建筑设计中可再生能源的利用

任子庆

摘 要：针对建筑设计中，可再生能源的使用问题进行分析。提出了建筑设计中，可再生能源使用现状。结合这些内容，总结了太阳能、风能、地热能等的应用策略。希望通过对这些内容的分析，对环境的保护和可再生能源的使用提供一定帮助。

关键词：建筑设计 可再生能源 太阳能

随着人们环保意识的不断增强，现代建筑设计中，开始对可再生能源进行使用。可再生能源主要有风能、太阳能和地热能等。因为我国是世界上最大的能源消耗国家，因此对可再生能源的使用进行分析具有重要意义。

1.建筑设计中可再生能源的利用现状

在我国，可再生资源的种类和总量均较为丰富，其中水资源十分突出。此外，太阳能资源尤为丰富，可以覆盖我国2/3的领土，每年太阳能的辐射量均可以达到6kv/㎡。可以被开发的太阳能资源可以达到30亿kw。我国地热能可以达到32亿tce。由此可见，不管是在当下的开采情况下，还是未来开采过程中，我国可再生能源的开采均具备较大的发展空间，能够使我国经济发展过程中对能源的需求得到充分满足。当今我国对可再生能源的使用越来越广泛，例如2013年，我国可再生能源的使用已经达到了2.5亿t的标准煤，和2012年相比，已经提高了将近2个百分点。由此可见，可再生能源在我国能源新消耗总量中占据着十分重要的位置。这种能源使用情况下，“绿色经济”将会得到迅速发展，这在2020年基本满足国民能源需求目的实现上起到了较大的作用。因此，我国对能源发展的主要任务不但是进行能源结构的改变，同时还要大力提升能源的攻击率，从而保障我国能源供应足够安全。

2. 建筑设计中太阳能资源的利用

太阳能的使用原理主要是太阳向外释放辐射能，通常情况下，可以将太阳能转换为化学能、热能和电能等等，主要是借助太阳能集热装置吸收太阳辐射的热量，然后将这些能量进行转化，使其成为热能。人们可以利用这种能量的转化，使用在家庭热水、空调等取暖设施中。还可以将太阳能转化成电能，转化形式被分成两种，第一种是光热发电，主要是对光进行转化[1]。另外一种是借助太阳能电池，将吸收的光能进行储存，然后将其转化成电能，在需要的时候使用。第三种形式是太阳能化学转化。主要方式是利用太阳能，对水进行分解，使其被分成氢和氧。氢是一种相对清洁的可再生能源，伴随着社会经济的不断发展，这种技术在相当程度上得到了进展。在未来的发展过程中，将会成为一种主要能源转化形式。同时，在现代化生态住宅当中，对太阳能的使用已经表现在以下几个方面：第一种是太阳能热水系统，也就是利用太阳能进行热水供应的系统。第二种是太阳能光电系统，这一系统主要是将太阳能转化成电能。但是在生态住宅中，对太阳能进行设计和利用，并不能仅仅安装相对简单的太阳能热水器或者蓄电池，还要将太阳能装置和建筑本身相结合，从而进行综合利用。可以在生态住宅中建设被动式太阳房，保障对太阳能的利用可以和建筑物自然通风进行结合，保障整个系统成为一个可以对综合能源进行利用的综合系统。

3.风力发电在建筑设计中的应用

对于风电来说，其一直是世界上增长速度最快的能源之一，其装机容量每年大约增长30%。对某地区多面风电用量进行统计，这一城市的大部分地区风能时数大约为3000h，而平均风能密度可以达到100w/㎡[2]。对这些数据进行分析，可以得出，这一地区对风能的使用量对于全国而言，处于中等偏下水平。因此，在这一地区绿色建筑示范楼中，采用的设计主要是风力发电装置。

对风能进行使用，主要有以下几个优点：风能资源取之不尽，用之不竭。风电技术也逐渐向着更加成熟的方向发展，见效较快。风能能够降低温室效应的发展，为边远山区提供独立供电，风场还可以成为旅游项目。风力发电装置具有一定的特殊性，这一性质主要体现在以下几个方面。第一方面，风力发电装置在安装过程中，在建筑物上的变现是相对固定的。通常情况下，设计师手中的绿色建筑具有几个不同形式，但风力发电必须保持其水平，这就需要设计师在相对合适的位置为住户构建水平台。第二方面，风力发电装置的运行要求，在建筑中对风力发电装置进行使用，必须充分考虑其的运行速度和启动速度，在使用过程中，要尽可能的提升其高度。风力发电机的主要组成部分是风力发电机和蓄能装置，其中对风能的迅速使用带来阻碍的是风能的不稳定性，利用蓄电池可以对这一问题进行有效解决。因此，对其进行设计过程中，需要设计者对绿色建筑能耗以及这一地区风能大小做出预测，同时确定所使用蓄电池的大小，通过这种形式，可以对风能进行有效使用。

4.地热能

4.1地源热泵系统分类

在地源热泵系统当中，水的循环是其载体，同时也是沟通室外地热换热系统和水源热泵机组的中介和桥梁。根据地热能交换系统形式的不同，可以将地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统和地下水地源热泵系统。结合建设部，一共212个可再生能源建筑应用示范项目，对其进行简单的统计发现，当下地源热泵项目比例最大的便是地下水地源热泵，出现这种情况的主要原因是地源热泵还在推广的初期阶段，对地下水地源热泵的使用，投资较少，在施工过程中也相对简单。但因为有关部门对其进行使用的过程中相对严格，并且不能将地下水回水做出有效回罐，导致地下水地源热泵被禁止使用。

4.2地源热泵系统建设策略

对地源热泵系统进行建设，主要包括以下几个方面内容：第一方面是对场地进行挑选和规划；第二方面是设计机房位置、大小以及末端装置的设计。

（1）科学选址，并对场地进行合理规划

对地源热泵系统进行热交换的方式很多，但不管采用何种方式，对其进行设计之前，均需要对建筑场地进行详细水文地质勘察，针对这一地区地热资源的分布情况而言，需要做出预先调查。

（2）对机房位置和大小进行科学控制

对机房位置进行设计的过程中，所涉及的建筑立面所具备的整洁度对建筑的美观产生一定的影响。地源热泵系统和普通空调相比较，没有相应的冷却塔，其中的机组一般是放在室内的，通过这种方式，有利于对建筑造型进行整体设计。

（3）末端装置的设计

当下，我国在建筑中所使用的末端装置主要有风机盘管和辐射吊顶两种，对前者进行安装方式较为简单。但是对后者进行安装的过程中，需要和夏季吊顶表面结露进行协调。

4.3建筑设计中物质能利用

对自然生物质能源进行使用，因为可再生能源不会枯竭，同时不会产生污染问题。这在一定程度上可以改善生态环境。针对生物质能的使用，主要是对森林砍伐所剩下的木料等进行加工，从而降低对化石能源的使用，并且使热效率得以提高，最终实现环境保护的目的。经过研究表明，对生物质能进行使用具有相对广泛的发展前景，伴随着人们环保意识的不断增强和生活质量的不但提升，在现代化建筑当中对生物质能的利用以及未来对其的关注度定会迅速上升。

结束语：

对现代建筑进行分析，可以看出，西方建筑文化逐渐进入到中国，并得到发展。在其发展的过程中，不断被我国设计师改造、并和我国传统建筑进行融合。在现代建筑设计过程中，不但吸收了大量的中国元素，同时也接纳来自国外的建筑文化，这就形成了当今中国的建筑。设计师进行建筑的设计，并对可再生能源进行使用的过程中，需要正确认识近代建筑，从我国实际情况分析，从而设计出低碳环保的现代化建筑。

参考文献：

[1]陈曦，叶凌，吴剑林. 可再生能源应用在绿色建筑评价中的作用[J]. 制冷与空调，2013，10：6-10+14.

[2]陈宇. 论可再生能源在建筑设计中的利用[J]. 中华民居（下旬刊），2013，09：96-97..