综述可再生能源在建筑设计中的应用

摘 要：人们的生活和工作离不开建筑环境的支持，为了给人们提供更加舒适的工作环境，必须要对建筑进行合理性的设计。可再生能源的出现，给建筑的设计工作也带来很大的改变。笔者通过对可再生能源的现状及发展趋势进行分析，提出其在建筑设计中的应用，仅供参考。

关键词：建筑设计；太阳能；风能；地热能

可再生能源指的是在自然界中可以根据人们的实际使用需求，不断地进行再生利用的能源，具体包括太阳能、风能以及地热能等，可再生能源极大地适应社会的发展需求，不仅能源分布的范围极广，而且几乎不会对环境产生危害，特别是目前能源结构逐渐紧张的情况下，可再生能源有着极大的适用价值，在建筑的规划设计中十分受欢迎。

1 可再生能源的特点

随着可持续发展战略的实施，可再生能源逐渐成为建筑用能的首选，推进可再生能源在建筑中应用很自然成为实施国家能源策略的必然选择。我国太阳能年辐射总量很大，是世界上太阳能资源最丰富的大国之一，利用潜力巨大。太阳能和浅层低能都属于低品位能源，热值不高，按照分级用能原则，这些能源最能满足建筑生活用能的需要。因此，大力推进太阳能、浅层地能等多种可再生能源在建筑中应用，是解决建筑用能最经济合理的选择。

2 可再生能源的发展现状和发展趋势

随着社会的不断发展，对石油、天然气、煤炭等能源的需求越来越多，但是从可持续发展战略的角度出发，这些能源都有着自身的局限性，社会需求的不断增加，终究会面临枯竭的一天，这一社会现象给可再生能源的发展提供了桥梁，太阳能、风能、地热能等可再生资源，在未来社会发展中的作用将逐渐凸显，这不仅是能源结构的发展要求，也是为了更好地促进经济的增长和环境的可持续发展的要求。

我国的煤炭资源十分丰富，在能源结构的组成上居于首要地位，可再生能源的发展会使得我国的能源结构出现一个崭新的局面，通过近几年可再生能源的发展，使得煤炭资源在能源消耗中的比例逐渐下降，反而对可再生能源的重视度逐渐提高，我国目前在能源结构方面的发展策略就是减少煤炭等不可再生能源的利用，把能源结构逐渐转向可再生资源的发展方向，加大对可再生资源的开发利用已经被列为我国的一项基本国策，在建筑行业的发展过程中，怎样提高建筑的规划设计，实现有高能耗向低碳环保理念的转变，已经成为企业间竞争的重要内容。

3 对可再生能源的利用

3.1 太阳能

在中国几千年的文明发展史中，建筑业也是越发的完善。古代建筑就是利用太阳的光和热进行南北布局、较大开窗等一系列科学方法建造房屋。上世纪初，通过对建筑建造的反思，新型建筑着重强调了对空气通透性和充足阳光的重视，到世纪中期更是加大了对太阳能技术的研发。在石油危机的情况下，太阳能技术终于开始被重视，并有了较大进展。而太阳能按照利用方式可分为太阳能光电技术、主动式太阳能技术以及被动式太阳能机技术。

其中，被动式太阳能利用时指在不借助其他人造机械设备和控制系统进行对太阳能的收集、储存和利用，这些与建筑是相互一体不可分割的，进行太阳能收集方式主要包括间接获取系统、直接获取系统和混合式获取系统，但无论是哪一种收取系统都有收集器、热吸收装置、蓄热材料、控制装置以及输送系统五个相同的基本要素。而这五种装置相互之间的不同组合，又可以产生各种各样的被动式太阳能建筑。在规划设计建筑时，建筑师应了解建筑所在地区的太阳辐射量，并通过现场勘查获取周边的不利因素，从而进行对太阳能更好的收集。

被动式太阳能收取系统主要在阳光充足和视野开阔的地点进行，在建筑南向外侧安装单层或双层玻璃，是入射的太阳热能被墙体所吸收进而储存，并向使用空间进行辐射，不同的墙体厚度可以在不同的时间段内向建筑内部释放热量。这样可以使使用空间具有较高的热舒适性，而且温度波动较小，并且还可以利用一些辅助设施来增强被动式太阳能建筑的性能。主动式太阳能主要是称呼采集太阳能进而产生热能，并保存从而以备后用的设备，通常以空气或水历来完成工作。为了太阳能更好的利用，集热器通常放在建筑物的屋顶，并通过一定的设计进行太阳能更好的收集。

3.2 风能

建筑设计的过程中对风能的使用主要是体现在小型风力发电机上，我国对这类产品的供应主要是针对一些比较偏远的山区，而建筑设计中的风力发电系统，需要结合建筑施工所在地区的风力资源的情况，以及发电机在运行过程中给周围居民带来的影响进行分析，如果使用的过程中会产生较大的噪音，就要采取相应的措施对通风口进行设计，减少风能发电过程中产生的噪音，目前风力发电并不是十分广泛的一个重要原因就是发电过程中的不稳定性，如果可以将这一问题有效解决，风力发电的方式就可以得到迅速的发展。

建筑物的自然通风不仅有助于提高室内的空气环境，还能提高居住环境的舒适度，一方面，在夏天的时候，可以通过自然通风的方式，使得室内的温度被动的降低，这样的通风方式不仅达到了更换室内空气的作用，而且还减少了使用空调产生的用电能耗，在冬季自然通风可以有效降低室内空气的污染和潮气，进而减少了建筑取暖所用的能耗。所以要想使得建筑拥有良好的通风效果，在设计的过程中就要对气象的数据进行详细的统计，通过计算机对进行模拟实验，对建筑形体有着很好的调节效果。

3.3 地热能

地热能是当今社会利用最多的可再生能源之一，随着科学技术的不断进步，可以通过机械设备对地下水表层的热能进行抽取，进而实现对建筑的供暖工作，到了夏季的时候，建筑物就会向地下排放热量，在这一过程中只有在抽取热量时才会用到电能，所以通过使用地热能，不仅可以满足供暖的基本需求，还减少了对电力能源的消耗。在利用这种设计方式之前，要充分了解建筑周边地区的地质状况，因为地热能的利用对地质条件是由一定的要求的，在使用的过程中需要在建筑四周打井来抽取所需要的地表水，然后输送到建筑物中以供使用，一般情况下，都会把抽取地热能的热泵机组放置在室内，不会设置专门的机房，每家每户都可以对自己的小型设备进行调节，使得调节空调的时错使用的冷却塔，而且对于建筑物的整体造型设计有着很大的帮助。

结束语

为了可再生能源在建筑技术中更好更广泛的应用，需要对建筑进行场地选择和场地规划设计，通过对建筑材料的合理选择和节点的合理构造等细节来完善可再生能源的合理开发利用。使可再生能源在建筑行业得到进一步的发展，从而逐渐代替传统常规能源在建筑方面的有效应用，降低污染物的排放，保护生态环境，所以可再生能源的开发利用对未来社会可持续发展具有深远意义。

参考文献

[1]倪昌剑.论述可再生能源在建筑设计中的利用[J].四川水泥，2015（6）.

[2]王笑平.建筑设计中的可再生能源利用分析[J].中华民居（下旬刊），2014（6）.

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