可再生能源在建筑设计中的利用研究

摘 要：可再生能源包括太阳能、水能、地热能等等，现如今，可再生能源已经逐渐被应用于建筑行业中，在提高能源利用率，降低建筑生产使用能源消耗方面发挥着十分重要的作用，有利于缓解能源紧张问题。因此，对建筑设计中的可再生能源利用形式进行详细探究具有十分重要的现实意义。

关键词：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。在建筑设计过程中推广应用可再生能源，是对于国家节能号召的积极响应。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，尽量减少能源浪费问题，将节能理念落实到实处。

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風速的影响，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。

2.4 地热能

地热能，此种能源主要是由地球内部热量所组成的，在使用该能源的过程中，其能够起到辅助设备发电，或者是在建筑内部制冷供热能等方面的作用。此外，在海洋在运动的过程中产生的潮汐能、破浪能，以及海洋表面受温度变化影响产生的温差和盐差能等，也都是可再生能源的一种，都属于社会发展过程中会利用到的能源类型。

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。在建筑工程设计过程中，可以在建筑内部设置保温墙板，通过外部集热器收集太阳能，然后由热管传输热量，并由建筑内部保温墙壁进行热能储存，比如，太阳能热水器的集热形式。另外，在建筑工程设计过程中，太阳能的利用形式还有光伏技术，在光伏技术的实际应用中，一般与集热器相互配合使用，这样能够达到遮阳集热的利用效果，这种太阳能利用形式主要被应用于高层建筑工程设计过程中，因此，太阳能热水系统以及光伏技术的应用，对建筑能源的节约能起到积极的促进作用。在建筑工程设计过程中，太阳能热水系统的应用比较广泛，其在优化建筑能源结构以及减少环境污染方面发挥着十分重要的作用。太阳能热水系统的利用形式如下：应用温室原理，将太阳能辐射转变为热能，然后由冷水进行能量传递。太阳能热水系统是由贮水箱、集热器以及支架所组成的，能够充分发挥热水系统的应用功能。例如，某地太阳能资源丰富，为了美观和节能，考虑到屋顶的面积与朝向，在屋顶上覆盖光伏电池板，板间距取决于需要传送光的数量，在5mm～20mm之间。光伏电池能够吸收70%～80%的阳光辐射。通过这种太阳能利用设计形式，不仅可以有效避免热量从屋顶传入室内，从而有效降低室内空调的用电量，而且还能够将太阳能转变为电能，以此满足建筑内部房间耗电需求。

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，这样能够有效避免建筑工程之间的间距对夏季风的阻挡作用，同时尽量提升建筑楼体对冬季风的抵御能力。另外，在建筑设计过程中，还可以利用建筑内部空间结果形成过堂风，提高建筑工程室内环境空气流通性。由此可见，在建筑工程设计过程中合理利用风能，能够有效改善室内空气环境，以此降低空调、地暖的使用率，从而达到保护环境以及节能减排的作用。

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，对建筑工程给排水系统进行合理规划，有效控制水流流向，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，从而在最大程度上节约利用水资源，降低建筑工程使用中的水资源消耗，促进建筑工程生态发展。

3.4 地热能在建筑设计中的利用

在建筑工程设计中，地热能可再生能源也是比较重要的应用形式，地热能是通过地源热泵技术来进行呈现的在进行建设设计中，将选址以及场所的规划和机房位置等设计结合实际进行优化。在选址以及规划环节，由于地源热泵系统的交换方式比较多样化，在设计前就要在加强水文地质的勘察工作，还要对地热资源的实施状况进行充分地预先调查，结合实际情况进行科学合理的利用。

3.5 其他能源的应用

生物质能也是一种可再生能源，近年来，城市化发展进程不断加快，城市人口规模不断扩大，城市能源危机问题越来越严重，与此同时，城市生活垃圾越来越多。对此，在建筑工程设计过程中，设计人员可以在保证建筑工程地基稳定性的基础上，在建筑工程下方设计半封闭式的垃圾存储和焚烧空间，然后对建筑工程使用过程中的生活垃圾进行统一焚烧，产生热能和电能，将能源存储起来，并通过管道输送至建筑工程中进行利用。除此以外，潮汐能和海流能也属于可再生能源，在沿海地区建筑工程设计过程中，可以充分利用潮汐能和海流能。具体而言，建筑工程设计人员可以设计地下管道，白天收集潮汐能和海流能，将其应用于建筑工程夜晚供电中，以此达到节能电能的效果，降低建筑工程运行使用成本。

4 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，不仅能够有效节约自然资源，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。

参考文献：

[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（8）.

[2] 刘秦见，王军，高原，等.可再生能源在被动式超低能耗建筑中的应用分析[J].建筑科学，2016（4）.

[3] 王敏，何涛，徐伟，等.太阳能供热空调系统在超低能耗建筑中的设计分析[J].建筑科学，2016（4）.

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