大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能，風(fēng)能的大小由風(fēng)速和空氣的密度決定，人類利用的風(fēng)能已有幾百年的歷史，全球的可利用風(fēng)能是水能資源的十倍。建筑上一般采用小型或微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這類產(chǎn)品在我國已經(jīng)有較為成熟的技術(shù)，目前主要供應(yīng)沒有電網(wǎng)連接的偏遠(yuǎn)農(nóng)村使用，而在我國城市，很少能夠看到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影蹤。常見的有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的利用，如圖1所示。

風(fēng)力發(fā)電裝置的特殊性表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先，風(fēng)力發(fā)電裝置的安裝要求較高，這主要體現(xiàn)在在風(fēng)力發(fā)電裝置在建筑物上的固定，通常情況下，綠色建筑的造型存在不同的風(fēng)格，但是風(fēng)力發(fā)電裝置必須保持其水性，這就要求設(shè)計(jì)師在適宜的位置構(gòu)建水平臺(tái)。其次，風(fēng)力發(fā)電裝置的運(yùn)行要求也比較高，風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在著啟動(dòng)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度，在建筑上使用風(fēng)力發(fā)電裝置要充分考慮其速度的提高。風(fēng)力發(fā)電裝置由風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄能裝置兩部分組成，風(fēng)能的不穩(wěn)定性是限制風(fēng)能廣泛應(yīng)用的最主要因素，為了保證風(fēng)能的穩(wěn)定性與持續(xù)性，通常采用蓄能裝置，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)綠色建筑的能耗和該地區(qū)的風(fēng)能大小進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且確定蓄電池的大小，這樣才能更有效地對(duì)風(fēng)能進(jìn)行應(yīng)用。

風(fēng)能的來源廣泛，是目前社會(huì)的最主要的新能源，也是社會(huì)發(fā)展運(yùn)用最廣泛的可再生能源，風(fēng)能主要用于發(fā)電，目前我國也有專門的風(fēng)能發(fā)電站，社會(huì)生產(chǎn)和工業(yè)發(fā)展都需要風(fēng)能發(fā)電幫助，風(fēng)能發(fā)電的運(yùn)用十分普遍和方便，使用起來大大地便利了工業(yè)建筑的發(fā)展，在保障不可再生能源的使用的同時(shí)，也為社會(huì)能源的使用提供了一條新的道路。

3.2 太陽能資源

太陽能作為綠色資源在建筑行業(yè)之中的應(yīng)用是一個(gè)相當(dāng)新穎的概念。在現(xiàn)代社會(huì)之中，太陽能資源主要應(yīng)用在太陽能發(fā)電、太陽能熱水器以及太陽能空調(diào)還有太陽能暖氣。太陽能具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

3.2.1 儲(chǔ)量的“無限性”

據(jù)研究表明，太陽能是由地球內(nèi)部氫原子發(fā)生聚變引起的，在發(fā)生聚變的同時(shí)釋放出巨大核能從而產(chǎn)生的能，按目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

3.2.2 存在的普遍性

太陽能是萬物生存的能量之源，是對(duì)自然環(huán)境沒有任何損害的一種資源的存在，太陽源源不斷地供給地球提供能源，能自主獨(dú)立地運(yùn)行，沒有地域的限制，無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，且無須開采和運(yùn)輸。

3.2.3 利用的清潔性

太陽能像風(fēng)能、潮汐能等潔凈能源一樣，其具有無限性和無污染性，是人類理想的替代能源。太陽能的利用可以通過不同的方式來進(jìn)行，例如太陽能熱水器等等，太陽能的制造和利用過程是安全可靠的，其利用后所產(chǎn)生的產(chǎn)物也是清潔無害的，是值得人們研究和利用的一種可靠能源。

3.2.4 利用的經(jīng)濟(jì)性

太陽能的使用無疑是對(duì)平常資源消耗的節(jié)約，太陽能的使用具有兩個(gè)方面的好處：①隨地可用，具有無限性；②在目前的科技發(fā)展水平下，太陽能的利用具有經(jīng)濟(jì)性，太陽能的利用只需解決制造成本問題，不像不可再生資源一樣需要開采和加工的費(fèi)用，這就給生產(chǎn)節(jié)約了成本，也大大方便了人們的使用，提高了生產(chǎn)者的經(jīng)濟(jì)收益。所以，太陽能的經(jīng)濟(jì)性是其他能源無法比擬的。目前，太陽能資源的利用有很多，如太陽能煙囪，利用太陽能的原理，通過吸收太陽輻射，提高室內(nèi)溫度，增加自然通風(fēng)的驅(qū)動(dòng)力，節(jié)約了能源。其中太陽能煙囪通風(fēng)原理如圖2所示。

3.3 地?zé)崮艿膩碓春吞攸c(diǎn)

地?zé)崮軄碓从诘厍騼?nèi)部的熔巖，由地殼抽取的天熱熱能，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的緣由之一。地?zé)崮茉谑褂玫臅r(shí)候可以輔助城市內(nèi)其他的設(shè)備起到發(fā)電的作用，也可以在建筑行業(yè)中得到廣泛的利用，地?zé)崮茉诮ㄖ锌梢詾榉课萏峁崮芑蛘邽橹评湫Ч峁┹o助作用。地?zé)崮芾每煞譃榘l(fā)電利用和直接利用，但一般情況下都用于發(fā)電利用。地?zé)崮芘c礦物燃料不同，它們的區(qū)別在于能否用于燃燒。開發(fā)潛力較大的地?zé)崽镆话愠霈F(xiàn)在偏遠(yuǎn)的山區(qū)。

4 結(jié) 語

可再生能源是我國建筑節(jié)能不可缺少的一環(huán)，它能提高建筑能源使用效率，用有限的資源和較小的能源消耗代價(jià)取得較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。所以，在建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)要充分重視綠色建筑的理念，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)將節(jié)約能源的概念融合到建筑設(shè)計(jì)中，做到綠色的使用資源，環(huán)保地對(duì)待社會(huì)。同時(shí)人們要加緊研究新能源的步伐，早日實(shí)現(xiàn)能源的綠色環(huán)保化，將可再生能源真正地運(yùn)用到社會(huì)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程中，讓可再生能源發(fā)揮其真正的作用。

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作者簡(jiǎn)介：王笑平（1963-），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事建筑施工圖設(shè)計(jì)審查方面工作。