可再生能源與綠色建筑設計的藝術理念應用

劉玉紅

（甘肅澳華建筑規(guī)劃設計有限責任公司,武威 733000）

1 前言

現階段全世界對環(huán)境保護重視程度不斷提高，石油以及煤炭等不可再生能源價格逐漸攀升，更加重視可再生能源利用度，此種趨勢與各個國家生態(tài)環(huán)境建設要求相符合，其也是全世界共同進步的重要選擇。目前，我國逐漸重視可再生能源發(fā)展效果，過程中投入較多資金以及人力成本等。除此之外，城鎮(zhèn)化深入建設，國家在建筑環(huán)保和質量等指標上的要求逐漸提高，居住人員對住宅的舒適性也希望能滿足高要求。綠色建筑設計屬于近幾年出現的新型化建設設計理念，其是通過節(jié)能技術和環(huán)保技術等新型化技術，對建筑內的能源進行高效利用，借助此種方式保證環(huán)境有效保護的新型化建設設計方式。此種方式可滿足人們舒適宜居的居住環(huán)境要求，其也稱為建筑業(yè)未來發(fā)展的重要趨勢。

2 綠色建筑相應設計理念分析

綠色建筑設計理念是將人們明確自然環(huán)境變化重要性作為基礎，由此出現的強調人與自然和諧相處的原則，可將此種理念體現在建筑設計中，建筑設計師需保證建筑質量安全前提，采用無污染和可再生材料，通過此種方式保障證生態(tài)環(huán)境和諧性以及生態(tài)系統穩(wěn)定性。目前，綠色建筑設計理念逐漸成為這一行業(yè)發(fā)展進步的重要原則，我國國民經濟中的重要組成部分之一就是建筑施工企業(yè)，在招標設計階段直至施工驗收整體過程均會消耗大量資源能源。在這一過程中融合綠色建筑設計理念，可對資源能源損耗進行有效降低，可擴大生態(tài)環(huán)境保護力度，構建綠色環(huán)保居住環(huán)境，如下圖所示，建筑內部存在太陽能以及風能等多種可再生能源，同時色彩設計等均與綠色建筑設計藝術理念相契合。下圖為未來綠色建筑設計理念結合可再生能源效果圖：

圖1 綠色建筑設計理念結合可再生能源效果圖

3 綠色建筑設計原則分析

首先是舒適性原則，住宅類建筑或者是商用類建筑均需滿足舒適性要求，因此需確保建筑內部環(huán)境舒適度，由此滿足使用者精神和物質雙層次需求。綠色建筑設計理念實施主要目的是降低能源以及資源損耗，材料使用基本是回收利用環(huán)保性材料，由此并不會損壞使用者身體健康。

其次是環(huán)境保護原則，此種原則需要建筑設計師將環(huán)境保護理念作為基礎開展設計工作，為保證建筑功能正常運轉，每年會消耗較多水、電和燃氣等資源。基于此，想要降低建筑損耗程度，需將綠色建筑設計理念環(huán)保性原則作為基礎，選擇并且使用綠色環(huán)保材料，綜合性分析建筑成本，確定合理材料和建筑結構，由此可構建耗能低、環(huán)保節(jié)能等建筑[1]。

4 綠色建筑設計理念作用分析

社會經濟領域與科學技術等領域不斷發(fā)展，人們注重提升自身文明素養(yǎng)，同時愈發(fā)注重環(huán)境保護。除此之外，世界環(huán)保理念提出后，其在我國發(fā)展速度也不斷加快，各個行業(yè)發(fā)展需具備基本原則基礎，同時需提高資源利用率，綠色建筑設計理念相比于傳統建筑理念也不相同，綠色建筑設計理念更加注重環(huán)保和利用率，傳統建筑理念并未考慮環(huán)保和利用率其問題。

4.1 注重資源利用率提高

綠色建筑設計理念本身屬于新型化的設計理念，在未來建筑行業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮著十分重要的作用，建筑設計過程中，需堅守并未應用此種設計理念，可在一定程度上保證和提高建筑設計和建筑建設契合，降低資源浪費程度，提高社會以及環(huán)境發(fā)展協調性。另外，在設計過程中融合相應設計理念，，可改善整體建筑，確保設計完善可行性。

4.2 提高建筑環(huán)保性

建筑建筑與質量產生重要聯系，例如資源質量或者是施工質量等，高質量建設材料并不僅僅是原材料質量嚴格要求，其中也包括建筑原材料創(chuàng)新要求。基于此，在建筑建設中應用綠色建筑設計理念，與綠色理念要求相契合，由此保證整體建筑項目安全性，壽命周期得以保證，可有效降低成本。

4.3 整體建筑結構設計得以改善

整體建筑結構設計過程中，融合綠色建筑設計理念可對建設過程中的各個小細節(jié)有效改善，同時可真正提高建筑結構安全性，凸顯可靠性以及耐久性。除此之外，綠色建筑設計理念可為整體建筑結構設計提供更具舒適性和健康性的環(huán)境氛圍。

5 可再生能源應用現狀分析

5.1 太陽能建筑應用技術分析

結合現階段情況，在建筑領域中太陽能的使用類型可確定為兩種形式，類型主要有兩種，光熱利用，抑或是光電利用，在不同技術類型中，其涉及到太陽能熱水制備技術或者是供暖技術等。光電技術應用其主要聯系到化石能源發(fā)電，目前在能源使用過程中其問題主要是動力源缺乏，在光熱技術應用過程中，其面臨的問題是節(jié)能建筑運行過程中的產生的能源消耗，這聯眾技術領域分別為能源整體問題中的不同方面，在根本上解決問題需取代傳統能源，不可再生能源的使用需要盡力節(jié)約?，F階段在太陽能領域中的發(fā)電技術應用過程中，其主要內容是對發(fā)電能力進行有效提高，會使用到電池材料上的創(chuàng)新技術，另外一種是實驗室中的場域轉換計劃，其也是技術創(chuàng)新的重要突破口，由此可發(fā)現更加低成本和高效的太陽能電池，此部分創(chuàng)新內容屬于發(fā)電技術的基礎部分，作用顯著。太陽能基礎框架會構成其基礎部分，采用這一方式對技術完成有效整合，逐漸成為區(qū)域性的擴張技術，從而實現全局發(fā)展，設計理念直至社會現實，因此需提高重視程度。

5.2 生物質能相關技術內容分析

現階段使用較多的能源類型之一就是生物質能，通過深入化研究應用熱泵以及太陽能均比較薄弱，技術發(fā)展空間和潛力均比較大。此種物質主要是指通過利用有機廢棄物和相關種植能源植物生成的新型化能源，此種能源屬于可再生能源，結合具體特點以及轉化形式劃分為不同類型，例如固體燃料或者是液體燃料等。此種能源形式分布較大，農業(yè)領域中的廢棄物或者城市領域中的廢水等等。采用此種能源的主要優(yōu)勢是污染度較低，通過相關技術可將生物質能轉化成為其他能源，例如燃料氣或者是燃料液等。目前在世界上眾多國家均提高了此種能源開發(fā)重視程度，形成針對性計劃，通過設定項目，開發(fā)落實，我國也比較重視此種能源利用，其逐漸成為重要開發(fā)項目，開發(fā)重點為技術深入應用，獲取眾多成果[2]。

5.3 熱泵技術相關內容分析

通過分析以往的建設商住區(qū)域情況，逐漸發(fā)展到生產生活階段，在一般住宅中，地源熱泵系統并不經常使用，處于辦公用戶領域中，供熱和制冷均發(fā)展成為綜合利用廢棄能量。除此之外可確定的趨勢是采熱和傳熱的技術一體化。在開發(fā)利用新材料和新工藝過程中，通過此系統運行可逐漸發(fā)展成為轉換系統以及散熱系統，提高效率。最后是基礎設施內容，其呈現為趨勢化發(fā)展進步，在未來發(fā)展階段，有效利用自然環(huán)境能源，過程中均需遵守因地制宜原則，設計更加針對性的地源熱泵系統，其也逐漸成為基礎性設施之一，趨勢性比較明顯。

6 可再生能源與綠色建筑設計的藝術理念應用分析

6.1 風能資源應用具體設計方式分析

風能資源在我國相對較多，其在整體陸地風能資源總量中占據較大，可供開發(fā)利用占比數值為16%，僅僅是比較小的微風也可提供源源不斷的綠色能源。此種能源屬于清潔能源和可再生能源[3]。例如處于加拿大的風力發(fā)電機，其生產的電能十分龐大。建筑風能利用方式主要有兩種，其一是通過風壓利用，可確保室內換氣通風，另外一種是直接借助風能。在沿海區(qū)域，建筑規(guī)劃設計過程中，需要保證建筑不同陰陽面設計的合理性，借助這兩個部分構成風壓差，在建筑內部可形成空氣流動過程，通過風能的實際垂直分布效應等，誘導相關氣流，依據特定路徑開展運動，采用這一方式可改善室內熱環(huán)境，確保舒適度需求。單體建筑在具體設計過程中，需注重資料收集，建筑場地部分也需要完成深入化研究，了解局部區(qū)域風環(huán)境具體情況，對開口位置等相關參數進行調整，通過這一方式保證通風效果。建筑物設計過程中也會采用小型發(fā)電機系統等，輸出功率與風速參數會構成一定聯系，基于此種聯系，會降低安裝在屋頂位置，設計階段確保風塔和建筑造型以及風格相契合[4]。

6.2 太陽能設計層面相關內容分析

相比于其他能源形式，太陽能屬于再生能源類型，其中太陽以秒為單位放射的能量，其達到地球能量確定為8×1013kW，其屬于世界主要能源探明儲量中的1×104倍。其在世界能源整體儲量中占比數值較大。我國此種能源較為豐富，并且全國范圍內占比三分之二的能源輻射量數值也不可小覷，其全年日照時數會超過2200小時[5]。太陽能建筑應用設計方式可確定為兩種，第一種是熱利用方式，另外一種是光發(fā)電方式。現階段第一種中的形式表現主要為熱水器，發(fā)電主要是借助太陽能光伏發(fā)電。建筑屋頂以及墻面位置需要安裝太陽能電池，通過蓄電池組設備對太陽能能源進行初春，可將此種輻射能之間轉換成為電能。過程中能夠隨時朝著用電設備供電，樓內動力系統以及照明系統用電需求能夠得到滿足，其優(yōu)勢是不會占用土地，樓上發(fā)電樓內使用，并不會出現傳輸損耗，其可有效安裝在建筑物上。我國最近幾年新增加建筑屋頂面積，可提供實際光伏發(fā)電數值達到了10GW，可在屋面按照銀行單晶硅光面板，面積屬于0.5 倍屋面面積，基于此，其可應用在辦公建筑中，面積為屋面面積的21 倍。這一發(fā)電方式是前景比較廣闊的技術之一[6]。

通過太陽能利用連接其與建筑，實現一體化應用，集熱器以及光電板基本會安裝于建筑屋面以及墻面等，建筑屋面坡度需要結合太陽能集熱器等最佳傾角進行確定。集熱器和光電板在使用后會形成欄板，在安裝過程中，保證剛度質量以及強度質量，滿足防護需求。將這兩種設備安裝在墻面上，此種形式可契合于裝飾材料，色彩一致，風格也比較相同。在熱水運行系統中，其構成主要有輸水管和電器等，均能夠實現統籌設置，進行同步設計以及施工，安裝效果和維護效果均可提高。通過利用光導纖維技術可在室內照明中使用太陽光，此種方式是利用光導纖維式導入器，聚集太陽光，電纜會將陽光傳輸到室內或者是地下室等[7]。導入器的安裝位置通常是在屋頂或者是陽臺等，其需滿足一年四季均可獲得太陽光的標準，光纜連接到室內后，室內可獲取固定陽光直射，太陽光照射時間可持續(xù)10 小時/天。通過利用照明系統，可順利將陽光傳導到室內中，達到照明效果，此種技術方式也是比較健康的能源應用方式。

7 未來設計理念在綠色建筑設計中的應用

7.1 改進空間感

與傳統建筑相比較，綠色建筑內部設施和設備數量較多，因此需借助藝術設計對設施和設備位置進行完善，確保整體綠色建筑更具備空間感。此種空間感設計需要遵循以人為本原則，居住者可在建筑內部享受可再生能源技術的便利性，避免其受到可再生能源設備工作產生的影響[8]。綜合性分析居住者不同生活場景，例如熟睡場景或者室內工作場景等，由此可搭配不同可再生能源設備使用狀態(tài)。

7.2 提高整體建筑藝術感

現階段設計住宅建筑外立面的建筑材料，通常選擇的是傳統材料，例如外墻涂料或者是干掛石材等，但伴隨時間不斷推移，此種類型材料逐漸出現發(fā)黑等現象，對外立面整體形象造成造影。建筑材料技術不斷提高，現階段一些高檔小區(qū)的建筑外立面逐漸使用鋁扣板等材料，有效提高建筑整體外立面藝術感。綠色建筑材料行業(yè)發(fā)展進步后，部分新型化的外立面形式也逐漸出現，例如使用太陽電池以及真空玻璃相結合的外立面形式，此種形式可確保建筑具備綠色發(fā)電功能，同時有效提高建筑隔熱性，建筑外立面的整體美觀程度也得到保證[9]。

8 結語

利用可再生能源與建筑系統綠色要求相符合，但由于其在地理上分布不均等特點，單獨使用一種能源不能確保完全性和可靠性，基于此需利用可再生能源的復合應用方式，為深入發(fā)展提供更多支持。