建筑設計中的可再生能源利用分析

摘 要：隨著我國經濟的發展，科學技術的不斷進步，人們對于能源的需求越來越大。隨著工業的快速發展，我國由一個能源富足的國家變成了現在的能源相對緊缺的狀態，能源危機對我國的經濟發展和社會生活帶來了沖擊。目前，可再生能源建筑應用示范正如火如荼地進行，不斷地為我國建筑節能添磚加瓦。然而，可再生能源建筑應用也凸顯了一些問題，可再生能源與建筑應如何健康發展呢，本文就可再生能源在建筑設計的利用進行探析，希望通過本文的介紹使大家了解關于可再生能源方面的知識，了解可再生資源對于社會發展的必要性。

關鍵詞：風能資源；太陽能資源；建筑設計

引 言

綠色環境是開發和利用新能源的動力，也是節約不可再生能源和保護生存環境的保障。人們構建的美好社會同樣是一個環保科學型的社會，除了在已有的環境狀況上加以保護，還要在目前已有的資源基礎上，發展和開發利用新能源，使社會的生產和發展得到進一步的提高。所以，在大力發展工業建筑的同時，對能源研制工作不能有絲毫的懈怠。建筑節能就是指在建筑的前期規劃，建筑設計以及建造、使用過程中，按照建筑節能的原則，采用節能環保的材料、設備以及產品，加強建筑物的性能，如提高建筑物的保溫隔熱性能、提高空調的制冷效率，在充分利用可再生能源的基礎上，進一步提高人們居住環境的舒適度，本文介紹的是在建筑設計中如何充分利用可再生資源，以及運用可再生資源的必要性。

1 綠色環境建筑的必要性

在有限的能源和資源條件下，以市政基礎設施為基礎，采用有益于環境的綠色環保材料，為住戶提供舒適的居住環境，盡可能地減少建筑廢料和家庭廢料的排放。最大限度地減少對能源、土地、水、生物資源的利用；科學地利用廢棄的土地、原料、植被、土壤以及廢棄磚石等材料，變廢為寶，使資源得到循環利用。綠色建筑要注重生態環保，綠色建筑在建筑運營和使用的過程中要減少廢物的排放，減少在建筑房屋之間的資源消耗，這樣不但能減少建筑施工對自然環境的影響和對生物圈的破壞，而且還能充分利用已有的地質資源，發展建筑行業。通過利用綠色環保的材料，提高居民居住環境的舒適度，同時保障人們的生活，給住戶提供一個健康良好的生活環境。在建筑中常見的可再生能源有太陽能、風能、潮汐能、地熱能等。

2 建設綠色設計的未來發展前景

在社會的發展過程中，人們逐漸認識到發展的動力和基礎，這就要求在大力發展社會的同時，也要將環境因素考慮進去，人類只有一個大自然，只有一個地球，但人類發展的方式卻有許多種，真正科學有效的發展模式是與自然和諧緊密地結合在一起的，這也是未來社會發展的不變原則。所以，發展綠色的建筑設計是適應時代發展的需求，是時代的發展與社會進步的重要一步，建筑設計在未來將會大力地發展和運用可再生資源，因為可再生資源方便、資源可循環使用，而且是可以生產制造的，這一點對社會發展是很重要的。

3 能源的特點和運用

3.1 風能資源

風是一種最好的自然能源，由于太陽在地球表面的輻射，使地球受熱不均，由此產生溫差從而引起大氣的對流運動形成風。風能是由地表大量空氣流動所產生的動能，風能的大小由風速和空氣的密度決定，人類利用的風能已有幾百年的歷史，全球的可利用風能是水能資源的十倍。建筑上一般采用小型或微型風力發電機，這類產品在我國已經有較為成熟的技術，目前主要供應沒有電網連接的偏遠農村使用，而在我國城市，很少能夠看到風力發電機的影蹤。常見的有風力發電機的利用，如圖1所示。

風力發電裝置的特殊性表現在以下兩個方面：首先，風力發電裝置的安裝要求較高，這主要體現在在風力發電裝置在建筑物上的固定，通常情況下，綠色建筑的造型存在不同的風格，但是風力發電裝置必須保持其水性，這就要求設計師在適宜的位置構建水平臺。其次，風力發電裝置的運行要求也比較高，風力發電機存在著啟動速度和運轉速度，在建筑上使用風力發電裝置要充分考慮其速度的提高。風力發電裝置由風力發電機和蓄能裝置兩部分組成，風能的不穩定性是限制風能廣泛應用的最主要因素，為了保證風能的穩定性與持續性，通常采用蓄能裝置，因此在設計時需要對綠色建筑的能耗和該地區的風能大小進行預測，并且確定蓄電池的大小，這樣才能更有效地對風能進行應用。

風能的來源廣泛，是目前社會的最主要的新能源，也是社會發展運用最廣泛的可再生能源，風能主要用于發電，目前我國也有專門的風能發電站，社會生產和工業發展都需要風能發電幫助，風能發電的運用十分普遍和方便，使用起來大大地便利了工業建筑的發展，在保障不可再生能源的使用的同時，也為社會能源的使用提供了一條新的道路。

3.2 太陽能資源

太陽能作為綠色資源在建筑行業之中的應用是一個相當新穎的概念。在現代社會之中，太陽能資源主要應用在太陽能發電、太陽能熱水器以及太陽能空調還有太陽能暖氣。太陽能具有以下幾個特點：

3.2.1 儲量的“無限性”

據研究表明，太陽能是由地球內部氫原子發生聚變引起的，在發生聚變的同時釋放出巨大核能從而產生的能，按目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

3.2.2 存在的普遍性

太陽能是萬物生存的能量之源，是對自然環境沒有任何損害的一種資源的存在，太陽源源不斷地供給地球提供能源，能自主獨立地運行，沒有地域的限制，無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且無須開采和運輸。

3.2.3 利用的清潔性

太陽能像風能、潮汐能等潔凈能源一樣，其具有無限性和無污染性，是人類理想的替代能源。太陽能的利用可以通過不同的方式來進行，例如太陽能熱水器等等，太陽能的制造和利用過程是安全可靠的，其利用后所產生的產物也是清潔無害的，是值得人們研究和利用的一種可靠能源。

3.2.4 利用的經濟性

太陽能的使用無疑是對平常資源消耗的節約，太陽能的使用具有兩個方面的好處：①隨地可用，具有無限性；②在目前的科技發展水平下，太陽能的利用具有經濟性，太陽能的利用只需解決制造成本問題，不像不可再生資源一樣需要開采和加工的費用，這就給生產節約了成本，也大大方便了人們的使用，提高了生產者的經濟收益。所以，太陽能的經濟性是其他能源無法比擬的。目前，太陽能資源的利用有很多，如太陽能煙囪，利用太陽能的原理，通過吸收太陽輻射，提高室內溫度，增加自然通風的驅動力，節約了能源。其中太陽能煙囪通風原理如圖2所示。

3.3 地熱能的來源和特點

地熱能來源于地球內部的熔巖，由地殼抽取的天熱熱能，并以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的緣由之一。地熱能在使用的時候可以輔助城市內其他的設備起到發電的作用，也可以在建筑行業中得到廣泛的利用，地熱能在建筑中可以為房屋提供熱能或者為制冷效果提供輔助作用。地熱能利用可分為發電利用和直接利用，但一般情況下都用于發電利用。地熱能與礦物燃料不同，它們的區別在于能否用于燃燒。開發潛力較大的地熱田一般出現在偏遠的山區。

4 結 語

可再生能源是我國建筑節能不可缺少的一環，它能提高建筑能源使用效率，用有限的資源和較小的能源消耗代價取得較大的經濟和社會效益。所以，在建筑設計的同時要充分重視綠色建筑的理念，在建筑設計時將節約能源的概念融合到建筑設計中，做到綠色的使用資源，環保地對待社會。同時人們要加緊研究新能源的步伐，早日實現能源的綠色環?；?，將可再生能源真正地運用到社會建筑設計的發展歷程中，讓可再生能源發揮其真正的作用。

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作者簡介：王笑平（1963-），男，本科，高級工程師，主要從事建筑施工圖設計審查方面工作。