可再生能源在建筑設計中的利用

劉捷

摘 要：在建筑工程施工和使用過程中能耗較高，對此，為了積極響應能源節(jié)約好找，在建筑工程設計環(huán)節(jié)，應該注意利用可再生能源，減少建筑污染和浪費問題。對此，本文首先介紹了建筑節(jié)能設計的重要性和可再生能源的類型，然后對幾種常見的可再生能源在建筑設計中的利用形式進行了詳細探究，以期提升建筑工程節(jié)能性能。

關鍵詞：建筑設計；可再生能源

前言

建筑行業(yè)作為目前使用可再生能源最重要和廣泛的行業(yè)產(chǎn)業(yè)之一，對這些可再生能源在該行業(yè)當前的應用情況進行分析，不僅可以為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定的推動力，還能夠有效緩解當前全球經(jīng)濟發(fā)展過程中能源緊張的問題。

1 建筑節(jié)能設計的重要性

1.1 有利于緩解污染

現(xiàn)如今，人們對于健康問題越來越重視，在建筑設計中，融入節(jié)能理念，充分利用可再生能源，能夠有效緩解污染問題，通過優(yōu)化建筑設計，有利于減少建筑工程施工和使用過程中的能源浪費問題，盡量避免對水源、光等造成污染。

1.2 有利于可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是我國前幾年提出的重要戰(zhàn)略舉措之一，現(xiàn)如今，能源問題及環(huán)境問題已經(jīng)成為制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵。在建筑設計中，通過利用可再生能源，提高建筑工程節(jié)能性能，符合當前社會對于建筑工程的實際要求以及可持續(xù)發(fā)展理念。

1.3 國家可持續(xù)發(fā)展需要

現(xiàn)如今，我國能源浪費嚴重，環(huán)境、能源的問題已經(jīng)成為國家發(fā)展中亟待解決的問題。在建筑設計過程中推廣應用可再生能源，是對于國家節(jié)能號召的積極響應。為了盡量減少能源浪費問題，在建筑設計過程中，必須將建筑設計與節(jié)能理念相結合，盡量減少能源浪費問題，將節(jié)能理念落實到實處。

2 可再生能源的類型

2.1 太陽能

太陽能，此種能源既可以被直接應用到建筑物的加熱和照明工作中，還能夠用來發(fā)電和制冷供暖等，所以被廣泛的應用到商業(yè)和工業(yè)行業(yè)新行業(yè)之中。

2.2 風能

風能指的是風在流動過程中的負載能量，風能的大小受到空氣密度以及風速的影響，現(xiàn)如今，風能主要被應用于風力發(fā)電廠建設中。

2.3 水能

水能，當風的流動和太陽的熱度會導致水被蒸發(fā)，形成水蒸氣，當水蒸氣進入到大氣中時，就會形成雨和雪； 當大氣層中的雨雪降落到地面時，就會出現(xiàn)河流和湖泊； 而河流湖泊中的水在流動的過程中會產(chǎn)生一定的能量，我們破捕獲的這些能量就是水能，其主要是以水利發(fā)電的形式被人類應用的。

2.4 地熱能

地熱能，此種能源主要是由地球內(nèi)部熱量所組成的，在使用該能源的過程中，其能夠起到輔助設備發(fā)電，或者是在建筑內(nèi)部制冷供熱能等方面的作用。此外，在海洋在運動的過程中產(chǎn)生的潮汐能、破浪能，以及海洋表面受溫度變化影響產(chǎn)生的溫差和鹽差能等，也都是可再生能源的一種，都屬于社會發(fā)展過程中會利用到的能源類型。

3 可再生能源在建筑設計中的利用

3.1 風能的應用

在建筑設計過程中，風能的應用方式主要有利用風能壓力促進房屋內(nèi)部通風換氣和風能發(fā)電兩種。因此，在我國的沿海地區(qū)，由于氣候較為濕熱，所以在規(guī)劃建筑布局時，設計人員需要對建筑物單體的體量和建筑物群體的組合形式進行和科學合理的設計和布局，有效的利用建筑物陽面和陰面之間形成的風壓差，促進建筑物內(nèi)部空氣的流動，使建筑內(nèi)部可以處于氣流循環(huán)狀態(tài)，從而讓單體建筑能夠擁有較為良好的自然換氣通風效果。在城市中心和建筑物較為密集的地區(qū)，由于空氣流通性相對較差，所以，設計師可以在建筑物頂部設計一個捕風裝置，通過利用風能的垂直分布特點和空氣流動過程中產(chǎn)生的煙囪效應引導氣流沿著特定的軌道流動，從而達到改善建筑內(nèi)部熱環(huán)境，進而滿足居民在舒適度上的要求。與此同時，在對單體建筑進行設計時，設計人員需要收集施工地區(qū)的氣象資料，到施工現(xiàn)場進行實地調(diào)查，了解現(xiàn)場的風環(huán)境，以便對建筑物開口的高度和位置進行合理的調(diào)整，使得建筑物中有大部分的房間都能夠擁有良好的通風換氣環(huán)境。

3.2 太陽能的應用

在建筑設計中，太陽能的應用可以被劃分為被動式、主動式和太陽能光電這三大技術種類。其中被動式的應用技術主要是通過對建筑物周圍和環(huán)境和朝向進行合理的布置、對建筑的外部形體和內(nèi)部空間進行優(yōu)化處理、合理的選擇施工材料和機構類型等來達到收集、存儲與合理分配太陽能的建設目的。主動式技術是將太陽能管道、集水器、風機，或者是散熱器、存儲熱量的裝置等構成統(tǒng)一的太陽能供熱采暖系統(tǒng)，并將其與太陽能制冷劑相組合，在建筑物內(nèi)形成太陽能制冷供熱系統(tǒng)。光電技術主要是半導體具有的光電效應作為應用原理，在建筑物內(nèi)安裝由太陽能電池板、逆變器、充電控制器和蓄電池構成的發(fā)電系統(tǒng)，以此來節(jié)約電能資源，減少建筑物運行成本，減少環(huán)境污染。

3.3 水能在建筑設計中的利用

在建筑工程設計過程中，應充分結合建筑物所在地域的氣候因素、供水狀況與地理環(huán)境等，對建筑工程給排水系統(tǒng)進行合理規(guī)劃，有效控制水流流向，對水資源進行回收利用，避免積水問題破壞建筑物。水能在建筑工程設計中的利用方式主要為雨水和中水回收，具體而言，通過利用人工方式或者水資源流淌方式，收集雨水資源，并對其進行存儲、處理，然后將其應用于消防用水、綠化用水等方面，從而在最大程度上節(jié)約利用水資源，降低建筑工程使用中的水資源消耗，促進建筑工程生態(tài)發(fā)展。

3.4地熱能的應用

從類別上來看，地熱能主要由地球自身的放射性元素在發(fā)生衰變時產(chǎn)生的熱能和地球淺層在接收了太陽能后產(chǎn)生的熱能組成。其中，前者主要以水蒸氣和地下熱水的形式出現(xiàn)，溫度相對較高，主要可以被用于為建筑供暖和發(fā)電等，目前該項熱能應用技術的發(fā)展已經(jīng)比較成熟；后者主要是由太陽能轉(zhuǎn)化形成的，基本是被蘊藏在淺地層中，溫度、開采成本以及開采技術要求相對較低，不會受到地理環(huán)境等因素的影響，比較適合用于為建筑內(nèi)部制冷和供暖，這使得其在近些年很受空調(diào)和節(jié)能行業(yè)的重視。在我國，地熱能源主要被應用到了空調(diào)行業(yè)之中，其主要起到綠化建筑物內(nèi)部環(huán)境，提高室內(nèi)制冷供暖系統(tǒng)的節(jié)能性的作用。

3.5 其他能源的應用

同其他幾種可再生資源相比，生物質(zhì)能具有更高的開發(fā)潛力。伴隨近些年城市化發(fā)展速度的提升以及城市人口的擴大，不僅導致城市能源危機問題愈發(fā)的嚴重，城市生活垃圾的污染面積也隨之不斷的擴大。對此，設計人員可以在不影響建筑物地基穩(wěn)定性的情況下在建筑物的下方設計一個半封閉式的垃圾存儲和焚燒空間，將單體建筑物中每天產(chǎn)生的生活垃圾進行統(tǒng)一焚燒，并將焚燒后產(chǎn)生的熱能和電能存儲起來，通過管道傳輸回建筑物內(nèi)部。此外，海洋能源中的潮汐能和海流能等，可以被應用到一些沿海建筑物內(nèi)部的發(fā)電之用，設計人員可以通過設計地下管道的方式，將白天收集到的海洋能源來維持建筑物內(nèi)部夜晚基本的供電，從而達到節(jié)約電能資源，減少建筑物夜間運行成本，提高建筑企業(yè)經(jīng)濟效益的作用。

結語

綜上所述，在建筑工程設計過程中，應該積極利用可再生能源，從而提升建筑工程節(jié)能性能，比如在建筑工程設計環(huán)節(jié)利用風能和太陽能，不僅能夠游俠哦節(jié)約自然資源，而且還能夠提升建筑工程舒適度。因此，在建筑工程設計過程中，應該大力推廣和利用可再生能源，提高建筑工程舒適度，降低建筑能耗，促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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