淺析可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

曾競(jìng)

摘 要：21世紀(jì)能源危機(jī)問(wèn)題成為困擾當(dāng)代人們生產(chǎn)和生活的主要問(wèn)題之一，而低碳綠色、節(jié)能減排的理念不斷進(jìn)入人們的思想范疇，并將低碳環(huán)保理念付諸實(shí)踐，尤其是在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，低碳綠色建筑已經(jīng)成為人們所向往和青睞的理想建筑。建筑行業(yè)中需要消耗大量的能量，而要實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，必須從建筑能量方面著手。太陽(yáng)能資源作為可再生能源之一，能夠?yàn)榻ㄖ峁┍匾牟膳?、電力以及熱水，在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用十分廣泛。

關(guān)鍵詞：可再生能源；建筑設(shè)計(jì)；運(yùn)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的日益加快，能源危機(jī)問(wèn)題成為當(dāng)今世界人們面臨的最主要的問(wèn)題之一?！熬G色節(jié)能”浪潮風(fēng)靡全球，也大大影響了建筑規(guī)劃領(lǐng)域?！熬G色”的環(huán)境作為一個(gè)具有象征性的概念，是指我們不斷開發(fā)和利用可再生能源，努力節(jié)約不可再生能源，從實(shí)際行動(dòng)上保護(hù)我們賴以生存的地球。而建筑行業(yè)作為一項(xiàng)影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活工作的項(xiàng)目，它從規(guī)劃、建設(shè)到運(yùn)行與能源與材料的消耗息息相關(guān)，建筑業(yè)的能耗總量占全部的能耗的絕大部分，因此降低建筑能耗，能夠有效緩解能源危機(jī)，改善生態(tài)環(huán)境。

1 可再生能源的類別

1.1 太陽(yáng)能。太陽(yáng)能是一種太陽(yáng)光和輻射能量，具有無(wú)害、普遍、長(zhǎng)久、巨大的優(yōu)勢(shì)，科學(xué)合理的利用可以為建筑提供加熱、照明，同時(shí)也可以為商業(yè)或工業(yè)制冷制冷、發(fā)電?，F(xiàn)階段由太陽(yáng)能衍生出來(lái)的產(chǎn)品有太陽(yáng)能集熱、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能暖房、太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能路燈等

1.2 風(fēng)能。風(fēng)能是一種由地球表面空氣流動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)力資源。風(fēng)能具有潔凈環(huán)保、低成本、高效率的優(yōu)點(diǎn)。目前，風(fēng)能主要應(yīng)用于發(fā)電。

1.3 水能。水能是一種由大自然水體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能、勢(shì)能和壓強(qiáng)等能量資源。水能具有清潔綠色、成本低、可再生、操作簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)勢(shì)，水能主要運(yùn)用于發(fā)電、灌溉、運(yùn)輸、養(yǎng)殖、旅游、美化環(huán)境等諸多方面，是應(yīng)用價(jià)值最為廣泛的一項(xiàng)可再生能源。

1.4 生物能。生物能是指太陽(yáng)能以生物為載體通過(guò)化學(xué)形式存儲(chǔ)的能量的總稱。生物能來(lái)源于綠色植物的光合作用，并將其轉(zhuǎn)化為形態(tài)不同的燃料，比如森林資源、農(nóng)作物秸稈、沼氣、牲畜糞便等。生物能具有可再生、低污染、分布廣泛、總量豐富的優(yōu)勢(shì)，主要為人們提供生活燃料。

1.5 海洋能。海洋能是指以海水為主要載體的可再生能源，比如潮汐能、海風(fēng)能、海洋熱能、溫差能、海流能等。海洋能具有存儲(chǔ)量大、能量豐富的優(yōu)勢(shì)，被廣泛運(yùn)用于發(fā)電領(lǐng)域。

2 太陽(yáng)能用于建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用價(jià)值

2.1 減少常規(guī)能源的消耗?，F(xiàn)階段，人們使用的絕大部分能源以石油、天然氣、煤炭等不可再生能源為主。這些能源是非常有限的，總有一天會(huì)消耗殆盡。太陽(yáng)能作為一項(xiàng)新的可再生能源，積極推動(dòng)太陽(yáng)能在建筑設(shè)計(jì)中的普及運(yùn)用能夠大大減少對(duì)不可再生能源的使用量，改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，緩解我國(guó)面臨的日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)問(wèn)題

2.2 減少環(huán)境污染。太陽(yáng)能作為一項(xiàng)綠色清潔、無(wú)污染的可再生能源，與常規(guī)化石能源相比，能夠有效減少污染物的排放和空氣污染，改善城市環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

2.3 提高廣大人們的生活質(zhì)量，解決邊遠(yuǎn)地區(qū)用電難問(wèn)題。太陽(yáng)能發(fā)電和熱水系統(tǒng)綠色節(jié)能、安全省電、操作簡(jiǎn)單，可以有效解決居民的生活用電和熱水問(wèn)題，有效提升人們的生活質(zhì)量。而我國(guó)的廣大農(nóng)村和西部邊遠(yuǎn)地區(qū)處于用電短缺的境地，太陽(yáng)能發(fā)電和太陽(yáng)能加熱可有效解決他們的用電問(wèn)題，減少濫砍亂伐現(xiàn)象，保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。以南昌縣黃馬鄉(xiāng)桐樹村為例，該村的新農(nóng)村建設(shè)體現(xiàn)低碳環(huán)保理念，全村太陽(yáng)能供應(yīng)熱水基本普及，少數(shù)用戶屋頂安裝了太陽(yáng)能光伏板，為日常生活用電提供電能。

3 太陽(yáng)能在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

3.1 太陽(yáng)能集熱蓄熱墻設(shè)計(jì)。集熱蓄熱墻的主要功能是提高對(duì)太陽(yáng)能的吸收和利用，墻體設(shè)計(jì)一般選用黑色，但是黑色的墻體影響建筑的外觀，尤其是大片的黑色墻體讓人產(chǎn)生厭煩、壓迫感。因此在設(shè)計(jì)集熱蓄熱墻時(shí)為了實(shí)現(xiàn)美觀與集熱蓄熱的效果，盡量選用其他鮮亮的顏色與黑色等深顏色混合搭配，這樣在保證太能能吸收的情況下，可以創(chuàng)建一個(gè)健康、活潑、明亮的生活環(huán)境。此外在太陽(yáng)能集熱器保溫板的設(shè)計(jì)時(shí)，需將保溫集熱器與墻體有機(jī)融合，保證太陽(yáng)能集熱保溫墻上面的固定熱反射板中的拋物槽型能夠與建筑物的墻面實(shí)現(xiàn)成功對(duì)接，這樣太陽(yáng)光透過(guò)熱反射板上的集熱器可以將太陽(yáng)熱量有效地聚焦排列到熱管中，熱管中的熱量經(jīng)過(guò)傳熱裝置再傳送到熱量轉(zhuǎn)換裝置并轉(zhuǎn)換成可直接使用的能源，實(shí)現(xiàn)了能量的收集和轉(zhuǎn)換。此外墻面上的集熱器的設(shè)計(jì)安裝可以根據(jù)建筑物的形態(tài)來(lái)設(shè)計(jì)，以南昌市萬(wàn)科城小區(qū)為例，該小區(qū)采用的太陽(yáng)能集熱器裝置是將附屬構(gòu)件設(shè)置在外墻表面，并以兼具其他附屬功能呈現(xiàn)，作為陽(yáng)臺(tái)的護(hù)欄桿或者空調(diào)的擋板。

3.2 建筑屋面集熱器設(shè)計(jì)。將太陽(yáng)能集熱器設(shè)置在建筑物屋面，不影響建筑的立體觀感，屋頂太陽(yáng)能條件佳，太陽(yáng)能利用率高。因此，建筑屋面集熱器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該將集熱裝置緊貼頂板結(jié)構(gòu)安裝，減少風(fēng)雨的侵蝕。此外可以根據(jù)建筑物屋面的情況，將其設(shè)計(jì)成房屋的太陽(yáng)能屋頂，可以減少建筑材料，加大能源利用轉(zhuǎn)換率。

3.3 房屋陽(yáng)臺(tái)集熱器設(shè)計(jì)。安裝在陽(yáng)臺(tái)的集熱器方便用戶觀察、維護(hù)，具有連接管道短、熱損耗小的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)橛脩籼峁┥顭崴约安膳?wù)。這種設(shè)計(jì)方式必須根據(jù)建筑物的特點(diǎn)，對(duì)陽(yáng)臺(tái)進(jìn)行科學(xué)和例的封裝，陽(yáng)臺(tái)窗框固定在太陽(yáng)能集熱器的下端，中部為窗戶，集熱器與安裝在窗戶兩側(cè)的連接水管以及儲(chǔ)水箱相接融為一體，集熱器通過(guò)窗戶兩側(cè)的水管和儲(chǔ)水箱將熱水和熱能輸送到房屋內(nèi)，儲(chǔ)水箱中的水經(jīng)過(guò)集熱器中的熱水循環(huán)裝置的加熱后，源源不斷地為室內(nèi)提供生活熱水。在冬天，集熱器能夠?qū)⑻?yáng)能熱量進(jìn)行保溫儲(chǔ)藏并輸送房屋內(nèi)，為人們供暖。陽(yáng)臺(tái)集熱器裝置可以在不影響采光和自然通風(fēng)的前提下，最大限度地使用了太陽(yáng)能，而且該設(shè)計(jì)具有安裝簡(jiǎn)單、造價(jià)低、外型美觀、負(fù)荷小的優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建筑行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，能源短缺以及環(huán)境污染問(wèn)題逐漸成為當(dāng)今人們面臨的首要問(wèn)題。建筑能耗作為我國(guó)能源消耗大頭，嚴(yán)重威脅到我國(guó)的能源形勢(shì)構(gòu)成。可再生能源主要以太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、海洋能為主，科學(xué)高效地利用這些能源能夠有效緩解能源危機(jī)以及環(huán)境污染問(wèn)題，因此在未來(lái)的建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃中逐漸擴(kuò)大對(duì)可再生能源的利用力度，尤其是太陽(yáng)能用于建筑的采暖、熱水以及電力等方面的普及應(yīng)用，能夠大大減少對(duì)不可再生能源的消耗。因此建筑設(shè)計(jì)人員要時(shí)刻解放思想，與時(shí)俱進(jìn)，秉持“低碳綠色，節(jié)能環(huán)?！钡目沙掷m(xù)發(fā)展觀念，時(shí)刻更新低碳環(huán)保技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建新.可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的利用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（8）.

[2] 仇保興.我國(guó)綠色建筑發(fā)展前景及對(duì)策建議[J].經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)，2011（1）.

[3] 孟憲建.淺析可再生能源在綠色建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用[J].能源與節(jié)能， 2011，75（12）.