可再生能源在建筑设计中的利用解析

田玉兴

摘要：在建筑事业的全面发展下，社会各界对于建筑节能设计及部分可再生能源利用率的关注度也有了较大的提升，这种意识上的进步不仅表明了我国精神文明建设取得的较大进展，同时也表明了群众对于绿色经济发展的支持。与其他行业相比，建筑行业所消耗的社会资源比重较大，因此，在建筑设计中强化可再生能源利用有着较为深远的意义。以下本文将简单介绍可再生能源的利用现状及优势，重点围绕可再生能源在建筑设计中的利用策略展开解析。

关键词：可再生能源；建筑设计；利用；现状；策略

一、可再生能源利用现状

在各行各业的全面发展下，人们对于可用能源的需求量及消耗量与日俱增，虽然我国地大物博，但是人均资源的占有率非常低，长此以往，则无法保障社会的有序发展。通过某个数据调查显示，照着当前的经濟发展模式来看，未来资源枯竭等现象会持续出现，这不仅会影响到各行各业的发展，同时，人们的生活环境也会变的愈发的恶劣。所以，在建筑事业高速发展的今天，强化建筑设计中可再生能源利用率非常重要。

1、可再生能源概念

所谓的可再生能源主要指的是那些自然界中可以不断被利用、再生的自然资源，这些自然资源普遍存在着取之不尽、用之不竭的特点，而且对环境的污染非常小，分布十分广泛。目前我们常说的可再生资源主要包含了太阳能、风能以及地热能等。根据调查得出，现阶段我国的环境污染问题正在飞速蔓延，能源供需矛盾越来越突出，尤其是在建筑行业，能源消耗正在飞速的上升，因此我们有必要对建筑设计进行深入分析。

2、可再生能源的现状

现阶段使用较为普遍的能源依然是以煤炭为主的不可再生资源，这些不可再生资源的运用比例及消耗量非常之大，随着资源需求量不断的增加，可用资源的储存量不断的减少，这种资源的紧缺现象逐渐加大。因此，国内外学者将注意力转移到了不可再生能源的研究中，目前已有部分地区实现了对风能、太阳能、潮汐能的有效运用，这些成功的案例表明，可再生能源的开发及利用空间非常大，可以进行深入的研究。

二、可再生能源在建筑设计中运用的优势

在建筑施工中，能源消耗是无法避免的，但是人们可以通过人为的控制来加大对可再生能源的利用，从而减轻对不可再生资源的消耗量。与其它不可再生能源相比，太阳能、风能等可再生资源的成本更低，且无污染，这对于缓解我国环境与经济之间矛盾十分有利。一般来讲，建筑工程施工中，多种施工材料会释放出大量的有害气体，在绿色经济的发展背景下，可再生能源的利用可以有效的满足市场的发展需求，并维护周边区域的生态平衡。太阳能的有效使用可以满足居民日常的用水需求，同样，在降低天然气、电力资源上消耗上具有明显的优势。在部分偏远地区，基础电力设施较为落后，设计者可以通过对当地可再生资源的充分利用改善群众的生活水平。

三、可再生能源在建筑设计中的具体应用

1、太阳能是在建筑中得到最早应用的可再生资源。当代社会人类对太阳能的利用有两大类；一类是被动式利用太阳能，一类是主动式利用太阳能。被动式太阳能利用技术，是指不借助复杂机械对太阳能进行直接采用或者利用一定的器具对太阳能进行存储，这一技术有直接获取设施、间接获取设施及综合获取设施。这一建筑设计主要强调，在建筑设计角度上、高度上和方向上尽可能多利用自然光，通过采集自然能来为居家提供热量补足及光线强化等，这是对太阳能的直接、简单利用。主动式太阳能利用是指采用一些专门设备对太阳能进行采集、收集，并通过光电、光热转换技术，将太阳能转换成热能、光能，以为其他设备提供用能。主动式太阳能的利用，主要有太阳能加热器，为居家洗浴提供热水，另外，主动式太阳能利用，还可以为居家室内采暖或降温。在运用太阳能建筑设计上，既要考虑美观又要考虑太阳使用效果；在利用太阳能生成热量时，要综合考虑给排水问题以及热能输送管道的保温问题。

2、风能的利用。在建设设计中，对风能的利用主要有两个方面，一是风力发电，二是运用自然风为室内提供降温需求。第一种风力利用是主动式的，第二种是被动式的。建筑风能设计利用，通常是在建筑高层。当风机风速达2.7m/s的情况下能够产生电能，在25m/s时达到额定功率，保证持续发电的风速为40m/s。因此，在一些高楼顶部设计安装发电机组，其现实应用性、可行度都非常高，而且这一技术国外发达国家已被广泛采用。所以，设计高层风力发电技术，应该考虑的问题是：

①当地年平均风力、风速以高层建筑顶部离地高度，这些都对风力的采集有直接影响；②发电机组的负载、发电机组重量也要充分考虑，如果使用不当，将会对楼体形成严重破坏。风能的被动利用，就是在建筑设计时，要充分考虑如何利用自然风，让楼间及家居内空气保持流通，在热季可以利用自然通风带走室内一部分热量。利用自然风能降温比利用家电降温效果要好，电器设施在使用中要消耗能源，对环保不利。

3、地热能的利用。所谓地热利用是将地下表层带有一定温度的热水通过地源热泵抽取出来，用于人们的生产、生活。地源热泵技术两种，一是土一气型，二是水一水型。土一气型技术，就是将地热通过地源热泵抽取出来，然后实现热转换，将热能转换成冷风或热风，根据用户需要向居家或生产提供用热。土一气型技术，是从地下水中取热和排热，经过热泵机组转换成热水或冷水，然后再经过设置在各房间的风机盘管转换成热风或冷风给房间供暖或制冷。在设计利用地热能方面，最重要的是要注意选地点，如何建筑离热源很远，由于物理原因很难对地热加以有效利用，或者地热利用成本就变得非常昂贵；另外，可再生能源在建筑中的利用设计上，对地基处理要重视。

通常有地热的区域，地质构成都复杂，地质环境变化大，一般不适宜建设高层楼宇，为了安全利用地热资源，在设计中，一定要对地质结构有充分了解，以避免由于对地质条件不掌握，给建筑安全带来不测。其三，在设计中，在查找到热源后，要留足空间，便于安装地热机组，注意在地热输送和传导中减少热耗。

4、生物能的利用。在可再生能源在建筑设计中的利用方面，生物能的发展空间及可拓展潜力也非常巨大。在对生物能的利用方面，目前重点有两个方面，一是城区对废物、垃圾进行处理形成的热电联产，二是主要在一些农村对沼气的利用开发。

为了合理、有效地利用生物能这一可再生资源，建设设计在选地方面要有充分考虑污物处理场在提供能源线路安装上，是否具备条件。如果小区物业有能力对生物能进行有效利用，比如建设小型污物焚烧场，实现热电联产，减少生活成本，那么在设计安排上，要考虑建筑格局、植物生产、以及建筑位置对利用生物能带来的可能的各个方面的影响。在具体设计中，要通过对各物理设施的构造节点，技术选择等细致材料来完善对可再生生能源利用。在设施安装设计和技术管理方面，需要与专门人才积极协作，充分研讨，使生物能利用不仅仅停留在初期的应用层面，而是与建筑融为一体，让可再生能源走入人们的生活，以期使生物能利用效益最大化。

总结：站在发展的角度分析，强化可再生能源的利用是我国未来建筑设计发展中的必然趋势，需要设计人员不断的强化个人的认知，在具体的建筑设计中，全面的进行客观环境的分析，合理的利用其现有的可再生能源，通过人为的改进来提高这些资源的利用率。政府可以通过多种途径强化可再生能源合理利用的宣传，鼓励和扶持建筑企业采用较为环保、科学的施工技术及材料，为我国可持续发展战略的实施及绿色经济的稳定发展提供应有的支持。

参考文献：

[1]刘金铭.可再生能源在建筑节能中的应用[J].技术与市场.2013（10）

[2]蔡丽珠，史全福.当前建筑节能设计的应用分析[J].城市建筑.2012（17）