建筑設(shè)計中可再生能源的利用

任子慶

摘 要：針對建筑設(shè)計中，可再生能源的使用問題進行分析。提出了建筑設(shè)計中，可再生能源使用現(xiàn)狀。結(jié)合這些內(nèi)容，總結(jié)了太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊膽?yīng)用策略。希望通過對這些內(nèi)容的分析，對環(huán)境的保護和可再生能源的使用提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計 可再生能源 太陽能

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，現(xiàn)代建筑設(shè)計中，開始對可再生能源進行使用?？稍偕茉粗饕酗L(fēng)能、太陽能和地?zé)崮艿?。因為我國是世界上最大的能源消耗國家，因此對可再生能源的使用進行分析具有重要意義。

1.建筑設(shè)計中可再生能源的利用現(xiàn)狀

在我國，可再生資源的種類和總量均較為豐富，其中水資源十分突出。此外，太陽能資源尤為豐富，可以覆蓋我國2/3的領(lǐng)土，每年太陽能的輻射量均可以達到6kv/㎡?？梢员婚_發(fā)的太陽能資源可以達到30億kw。我國地?zé)崮芸梢赃_到32億tce。由此可見，不管是在當(dāng)下的開采情況下，還是未來開采過程中，我國可再生能源的開采均具備較大的發(fā)展空間，能夠使我國經(jīng)濟發(fā)展過程中對能源的需求得到充分滿足。當(dāng)今我國對可再生能源的使用越來越廣泛，例如2013年，我國可再生能源的使用已經(jīng)達到了2.5億t的標(biāo)準(zhǔn)煤，和2012年相比，已經(jīng)提高了將近2個百分點。由此可見，可再生能源在我國能源新消耗總量中占據(jù)著十分重要的位置。這種能源使用情況下，“綠色經(jīng)濟”將會得到迅速發(fā)展，這在2020年基本滿足國民能源需求目的實現(xiàn)上起到了較大的作用。因此，我國對能源發(fā)展的主要任務(wù)不但是進行能源結(jié)構(gòu)的改變，同時還要大力提升能源的攻擊率，從而保障我國能源供應(yīng)足夠安全。

2. 建筑設(shè)計中太陽能資源的利用

太陽能的使用原理主要是太陽向外釋放輻射能，通常情況下，可以將太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能、熱能和電能等等，主要是借助太陽能集熱裝置吸收太陽輻射的熱量，然后將這些能量進行轉(zhuǎn)化，使其成為熱能。人們可以利用這種能量的轉(zhuǎn)化，使用在家庭熱水、空調(diào)等取暖設(shè)施中。還可以將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，轉(zhuǎn)化形式被分成兩種，第一種是光熱發(fā)電，主要是對光進行轉(zhuǎn)化[1]。另外一種是借助太陽能電池，將吸收的光能進行儲存，然后將其轉(zhuǎn)化成電能，在需要的時候使用。第三種形式是太陽能化學(xué)轉(zhuǎn)化。主要方式是利用太陽能，對水進行分解，使其被分成氫和氧。氫是一種相對清潔的可再生能源，伴隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，這種技術(shù)在相當(dāng)程度上得到了進展。在未來的發(fā)展過程中，將會成為一種主要能源轉(zhuǎn)化形式。同時，在現(xiàn)代化生態(tài)住宅當(dāng)中，對太陽能的使用已經(jīng)表現(xiàn)在以下幾個方面：第一種是太陽能熱水系統(tǒng)，也就是利用太陽能進行熱水供應(yīng)的系統(tǒng)。第二種是太陽能光電系統(tǒng)，這一系統(tǒng)主要是將太陽能轉(zhuǎn)化成電能。但是在生態(tài)住宅中，對太陽能進行設(shè)計和利用，并不能僅僅安裝相對簡單的太陽能熱水器或者蓄電池，還要將太陽能裝置和建筑本身相結(jié)合，從而進行綜合利用。可以在生態(tài)住宅中建設(shè)被動式太陽房，保障對太陽能的利用可以和建筑物自然通風(fēng)進行結(jié)合，保障整個系統(tǒng)成為一個可以對綜合能源進行利用的綜合系統(tǒng)。

3.風(fēng)力發(fā)電在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

對于風(fēng)電來說，其一直是世界上增長速度最快的能源之一，其裝機容量每年大約增長30%。對某地區(qū)多面風(fēng)電用量進行統(tǒng)計，這一城市的大部分地區(qū)風(fēng)能時數(shù)大約為3000h，而平均風(fēng)能密度可以達到100w/㎡[2]。對這些數(shù)據(jù)進行分析，可以得出，這一地區(qū)對風(fēng)能的使用量對于全國而言，處于中等偏下水平。因此，在這一地區(qū)綠色建筑示范樓中，采用的設(shè)計主要是風(fēng)力發(fā)電裝置。

對風(fēng)能進行使用，主要有以下幾個優(yōu)點：風(fēng)能資源取之不盡，用之不竭。風(fēng)電技術(shù)也逐漸向著更加成熟的方向發(fā)展，見效較快。風(fēng)能能夠降低溫室效應(yīng)的發(fā)展，為邊遠山區(qū)提供獨立供電，風(fēng)場還可以成為旅游項目。風(fēng)力發(fā)電裝置具有一定的特殊性，這一性質(zhì)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。第一方面，風(fēng)力發(fā)電裝置在安裝過程中，在建筑物上的變現(xiàn)是相對固定的。通常情況下，設(shè)計師手中的綠色建筑具有幾個不同形式，但風(fēng)力發(fā)電必須保持其水平，這就需要設(shè)計師在相對合適的位置為住戶構(gòu)建水平臺。第二方面，風(fēng)力發(fā)電裝置的運行要求，在建筑中對風(fēng)力發(fā)電裝置進行使用，必須充分考慮其的運行速度和啟動速度，在使用過程中，要盡可能的提升其高度。風(fēng)力發(fā)電機的主要組成部分是風(fēng)力發(fā)電機和蓄能裝置，其中對風(fēng)能的迅速使用帶來阻礙的是風(fēng)能的不穩(wěn)定性，利用蓄電池可以對這一問題進行有效解決。因此，對其進行設(shè)計過程中，需要設(shè)計者對綠色建筑能耗以及這一地區(qū)風(fēng)能大小做出預(yù)測，同時確定所使用蓄電池的大小，通過這種形式，可以對風(fēng)能進行有效使用。

4.地?zé)崮?/p>

4.1地源熱泵系統(tǒng)分類

在地源熱泵系統(tǒng)當(dāng)中，水的循環(huán)是其載體，同時也是溝通室外地?zé)釗Q熱系統(tǒng)和水源熱泵機組的中介和橋梁。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，可以將地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)和地下水地源熱泵系統(tǒng)。結(jié)合建設(shè)部，一共212個可再生能源建筑應(yīng)用示范項目，對其進行簡單的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下地源熱泵項目比例最大的便是地下水地源熱泵，出現(xiàn)這種情況的主要原因是地源熱泵還在推廣的初期階段，對地下水地源熱泵的使用，投資較少，在施工過程中也相對簡單。但因為有關(guān)部門對其進行使用的過程中相對嚴(yán)格，并且不能將地下水回水做出有效回罐，導(dǎo)致地下水地源熱泵被禁止使用。

4.2地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)策略

對地源熱泵系統(tǒng)進行建設(shè)，主要包括以下幾個方面內(nèi)容：第一方面是對場地進行挑選和規(guī)劃；第二方面是設(shè)計機房位置、大小以及末端裝置的設(shè)計。

（1）科學(xué)選址，并對場地進行合理規(guī)劃

對地源熱泵系統(tǒng)進行熱交換的方式很多，但不管采用何種方式，對其進行設(shè)計之前，均需要對建筑場地進行詳細水文地質(zhì)勘察，針對這一地區(qū)地?zé)豳Y源的分布情況而言，需要做出預(yù)先調(diào)查。

（2）對機房位置和大小進行科學(xué)控制

對機房位置進行設(shè)計的過程中，所涉及的建筑立面所具備的整潔度對建筑的美觀產(chǎn)生一定的影響。地源熱泵系統(tǒng)和普通空調(diào)相比較，沒有相應(yīng)的冷卻塔，其中的機組一般是放在室內(nèi)的，通過這種方式，有利于對建筑造型進行整體設(shè)計。

（3）末端裝置的設(shè)計

當(dāng)下，我國在建筑中所使用的末端裝置主要有風(fēng)機盤管和輻射吊頂兩種，對前者進行安裝方式較為簡單。但是對后者進行安裝的過程中，需要和夏季吊頂表面結(jié)露進行協(xié)調(diào)。

4.3建筑設(shè)計中物質(zhì)能利用

對自然生物質(zhì)能源進行使用，因為可再生能源不會枯竭，同時不會產(chǎn)生污染問題。這在一定程度上可以改善生態(tài)環(huán)境。針對生物質(zhì)能的使用，主要是對森林砍伐所剩下的木料等進行加工，從而降低對化石能源的使用，并且使熱效率得以提高，最終實現(xiàn)環(huán)境保護的目的。經(jīng)過研究表明，對生物質(zhì)能進行使用具有相對廣泛的發(fā)展前景，伴隨著人們環(huán)保意識的不斷增強和生活質(zhì)量的不但提升，在現(xiàn)代化建筑當(dāng)中對生物質(zhì)能的利用以及未來對其的關(guān)注度定會迅速上升。

結(jié)束語：

對現(xiàn)代建筑進行分析，可以看出，西方建筑文化逐漸進入到中國，并得到發(fā)展。在其發(fā)展的過程中，不斷被我國設(shè)計師改造、并和我國傳統(tǒng)建筑進行融合。在現(xiàn)代建筑設(shè)計過程中，不但吸收了大量的中國元素，同時也接納來自國外的建筑文化，這就形成了當(dāng)今中國的建筑。設(shè)計師進行建筑的設(shè)計，并對可再生能源進行使用的過程中，需要正確認(rèn)識近代建筑，從我國實際情況分析，從而設(shè)計出低碳環(huán)保的現(xiàn)代化建筑。

參考文獻：

[1]陳曦，葉凌，吳劍林. 可再生能源應(yīng)用在綠色建筑評價中的作用[J]. 制冷與空調(diào)，2013，10：6-10+14.

[2]陳宇. 論可再生能源在建筑設(shè)計中的利用[J]. 中華民居（下旬刊），2013，09：96-97..