可再生能源在建筑设计中的利用分析

摘 要：虽然我国国民经济发展速度非常快，在国际上一直处于领先水平，但这种水平的领先只是表象，从本质上来讲，我国仍然是以重工业为主要经济结构的发展中国家。这既受制于我国庞大的经济体量，也是因为我国的经济发展仍然存在结构上的不足。在这种情况下，我国的工业发展仍然是国家经济发展的重头戏，尤其是建筑行业。所以对于工业能源的需求，也是越来越高，而普通能源利用率低，对环境的污染也比较严重，相反，可再生清洁能源能够弥补这些缺点。本文据此展开分析。

关键词：可再生能源;建筑设计;利用

可再生能源从字面意义上来说，就是可以循环利用的绿色清洁能源。这也是当今全球对于资源的一个新的开发方向和利用方向，是解决目前全球能源短缺的一个非常合理的方案，因为使用地热能的优势非常明显，成本低、污染小，而且在建筑设计中，对能源的需求非常大，如果使用传统能源，就会造成环境的高污染，所以将可再生能源利用到建筑设计当中是大势所趋。

一、建筑节能的必要性

第一，建筑由各种建筑材料所组成，这些建筑材料的生产也是需要消耗各种能源的，而这种建筑材料所消耗的能源主要就是煤炭和电能，能源的消耗非常大。第二，在建筑物建设时还需要消耗能源。比如，在施工当中需要架设高压电线，使用巨大的电力能源保持大型建筑设备的运行。第三，建筑物在建成之后仍然需要对各种能源进行大量消耗，最典型的就是家中各种电器的使用需要消耗电能，北方家庭的取暖需要使用煤炭进行热能的生产，有些农村家庭日常生活还要使用煤气能源进行煮饭。据相关数据统计我国这种建筑物内部能源的消耗占到全国能源消耗总量的29%，这个数字是发达国家全社会的1.5倍。而且当前我国的社会发展仍然处于一个快速发展阶段，依然需要仰仗工业在经济发展中发挥巨大力量，所以未来我国能源消耗会继续上升。预计2025年左右，我国对于煤炭能源的消耗数量将会是2000年的5倍左右。我国现在对于煤炭的进口就已经占据了全国煤炭能源消耗的30%，未来这个数字还会继续增加。所以，可再生能源的大规模使用是有很大必要性和重要意义的。

二、建筑设计当中应用可再生能源的现状和作用

（一）在建筑设计当中应用可再生能源的现状

第一，政府层面对于建筑设计当中应用可再生能源给予了明确的规定。在这种情况下，可再生能源在建筑上的应用就得到了法律的肯定，从一定程度上来说，也得到了政策的支持，这是必然的。第二，从实际的应用状况来看，当前我国的建筑绿色化发展趋势已经逐渐形成，但是趋势还处于初步阶段，绿色可再生能源的应用比例还相对较小，有些城市仍然处于试点阶段，有些城市已经进行了区域性的规模使用。第三，对于可再生能源的技术创新和突破仍然存在一些难点，这就造成了应用可再生能源的难度比较大，造成了可再生能源产品的质量相对较低，想要满足建筑一体化的发展要求还存在很多困难。第四，可再生能源的宣传工作非常欠缺，政府对于可再生能源在公众意识当中的普及力度远远不够，严重影响了公众对于可再生能源的认知，也就很难推动可再生能源的推广。

（二）在建筑设计当中应用可再生能源的作用

第一，在建筑设计当中应用可再生能源会使得建筑更加科学合理，而且对于建筑的整体设计效果也起到非常重要的作用。第二，能够大大减少传统能源的消耗，节约大量的成本，从宏观角度来说也为国民经济结构的转变升级提供了巨大支持。第三，大大减少对于环境的污染，使用可再生能源不仅不会对环境造成污染，还能够对环境产生巨大的保护作用。

三、建筑设计当中典型的可再生能源类型

第一就是风能。风能能够在高速流动过程当中产生巨大的能量，而且风能不会产生任何污染废料，已经被大大的应用于风力发电，相比于煤炭，既环保有减降低成本。第二是太阳能。太阳能具有无限性，能够被源源不断的采集，当然，对于太阳能的使用也会受到一些天气的影响，比如阴天或者下雨，这样就需要一定的储能设备进行太阳能的储存。太阳能主要被应用到对于建筑物的照明，也就是电力供应上，还可以应用到建筑物的加热上。第三种是地热能。地热能来自于地球内部，主要通过管道传输热量进行利用，可以利用热能发电，还能对建筑物进行供暖。

四、建筑设计当中可再生能源的利用

（一）风能的利用

风力发电是在建筑设计当中对风能应用最为广泛的形式。因此，这种转化的重点和难点就在于在建筑物上安装风电转化设备，该风电转化设备必须包括可转动方向的风力发电机组，依据风向的改变，可以将发电机组的扇叶对准风向，确保能够进行最大程度的风能转化。此外，风电转化设备当中还应该包括大容量的蓄电池，对转化而成的电能进行储存，以保证在无风的条件下也能够实现对建筑物的供电。而且，对于设备的安装也存在一些重点和难点，安装发电机时必须要考虑到线路的铺设以及发电机安装的位置。如果安装在房屋侧面，就需要考虑房屋的高度和线路长度。如果安装在建筑顶部，则要考虑建筑的承重能力。此外，安装蓄电池应该远离居住休息区，比如地下室，防止设备工作时发出的噪音影响正常的休息。

（二）太阳能的利用

太阳能的利用在建筑工程设计当中是非常广泛和应用最多的一种可再生能源。首先，在应用太阳能时，应该考虑到房屋的朝向、附近工程还有施工材料等等因素，在这样的过程当中应该主要以收集热能的方式，对太阳能进行收集和储存，然后再通过线路进行转化利用。在具体的设计当中，可以在建筑内部设置保温墙板，然后通过房屋顶部的太阳能集热器进行收集能源，将收集到的太阳能通过传热管进行传输，传输到相应的能源转化设备当中进行能源的转化，如果是使用热能，则直接将太阳能传输到保温墙板中，进行建筑物的保温。如果要使用电能，则需要将太阳能传输到发电设备当中，进行电能的转化，转化的电能能够被输送到建筑物当中的各个角落，能够保证整栋建筑的正常供电，包括照明和各种家用电器的使用。在建筑工程的设计当中，太阳能热水系统也是比较广泛的，能够尽可能的减少环境污染和优化建筑能源结构，具体的应用形式就是将太阳能转化为热能，然后转化之后由冷水进行能量的传递。太阳能的热水系統主要是由集热器、注水箱和支架所构成。

（三）地热能的应用

在建筑工程的设计当中，地热能也是非常重要的应用形式。这种能量主要来源于地球内部的熔岩，这种能量非常巨大，利用方向主要分为发电利用和直接利用，大多数情况下都是进行发电利用。主要原理就是将地壳当中的热能进行一个抽取，通过传输设备，将抽取的热能进行低能低损失传输，传输到热能和电能转化设备上，将地热能转化为电能，然后进行利用。如果是直接利用，则是直接将地热能传输到建筑当中，进行一个建筑物的保暖，也可以转化为电能，给建筑物当中的家用电器设备提供能源。

五、结语

综上所述，在建筑设计当中应用可再生能源是大势所趋，也是我国保持高水平发展的必然要求。建筑设计当中应用可再生能源也需要进行不间断的实际研究和考察，将理论知识和实际情况进行紧密的结合，只有这样才能够充分的利用可再生能源，才能促进建筑行业的良好发展。

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