探究可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的高效利用

李秀曉 孫秋瑩

摘要：建筑工程在建設(shè)和后期投入使用的過程中都需要消耗大量的能源，而在當(dāng)前各種能源資源日益緊張的現(xiàn)狀下，必須通過各種手段來減少建筑工程對于能源的大量消耗甚至浪費(fèi)。其中一個(gè)重要的手段就是增加可再生能源在建筑工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用，因此如何能夠在建筑工程設(shè)計(jì)中高效的利用這些可再生能源，應(yīng)當(dāng)是建筑行業(yè)重點(diǎn)研究的一個(gè)課題。

關(guān)鍵詞：可再生能源;建筑設(shè)計(jì)

現(xiàn)代社會(huì)能夠得到持續(xù)的發(fā)展，人們能夠正常的進(jìn)行生活、生產(chǎn)活動(dòng)，離不開各種能源資源的利用。但是當(dāng)前人們也認(rèn)識到了許多能源資源都是不可再生的，并且由于人們生產(chǎn)生活大量的使用各種能源，并且其中也不乏浪費(fèi)的現(xiàn)象，因此許多能源已經(jīng)面臨著嚴(yán)重緊缺的現(xiàn)狀了。為了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，人們開始尋找可再生的能源并研究有效利用這些能源的方式。對于建筑行業(yè)來說，建筑過程中以及建筑工程使用中都需要很大的能源消耗，未來實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在建筑工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用可再生能源已經(jīng)成為未來建筑行業(yè)發(fā)展的必然要求了。當(dāng)前在建筑工程設(shè)計(jì)中，已經(jīng)開發(fā)利用較多的可再生能源有太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芤约吧锬艿取?/p>

一、重要作用分析

將可再生能源有效的利用到建筑工程的設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠發(fā)揮出重要的作用，并具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1.1 實(shí)現(xiàn)較好的節(jié)能效果

在建筑工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用可再生能源，能夠有效的實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。因?yàn)榭稍偕茉赐ㄟ^合理的利用方式可以轉(zhuǎn)換為人們生產(chǎn)、生活所需的電能、熱能等，從而減少傳統(tǒng)電能、熱能使用過程中對于能源的耗費(fèi)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源在建筑工程中的高效率的利用，需要根據(jù)當(dāng)前建筑施工及運(yùn)行過程中所需要的能源類型，然后通過可再生能源的開發(fā)利用，將可再生能源轉(zhuǎn)換為可以替換這些傳統(tǒng)能源的形式，進(jìn)而有效的減少建筑工程對于能源的消耗，實(shí)現(xiàn)不可再生能源的節(jié)約和可再生能源的有效利用。

1.2 實(shí)現(xiàn)較好的環(huán)保效果

我國建筑行業(yè)在近年來得到了飛速的發(fā)展，但同時(shí)這些建筑工程也帶來了巨大的資源消耗，同時(shí)也產(chǎn)生了很大的環(huán)境污染，對于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了不可挽回的影響，這也嚴(yán)重的影響了建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。隨著可持續(xù)理念的普及，在建筑行業(yè)中也逐漸開始倡導(dǎo)綠色建筑的設(shè)計(jì)理念，其中最主要的就是要增加可再生能源的利用率并提高其利用的效率。大多數(shù)的可再生能源都屬于清潔能源，在利用的過程中不會(huì)形成對環(huán)境的造成污染的物質(zhì)，能夠起到較好的保護(hù)環(huán)境的效果。

1.3 實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益

可再生能源在一定程度上可以無限使用，并且獲取的成本很低，可以產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益。但是可再生能源在建筑工程中應(yīng)用的前期階段，需要投入一定的資金，作為能源利用的軟硬件設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用的成本;另外，還需要一定的資金支持可再生能源利用技術(shù)的研發(fā)，以及技術(shù)的更新，以此來實(shí)現(xiàn)可再生能源更高效率的應(yīng)用。

二、可再生能源的應(yīng)用

2.1 太陽能的利用

太陽能是當(dāng)前建筑工程設(shè)計(jì)中利用最多的也是利用效果較高的可再生能源，通過采取有效的利用和轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)建筑工程的照明、供暖、發(fā)電、熱水供應(yīng)等功能。太陽能的利用方式主要是通過收集太陽能熱能，然后將其轉(zhuǎn)化為建筑工程所需的各種能量。通過在建筑物外部設(shè)置集熱器，相應(yīng)的在外部設(shè)置保溫墻板，集熱器所收集的熱量通過熱管傳輸至保溫墻內(nèi)，實(shí)現(xiàn)建筑物的供暖等目的;最常見的應(yīng)用方式是光伏技術(shù)，通常應(yīng)用在高層建筑的設(shè)計(jì)當(dāng)中。通過太陽能光伏可以實(shí)現(xiàn)太陽能向電能的轉(zhuǎn)化，滿足建筑工程對于電能的需求;另外通過光伏技術(shù)收集的熱量可以滿足建筑熱水需求。

2.2 風(fēng)能的利用

風(fēng)能在建筑工程設(shè)計(jì)中的主要利用方式，就是通過合理的建筑物結(jié)構(gòu)布局，來實(shí)現(xiàn)對風(fēng)能的有效利用，另外就是依靠轉(zhuǎn)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的利用。具體來說，第一方面，通過對建筑機(jī)構(gòu)合理的布局和規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)較好的自然通風(fēng)效果。通過對建筑工程所在當(dāng)?shù)氐臍夂?、季風(fēng)條件等進(jìn)行調(diào)查，然后合理的設(shè)計(jì)門窗位置，實(shí)現(xiàn)較好的對流效果，能夠有效的置換室內(nèi)的空氣，維持室內(nèi)清新的空氣環(huán)境。另一方面，通過風(fēng)能利用技術(shù)，將其轉(zhuǎn)化為電能，滿足建筑工程對于電能的需求，減少其他發(fā)電能源的消耗。

2.3 地?zé)崮艿睦?/p>

地?zé)崮苤饕堑厍騼?nèi)部產(chǎn)生的熱量，通過相應(yīng)的技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行收集;另外沿海城市海洋運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的潮汐能也是地?zé)崮艿囊环N。地?zé)崮芸梢宰鳛榘l(fā)電的輔助能源，在建筑工程設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用就是為建筑工程的供暖以及制冷系統(tǒng)提供能源供應(yīng)。地?zé)崮茉诮ㄖこ淘O(shè)計(jì)中的應(yīng)用方式主要是通過地源熱泵來實(shí)現(xiàn)地?zé)崮艿氖占?，通過傳輸介質(zhì)向建筑物的供熱、制冷系統(tǒng)中傳輸能量，滿足建筑物的供熱和制冷的需求。具體的利用方式有：第一，地下水源熱泵系統(tǒng)，主要是通過地?zé)崮艿氖占?，然后通過地下水或這回收水來實(shí)現(xiàn)熱量的輸送，實(shí)現(xiàn)對于建筑系統(tǒng)的熱水和熱量供應(yīng)。第二，土壤源熱泵系統(tǒng)，通過在地下埋設(shè)熱量交換器，來實(shí)現(xiàn)土壤中地?zé)崮艿膫鬏?，同時(shí)借助熱泵來實(shí)現(xiàn)熱量的順利傳送，為建筑物傳送熱量需求。

2.4 生物能

生物能是指通過將建筑垃圾以及生活垃圾進(jìn)行回收處理產(chǎn)生的能量，是一種較為新型的可再生能源。建筑工程施工階段，不可避免的會(huì)產(chǎn)生許多的建筑垃圾，人們在日常生活中也會(huì)產(chǎn)生許多生活垃圾。對于這些垃圾，傳統(tǒng)的處理方式就是焚燒，這種處理方式會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的有害氣體污染，同時(shí)也是對于資源的浪費(fèi)。而通過生物能處理技術(shù)，對建筑垃圾和生活垃圾進(jìn)行分類，將可回收利用的材料進(jìn)行技術(shù)處理，所產(chǎn)生的沼氣等生物能可以作為重要的建筑物能源供應(yīng)。在具體的建筑工程設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合建筑垃圾以及生活垃圾的類型、數(shù)量等，設(shè)計(jì)出相配套的生物能利用系統(tǒng)，對垃圾進(jìn)行有效的回收利用，減少垃圾對環(huán)境帶來的污染。

三、結(jié)束語

要實(shí)現(xiàn)可再生能源在建筑工程設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，需要認(rèn)真的研究各種可再生能源的利用方式，根據(jù)建筑的需求，將兩者實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)合，促進(jìn)建筑工程施工過程以及使用過程中能源節(jié)約，降低資源消耗，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)有效的環(huán)境保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘明敏.建筑節(jié)能及可再生能源在綠色建筑中的應(yīng)用研究[J]：江西建材，2017，（ 22）：100-101.

[2]張忠孝.試論可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的利用[J].中外企業(yè)家，2019（25）：88.

[3]張斌.可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的利用探微[J].建材與裝飾，2018（17）：101.