可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的利用研究

閆致鵬

(呂梁市建筑勘察設(shè)計(jì)院，山西 呂梁 033000)

引言

可再生能源建筑主要是指在對(duì)建筑所需的設(shè)計(jì)裝置進(jìn)行改良設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用可再生能源建筑設(shè)計(jì)手段完成設(shè)計(jì)任務(wù)，在此間的設(shè)計(jì)手段中需要使用到可再生能源，并將這類(lèi)能源的利用率提升到最高點(diǎn)，同時(shí)控制能源損耗在最低，這種方式在一定程度上減少污染問(wèn)題，保護(hù)生態(tài)環(huán)境?？稍诮ㄖO(shè)計(jì)中采用可再生能源建筑設(shè)計(jì)理念，提高設(shè)計(jì)人員節(jié)能環(huán)保的認(rèn)知，同時(shí)能保證資源不被浪費(fèi)，減少建筑成本，而此時(shí)的可再生能源設(shè)計(jì)不僅能夠幫助建筑行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路，還能為用戶(hù)提供溫馨舒適的生活環(huán)境，使建筑與生態(tài)環(huán)境之間實(shí)現(xiàn)和諧穩(wěn)定的發(fā)展。

1 建筑設(shè)計(jì)中的建筑準(zhǔn)則

1.1 把握可再生能源建筑準(zhǔn)則,加強(qiáng)建筑工程運(yùn)營(yíng)管理

在建筑工程過(guò)程中應(yīng)用可再生能源建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需從以下三個(gè)方面進(jìn)行研究：(1)在建筑物管理中，需要不斷提升自身的建筑工程管理水平，在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要根據(jù)施工地點(diǎn)的實(shí)際情況，包括地理位置、采光條件以及周?chē)鷮?shí)際環(huán)境，形成有效的調(diào)研報(bào)告，從而在對(duì)各個(gè)樓梯中通風(fēng)問(wèn)題、走向問(wèn)題、供暖問(wèn)題等方面設(shè)計(jì)提供參考的同時(shí)，有效達(dá)到更為完善的設(shè)計(jì)水平，達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果，以此滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)于建筑的使用需求。(2)建筑垃圾的管理。在建筑工程中進(jìn)行垃圾處理時(shí)，不僅需要對(duì)垃圾進(jìn)行整體回收，對(duì)其中可用成分進(jìn)行循環(huán)使用的同時(shí)，并對(duì)一些有害建筑垃圾進(jìn)行合理有效的處理，在不影響建筑施工和質(zhì)量的基礎(chǔ)上，有效實(shí)現(xiàn)建筑材料循環(huán)食用。(3)智能化發(fā)展，在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還需要保證所有的建筑物設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)智能化發(fā)展，更進(jìn)一步保證系統(tǒng)高效運(yùn)行效果，促進(jìn)建筑物的整體質(zhì)量升級(jí)進(jìn)步。

1.2 將可再生能源建筑設(shè)計(jì)理念有機(jī)融合

在建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要將可再生能源建筑設(shè)計(jì)整體安排進(jìn)建筑工程設(shè)計(jì)中，讓建筑工程與可再生能源建筑高度融合，在實(shí)施過(guò)程中需要注意以下兩點(diǎn)：(1)在建筑工程設(shè)計(jì)中融入可再生能源建筑設(shè)計(jì)理念，應(yīng)當(dāng)注重可再生能源建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)的整體導(dǎo)入，并在建筑合同中進(jìn)行整體規(guī)劃，將綠色理念貫徹落實(shí)到每一處，為建筑工程中的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(2)建筑工程與綠色生態(tài)建筑整體融合，再加上各種可再生能源的廣泛應(yīng)用，可以使建筑的現(xiàn)代化水平得到全方位提升。

1.3 對(duì)建筑工程中室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量予以嚴(yán)格監(jiān)控

在建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，將可再生能源建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)融入其中，對(duì)其展開(kāi)有效研究，與此同時(shí)，對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格把控。

2 基本建筑設(shè)計(jì)原則

2.1 整體環(huán)境優(yōu)化原則

建筑工程極其復(fù)雜，其中涉及到很多的理念與內(nèi)容。但是在建筑過(guò)程中只有堅(jiān)持以保證建筑產(chǎn)品的質(zhì)量為前提，才能在質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高環(huán)境保護(hù)效益。在可再生能源建筑過(guò)程中，要保證自然環(huán)境和建筑的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.2 舒適健康原則

建筑的目的是為人們提供舒適的居住環(huán)境與辦公環(huán)境，只有保證建筑產(chǎn)品的健康舒適度，才能使其建筑具有高效的實(shí)用性能。因此，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)首先以人們的需求為前提，確保人們所處環(huán)境的舒適度與健康感受。在建筑設(shè)計(jì)期間，首先需要考慮到室內(nèi)空氣流通條件，以及采光效果與隔音效果等因素，這樣才能保證自然環(huán)境與用戶(hù)之間相互協(xié)調(diào)。

2.3 簡(jiǎn)單高效的原則

可再生能源建筑設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)行簡(jiǎn)單高效的原則。其可再生能源建筑的設(shè)計(jì)目的是將能源浪費(fèi)降到最低，同時(shí)還應(yīng)該把資源進(jìn)行合理的利用，保證資源不被浪費(fèi)。把環(huán)保建設(shè)落到實(shí)處，并且以簡(jiǎn)單高效的原則作為首要任務(wù)，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)建筑的設(shè)計(jì)追求。

3 可再生能源的使用優(yōu)勢(shì)

3.1 節(jié)能效果突出

目前可再生能源類(lèi)型有很多，包括了太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等，基于我國(guó)節(jié)能降耗的發(fā)展理念，使用可再生能源一方面可以實(shí)現(xiàn)能源可再生、可循環(huán)利用，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗，并且節(jié)能效果突出。實(shí)際上，就傳統(tǒng)的電力能源來(lái)說(shuō)，其主要缺點(diǎn)就是不可再生，并且其不可再生性存在于整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)某項(xiàng)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的人們對(duì)電量的需求程度提升，根據(jù)需求量，傳統(tǒng)不能再生的能源使用量也會(huì)隨著提升，這樣的現(xiàn)象違背了能源節(jié)能降耗的理念。其實(shí)，可再生能源與建設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)用相結(jié)合，最明顯的現(xiàn)象就是人們開(kāi)始使用可再生能源，對(duì)不可再生能源的使用量和需求逐漸減小，而根據(jù)可再生能源的節(jié)能降耗理念，在基于應(yīng)用可再生能源的建筑設(shè)計(jì)中可以很好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能、省能等目標(biāo)，從而為可再生能源的可持續(xù)發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。從這個(gè)方面來(lái)看，可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用所產(chǎn)生的節(jié)能效果較為明顯。

3.2 環(huán)保效果好

目前，根據(jù)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景，建筑行業(yè)的發(fā)展依靠有利優(yōu)勢(shì)也實(shí)現(xiàn)了迅速發(fā)展，并取得了一定的發(fā)展成就。其實(shí)，在建筑過(guò)程中只有堅(jiān)持以保證建筑產(chǎn)品的質(zhì)量為前提，才能在質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高環(huán)境保護(hù)效益，并且在可再生能源建筑過(guò)程中，要保證自然環(huán)境和建筑的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。但是，在當(dāng)下蓬勃發(fā)展的建筑行業(yè)，在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)和建筑應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成很大程度上的污染和破壞，即使建筑質(zhì)量和效率顯著，但仍然違背了環(huán)境保護(hù)的理念，對(duì)環(huán)境的發(fā)展造成很大程度上的阻礙影響。然而，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用可再生能源可以維持環(huán)保理念，一方面可再生能源不會(huì)對(duì)建筑周邊環(huán)境造成污染等不良影響，相比于不可再生能源來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)環(huán)境的保護(hù)。另一方面，可再生能源可以提高周?chē)匀画h(huán)境的利用率，在協(xié)調(diào)性較為理想的基礎(chǔ)上達(dá)到了良好的環(huán)保目標(biāo)。

4 綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 可再生能源的應(yīng)用

在建筑工程中，想要節(jié)約能源首先應(yīng)該調(diào)整建筑物的方向以及比例，進(jìn)行整體的規(guī)劃，通過(guò)全面有效的規(guī)劃設(shè)計(jì)，避免在建筑工程施工過(guò)程中出現(xiàn)重復(fù)返工的情況，從而以此來(lái)節(jié)約能源，尤其是對(duì)建筑物的外墻和屋面要做好保溫處理，要加強(qiáng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃，確保設(shè)計(jì)規(guī)劃的全面合理，避免造成二次建造，進(jìn)而加大資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，并且在實(shí)際設(shè)計(jì)規(guī)劃的過(guò)程中，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)可再生能源的應(yīng)用，主要是針對(duì)建筑中的采光、保暖、用水等方面。

4.2 在施工運(yùn)營(yíng)時(shí)的應(yīng)用

在對(duì)建筑工程的施工運(yùn)營(yíng)階段，不僅需要符合可再生能源建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)該在施工運(yùn)營(yíng)時(shí)將整個(gè)可再生能源建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行到底，使建筑工程室內(nèi)環(huán)境得以保護(hù)，并且還能對(duì)建筑工程的施工運(yùn)營(yíng)情況合理有效的進(jìn)行管理控制?？稍偕茉唇ㄖO(shè)計(jì)對(duì)建筑工程起到不可忽視的重要作用，要想在建筑工程中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就要將可再生能源建筑設(shè)計(jì)的理念融入到整個(gè)建筑工程施工運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)中去，這樣才能發(fā)揮可再生能源建筑設(shè)計(jì)的最大化，進(jìn)而推動(dòng)建筑工程持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑工程的現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)。

4.3 節(jié)約材料的應(yīng)用

節(jié)約材料并不是將廢舊的材料進(jìn)行利用，而是在建筑工程中對(duì)材料進(jìn)行合理利用達(dá)到節(jié)約的目的。首先，可以保證材料的適用性；其次，考慮材料的使用數(shù)量，這樣可以合理布局對(duì)材料進(jìn)行利用以及處理。在節(jié)約材料方面有以下幾點(diǎn)需要注意：(1)在使用材料時(shí)，優(yōu)先考慮可循環(huán)再利用的材料，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)可循環(huán)再利用材料的方式，開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)和施工，不僅可以滿(mǎn)足建筑的實(shí)際建設(shè)需求，并且材料的制造和使用又符合綠色節(jié)約理念。當(dāng)對(duì)建筑進(jìn)行拆除后，對(duì)于損壞程度不高的材料，可以直接使用，而損壞嚴(yán)重的材料，還可以通過(guò)材料回收實(shí)現(xiàn)再利用的方式，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)約的理念。(2)使用高性能材料，主要是在建筑材料選擇的過(guò)程中，通過(guò)采購(gòu)高性能、高質(zhì)量的建筑材料，通過(guò)在建筑建設(shè)的源頭上保證建筑的質(zhì)量，防止建筑再一次維修或者修護(hù)，從而在增強(qiáng)建筑使用壽命的同時(shí)，有效踐行環(huán)保節(jié)約的理念。(3)使用節(jié)能環(huán)保材料，主要是針對(duì)建筑垃圾的處理，傳統(tǒng)建筑建設(shè)過(guò)程中，建筑垃圾對(duì)于環(huán)境的污染較大，因此，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，一方面，可以通過(guò)節(jié)能環(huán)保材料的方式，這些材料要滿(mǎn)足充分利用的需求，從而在源頭上降低建筑垃圾的影響，這樣能夠保證環(huán)境不被污染，同時(shí)還能提高環(huán)境優(yōu)化效果。另一方面，通過(guò)將建筑垃圾進(jìn)行合理分類(lèi)，把可回收再利用垃圾進(jìn)行收集整理并回收利用，對(duì)不可回收的建筑材料進(jìn)行合理的處理，對(duì)其中可用的成分進(jìn)行回收，從而真正做到能源的循環(huán)利用。

4.4 土地節(jié)約設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

一般情況下，建筑工程都是位于市中心，這樣就對(duì)建筑工程提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。建筑工程的室外環(huán)境以及用地情況要秉承科學(xué)合理標(biāo)準(zhǔn)，綜合利用建筑所用的土地空間，無(wú)論是地上還是地下空間，都應(yīng)合理應(yīng)用，還要保證室內(nèi)外環(huán)境不被影響，另外還要保證建筑工程沿路位置不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生噪音干擾，這些也是建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，這不僅需要政府有關(guān)部門(mén)的約束和監(jiān)管，通過(guò)出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)，結(jié)合組建監(jiān)督管理隊(duì)伍的方式，從而有效保證土地節(jié)約設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的效果，實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)發(fā)展。

5 可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

5.1 太陽(yáng)能在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

由于傳統(tǒng)的電力能源具有不可再生的特性，并且長(zhǎng)時(shí)間使用不可再生的電力能源會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成一定的不良影響，進(jìn)而對(duì)環(huán)境造成破壞，對(duì)人們的身體健康造成不利影響。然而，從節(jié)能降耗理念和環(huán)保理念兩大方向來(lái)看，利用可再生能源首先可以實(shí)現(xiàn)資源有效利用以及部分資源的重復(fù)循環(huán)利用，對(duì)實(shí)際建筑行業(yè)的發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。但是，目前很多設(shè)計(jì)師忽視了可再生能源應(yīng)用的重要性，就建筑設(shè)計(jì)及建筑施工來(lái)說(shuō)，不可再生能源的應(yīng)用會(huì)提高工程項(xiàng)目的建筑成本，還會(huì)提高未來(lái)住戶(hù)的使用成本，對(duì)建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展造成一定的破壞，從而影響整體建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。從這個(gè)方面來(lái)看，將可再生能源應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，利用可再生能源代替不可再生能源是非常重要的。所以說(shuō)，在基于可再生能源應(yīng)用的建筑設(shè)計(jì)中，建筑師應(yīng)該重視可再生能源，在實(shí)際設(shè)計(jì)中加入相關(guān)可再生能源設(shè)施設(shè)備的設(shè)計(jì)和使用。

5.2 風(fēng)能在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

實(shí)際上，除了太陽(yáng)能之外，風(fēng)能也是一種較為普遍的可再生能源，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用風(fēng)能也同樣能夠有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、環(huán)保等重要作用。并且，相比于太陽(yáng)能來(lái)說(shuō)，風(fēng)能資源對(duì)于可再生能源的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是非常充足的，根據(jù)研究，每年風(fēng)能發(fā)電能夠節(jié)省很多不可再生能源的發(fā)電量，降低了不可再生能源的消耗。所以說(shuō)，在基于可再生能源的建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該重視風(fēng)能資源的利用，通過(guò)地形環(huán)境設(shè)計(jì)以及風(fēng)能裝置的應(yīng)用來(lái)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能等直接利用資源，從而推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。

6 工程案例分析

某地區(qū)太陽(yáng)能資源豐富，施工單位在保證建筑節(jié)能性和美觀性的同時(shí)，還需要考慮到建筑屋頂?shù)某蚝兔娣e問(wèn)題，在建筑頂部覆蓋一層太陽(yáng)能光伏電池板。如圖1所示。

圖1 光伏發(fā)電原理示意圖

如上圖內(nèi)容所示，板間距需要視光的傳送速度而定，在5mm～20mm之間，此間距下的光伏電池可以有效吸收70%～80%左右的光能輻射。借助這種太陽(yáng)能設(shè)計(jì)方式，既能夠防止熱量從屋頂傳入室內(nèi)，減低室內(nèi)空調(diào)的用電量，同時(shí)還可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能，滿(mǎn)足建筑用電需求，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能型建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

7 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，將可再生能源建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)合理運(yùn)用到建筑項(xiàng)目中，為建筑單位帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還能減少工程建設(shè)期間產(chǎn)生的資源浪費(fèi)情況，減少垃圾污染現(xiàn)象，為人們的居住和生活提供更高品質(zhì)的保證。本文講述的可再生能源建筑設(shè)計(jì)原則，同時(shí)也是當(dāng)前階段建筑工程需要格外注重的關(guān)鍵內(nèi)容，要保證建筑工程中的設(shè)計(jì)和施工都要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的可再生能源建筑設(shè)計(jì)理念，使建筑行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展道路。