可再生能源在建筑设计中的利用探微

郑星宇

中国瑞林工程技术有限公

可再生能源在建筑设计中的利用探微

郑星宇

中国瑞林工程技术有限公

对于建筑工程项目的后续发展改进而言，可再生能源的运用是比较重要的一个手段，这种可再生能源的运用能够较好提升建筑物运行的节能效果，进而也就能够保障建筑物在后续应用过程中体现出理想的可持续发展水平，降低了当前建筑工程项目中因为能源消耗过度而带来的一些问题和局限，值得进行深入研究和探索。本文笔者根据工作实践经验对可再生能源在建筑设计中的利用进行了分析探讨。

建筑设计；可再生能源；利用

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。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。

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

3 可再生能源在建筑设计中的利用

3.1 太阳能在建筑设计中的利用

太阳能是十分重要的可再生能源，在建筑工程设计过程中利用太阳能资源，应该综合考虑建筑工程房屋朝向、施工材料、附近建筑工程等因素。在建筑工程中，太阳能主要是以集热的方式储存热能，然后再进行利用。

3.2 风能在建筑设计中的利用

现如今，风能已经被广泛应用于建筑工程设计过程中，在建筑工程设计过程中通过利用风能，能够有效改善建筑工程内部温度，提高建筑工程舒适度。在建筑工程设计过程中，需要对建筑工程之间的间距进行可续合理的规划设计，综合考虑建筑工程所在区域风向特征，合理布局楼体朝向、室内和室外规划等。

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。

4 可再生能源应用案例分析

某项目综合楼屋面有合适空间可设置小型太阳能光伏发电系统,提供部分综合楼普通照明电能。

该地属于Ⅲ类太阳能资源丰富地区,年平均日照时数为2000h左右,年太阳总辐射量为4445MJ/m。纬度倾角平面年总辐照量为1205.94kWh/m(查表),在全国属于中上水平。一年中除去1月、2月及12月日照较少外,其余各月日照条件均达到可利用标准。

4.1 光伏发电系统类型选择

鉴于本项目照明部分负荷容量比较小,从投资因素考虑,新设光伏发电系统不接入公共电网。为了合理利用可再生能源,确立光伏系统为分布式光伏发电系统。

4.2 负荷计算

本综合楼的普通照明由光伏发电系统提供电源;照明按8W/m计算。照明负荷功率: 941.9×8=7.5kW。

4.3 光伏发电容量选择

考虑预留部分,室外照明负荷确立光伏系统容量为10kW。本项目采用的光伏组件技术参数如下表所示。

依据JGJ203-2010《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》的要求,本工程在屋面安装光伏组件40块,光伏组件面积为66m,安装功率10kW。光伏系统发出的直流电能通过输配电网络输送到一层配电房。

4.4 光伏系统年发电量计算

式中:En— —光伏系统年发电量,kWh;

Q— —纬度倾角平面年总辐照量,取1205.94kWh/m;

Ac— —光伏发电板面积,m;

η1— —光电转换效率,取15%;

η2— —综合发电效率,取80%。

经过计算,本项目年总发电量En=9551kWh。本综合楼项目总功率按120W/m考虑,总功率为941.9×120W=112kW;由可再生能源提供的电量比例Rc=10/112=8.9%。

4.5 经济效能评估分析

本项目太阳能电池板总安装功率10 k W, 年总发电量9 551 k Wh。目前, 光伏组件的价格为5.4～7.0元/W, 逆变和输配电的价格约1.8～2.0元/W, 电气设备及电缆的价格约为1.33元/W, 支架及基础的价格约0.5～0.8元/W。

5 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。

[1]张晓明，路世翔，高姗，等．可再生能源在节能建筑中的应用[J].可再生能源，2015(08)．