可再生能源在建筑设计中的利用

刘捷

摘 要：在建筑工程施工和使用过程中能耗较高，对此，为了积极响应能源节约好找，在建筑工程设计环节，应该注意利用可再生能源，减少建筑污染和浪费问题。对此，本文首先介绍了建筑节能设计的重要性和可再生能源的类型，然后对几种常见的可再生能源在建筑设计中的利用形式进行了详细探究，以期提升建筑工程节能性能。

关键词：建筑设计；可再生能源

前言

建筑行业作为目前使用可再生能源最重要和广泛的行业产业之一，对这些可再生能源在该行业当前的应用情况进行分析，不仅可以为建筑行业的可持续发展提供一定的推动力，还能够有效缓解当前全球经济发展过程中能源紧张的问题。

1 建筑节能设计的重要性

1.1 有利于缓解污染

现如今，人们对于健康问题越来越重视，在建筑设计中，融入节能理念，充分利用可再生能源，能够有效缓解污染问题，通过优化建筑设计，有利于减少建筑工程施工和使用过程中的能源浪费问题，尽量避免对水源、光等造成污染。

1.2 有利于可持续发展

可持续发展战略是我国前几年提出的重要战略举措之一，现如今，能源问题及环境问题已经成为制约社会经济可持续发展的关键。在建筑设计中，通过利用可再生能源，提高建筑工程节能性能，符合当前社会对于建筑工程的实际要求以及可持续发展理念。

1.3 国家可持续发展需要

现如今，我国能源浪费严重，环境、能源的问题已经成为国家发展中亟待解决的问题。在建筑设计过程中推广应用可再生能源，是对于国家节能号召的积极响应。为了尽量减少能源浪费问题，在建筑设计过程中，必须将建筑设计与节能理念相结合，尽量减少能源浪费问题，将节能理念落实到实处。

2 可再生能源的类型

2.1 太阳能

太阳能，此种能源既可以被直接应用到建筑物的加热和照明工作中，还能够用来发电和制冷供暖等，所以被广泛的应用到商业和工业行业新行业之中。

2.2 风能

风能指的是风在流动过程中的负载能量，风能的大小受到空气密度以及风速的影响，现如今，风能主要被应用于风力发电厂建设中。

2.3 水能

水能，当风的流动和太阳的热度会导致水被蒸发，形成水蒸气，当水蒸气进入到大气中时，就会形成雨和雪； 当大气层中的雨雪降落到地面时，就会出现河流和湖泊； 而河流湖泊中的水在流动的过程中会产生一定的能量，我们破捕获的这些能量就是水能，其主要是以水利发电的形式被人类应用的。

2.4 地热能

地热能，此种能源主要是由地球内部热量所组成的，在使用该能源的过程中，其能够起到辅助设备发电，或者是在建筑内部制冷供热能等方面的作用。此外，在海洋在运动的过程中产生的潮汐能、破浪能，以及海洋表面受温度变化影响产生的温差和盐差能等，也都是可再生能源的一种，都属于社会发展过程中会利用到的能源类型。

3 可再生能源在建筑设计中的利用

3.1 风能的应用

在建筑设计过程中，风能的应用方式主要有利用风能压力促进房屋内部通风换气和风能发电两种。因此，在我国的沿海地区，由于气候较为湿热，所以在规划建筑布局时，设计人员需要对建筑物单体的体量和建筑物群体的组合形式进行和科学合理的设计和布局，有效的利用建筑物阳面和阴面之间形成的风压差，促进建筑物内部空气的流动，使建筑内部可以处于气流循环状态，从而让单体建筑能够拥有较为良好的自然换气通风效果。在城市中心和建筑物较为密集的地区，由于空气流通性相对较差，所以，设计师可以在建筑物顶部设计一个捕风装置，通过利用风能的垂直分布特点和空气流动过程中产生的烟囱效应引导气流沿着特定的轨道流动，从而达到改善建筑内部热环境，进而满足居民在舒适度上的要求。与此同时，在对单体建筑进行设计时，设计人员需要收集施工地区的气象资料，到施工现场进行实地调查，了解现场的风环境，以便对建筑物开口的高度和位置进行合理的调整，使得建筑物中有大部分的房间都能够拥有良好的通风换气环境。

3.2 太阳能的应用

在建筑设计中，太阳能的应用可以被划分为被动式、主动式和太阳能光电这三大技术种类。其中被动式的应用技术主要是通过对建筑物周围和环境和朝向进行合理的布置、对建筑的外部形体和内部空间进行优化处理、合理的选择施工材料和机构类型等来达到收集、存储与合理分配太阳能的建设目的。主动式技术是将太阳能管道、集水器、风机，或者是散热器、存储热量的装置等构成统一的太阳能供热采暖系统，并将其与太阳能制冷剂相组合，在建筑物内形成太阳能制冷供热系统。光电技术主要是半导体具有的光电效应作为应用原理，在建筑物内安装由太阳能电池板、逆变器、充电控制器和蓄电池构成的发电系统，以此来节约电能资源，减少建筑物运行成本，减少环境污染。

3.3 水能在建筑设计中的利用

在建筑工程设计过程中，应充分结合建筑物所在地域的气候因素、供水状况与地理环境等，对建筑工程给排水系统进行合理规划，有效控制水流流向，对水资源进行回收利用，避免积水问题破坏建筑物。水能在建筑工程设计中的利用方式主要为雨水和中水回收，具体而言，通过利用人工方式或者水资源流淌方式，收集雨水资源，并对其进行存储、处理，然后将其应用于消防用水、绿化用水等方面，从而在最大程度上节约利用水资源，降低建筑工程使用中的水资源消耗，促进建筑工程生态发展。

3.4地热能的应用

从类别上来看，地热能主要由地球自身的放射性元素在发生衰变时产生的热能和地球浅层在接收了太阳能后产生的热能组成。其中，前者主要以水蒸氣和地下热水的形式出现，温度相对较高，主要可以被用于为建筑供暖和发电等，目前该项热能应用技术的发展已经比较成熟；后者主要是由太阳能转化形成的，基本是被蕴藏在浅地层中，温度、开采成本以及开采技术要求相对较低，不会受到地理环境等因素的影响，比较适合用于为建筑内部制冷和供暖，这使得其在近些年很受空调和节能行业的重视。在我国，地热能源主要被应用到了空调行业之中，其主要起到绿化建筑物内部环境，提高室内制冷供暖系统的节能性的作用。

3.5 其他能源的应用

同其他几种可再生资源相比，生物质能具有更高的开发潜力。伴随近些年城市化发展速度的提升以及城市人口的扩大，不仅导致城市能源危机问题愈发的严重，城市生活垃圾的污染面积也随之不断的扩大。对此，设计人员可以在不影响建筑物地基稳定性的情况下在建筑物的下方设计一个半封闭式的垃圾存储和焚烧空间，将单体建筑物中每天产生的生活垃圾进行统一焚烧，并将焚烧后产生的热能和电能存储起来，通过管道传输回建筑物内部。此外，海洋能源中的潮汐能和海流能等，可以被应用到一些沿海建筑物内部的发电之用，设计人员可以通过设计地下管道的方式，将白天收集到的海洋能源来维持建筑物内部夜晚基本的供电，从而达到节约电能资源，减少建筑物夜间运行成本，提高建筑企业经济效益的作用。

结语

综上所述，在建筑工程设计过程中，应该积极利用可再生能源，从而提升建筑工程节能性能，比如在建筑工程设计环节利用风能和太阳能，不仅能够游侠哦节约自然资源，而且还能够提升建筑工程舒适度。因此，在建筑工程设计过程中，应该大力推广和利用可再生能源，提高建筑工程舒适度，降低建筑能耗，促进建筑行业可持续发展。

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

[2]孟宪建.浅析可再生能源在绿色建筑设计中应用[J].能源与节能，2011

[3]王笑平.建筑设计中的可再生能源利用分析 [J].中华民居（下旬刊），2014