淺析可再生能源在建筑設計中的運用

曾競

摘 要：21世紀能源危機問題成為困擾當代人們生產和生活的主要問題之一，而低碳綠色、節能減排的理念不斷進入人們的思想范疇，并將低碳環保理念付諸實踐，尤其是在建筑設計領域，低碳綠色建筑已經成為人們所向往和青睞的理想建筑。建筑行業中需要消耗大量的能量，而要實現節能環保目標，必須從建筑能量方面著手。太陽能資源作為可再生能源之一，能夠為建筑提供必要的采暖、電力以及熱水，在建筑設計中運用十分廣泛。

關鍵詞：可再生能源；建筑設計；運用

隨著社會經濟的快速發展和工業化進程的日益加快，能源危機問題成為當今世界人們面臨的最主要的問題之一?！熬G色節能”浪潮風靡全球，也大大影響了建筑規劃領域。“綠色”的環境作為一個具有象征性的概念，是指我們不斷開發和利用可再生能源，努力節約不可再生能源，從實際行動上保護我們賴以生存的地球。而建筑行業作為一項影響著社會經濟發展和人們生活工作的項目，它從規劃、建設到運行與能源與材料的消耗息息相關，建筑業的能耗總量占全部的能耗的絕大部分，因此降低建筑能耗，能夠有效緩解能源危機，改善生態環境。

1 可再生能源的類別

1.1 太陽能。太陽能是一種太陽光和輻射能量，具有無害、普遍、長久、巨大的優勢，科學合理的利用可以為建筑提供加熱、照明，同時也可以為商業或工業制冷制冷、發電?，F階段由太陽能衍生出來的產品有太陽能集熱、太陽能熱水系統、太陽能暖房、太陽能發電、太陽能電池、太陽能路燈等

1.2 風能。風能是一種由地球表面空氣流動而產生的動力資源。風能具有潔凈環保、低成本、高效率的優點。目前，風能主要應用于發電。

1.3 水能。水能是一種由大自然水體運動所產生的動能、勢能和壓強等能量資源。水能具有清潔綠色、成本低、可再生、操作簡單、效率高等優勢，水能主要運用于發電、灌溉、運輸、養殖、旅游、美化環境等諸多方面，是應用價值最為廣泛的一項可再生能源。

1.4 生物能。生物能是指太陽能以生物為載體通過化學形式存儲的能量的總稱。生物能來源于綠色植物的光合作用，并將其轉化為形態不同的燃料，比如森林資源、農作物秸稈、沼氣、牲畜糞便等。生物能具有可再生、低污染、分布廣泛、總量豐富的優勢，主要為人們提供生活燃料。

1.5 海洋能。海洋能是指以海水為主要載體的可再生能源，比如潮汐能、海風能、海洋熱能、溫差能、海流能等。海洋能具有存儲量大、能量豐富的優勢，被廣泛運用于發電領域。

2 太陽能用于建筑設計的應用價值

2.1 減少常規能源的消耗?，F階段，人們使用的絕大部分能源以石油、天然氣、煤炭等不可再生能源為主。這些能源是非常有限的，總有一天會消耗殆盡。太陽能作為一項新的可再生能源，積極推動太陽能在建筑設計中的普及運用能夠大大減少對不可再生能源的使用量，改善我國能源結構，緩解我國面臨的日益嚴峻的能源危機問題

2.2 減少環境污染。太陽能作為一項綠色清潔、無污染的可再生能源，與常規化石能源相比，能夠有效減少污染物的排放和空氣污染，改善城市環境和生態環境。

2.3 提高廣大人們的生活質量，解決邊遠地區用電難問題。太陽能發電和熱水系統綠色節能、安全省電、操作簡單，可以有效解決居民的生活用電和熱水問題，有效提升人們的生活質量。而我國的廣大農村和西部邊遠地區處于用電短缺的境地，太陽能發電和太陽能加熱可有效解決他們的用電問題，減少濫砍亂伐現象，保護農村生態環境。以南昌縣黃馬鄉桐樹村為例，該村的新農村建設體現低碳環保理念，全村太陽能供應熱水基本普及，少數用戶屋頂安裝了太陽能光伏板，為日常生活用電提供電能。

3 太陽能在建筑設計中的運用

3.1 太陽能集熱蓄熱墻設計。集熱蓄熱墻的主要功能是提高對太陽能的吸收和利用，墻體設計一般選用黑色，但是黑色的墻體影響建筑的外觀，尤其是大片的黑色墻體讓人產生厭煩、壓迫感。因此在設計集熱蓄熱墻時為了實現美觀與集熱蓄熱的效果，盡量選用其他鮮亮的顏色與黑色等深顏色混合搭配，這樣在保證太能能吸收的情況下，可以創建一個健康、活潑、明亮的生活環境。此外在太陽能集熱器保溫板的設計時，需將保溫集熱器與墻體有機融合，保證太陽能集熱保溫墻上面的固定熱反射板中的拋物槽型能夠與建筑物的墻面實現成功對接，這樣太陽光透過熱反射板上的集熱器可以將太陽熱量有效地聚焦排列到熱管中，熱管中的熱量經過傳熱裝置再傳送到熱量轉換裝置并轉換成可直接使用的能源，實現了能量的收集和轉換。此外墻面上的集熱器的設計安裝可以根據建筑物的形態來設計，以南昌市萬科城小區為例，該小區采用的太陽能集熱器裝置是將附屬構件設置在外墻表面，并以兼具其他附屬功能呈現，作為陽臺的護欄桿或者空調的擋板。

3.2 建筑屋面集熱器設計。將太陽能集熱器設置在建筑物屋面，不影響建筑的立體觀感，屋頂太陽能條件佳，太陽能利用率高。因此，建筑屋面集熱器設計時應該將集熱裝置緊貼頂板結構安裝，減少風雨的侵蝕。此外可以根據建筑物屋面的情況，將其設計成房屋的太陽能屋頂，可以減少建筑材料，加大能源利用轉換率。

3.3 房屋陽臺集熱器設計。安裝在陽臺的集熱器方便用戶觀察、維護，具有連接管道短、熱損耗小的優勢，能夠為用戶提供生活熱水以及采暖服務。這種設計方式必須根據建筑物的特點，對陽臺進行科學和例的封裝，陽臺窗框固定在太陽能集熱器的下端，中部為窗戶，集熱器與安裝在窗戶兩側的連接水管以及儲水箱相接融為一體，集熱器通過窗戶兩側的水管和儲水箱將熱水和熱能輸送到房屋內，儲水箱中的水經過集熱器中的熱水循環裝置的加熱后，源源不斷地為室內提供生活熱水。在冬天，集熱器能夠將太陽能熱量進行保溫儲藏并輸送房屋內，為人們供暖。陽臺集熱器裝置可以在不影響采光和自然通風的前提下，最大限度地使用了太陽能，而且該設計具有安裝簡單、造價低、外型美觀、負荷小的優勢。

4 結語

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市建筑行業市場競爭日益激烈，能源短缺以及環境污染問題逐漸成為當今人們面臨的首要問題。建筑能耗作為我國能源消耗大頭，嚴重威脅到我國的能源形勢構成?？稍偕茉粗饕蕴柲?、風能、水能、海洋能為主，科學高效地利用這些能源能夠有效緩解能源危機以及環境污染問題，因此在未來的建筑設計規劃中逐漸擴大對可再生能源的利用力度，尤其是太陽能用于建筑的采暖、熱水以及電力等方面的普及應用，能夠大大減少對不可再生能源的消耗。因此建筑設計人員要時刻解放思想，與時俱進，秉持“低碳綠色，節能環?！钡目沙掷m發展觀念，時刻更新低碳環保技術。

參考文獻

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