可再生能源在建筑設(shè)計中的利用探微

鄭星宇

中國瑞林工程技術(shù)有限公

可再生能源在建筑設(shè)計中的利用探微

鄭星宇

中國瑞林工程技術(shù)有限公

對于建筑工程項目的后續(xù)發(fā)展改進而言，可再生能源的運用是比較重要的一個手段，這種可再生能源的運用能夠較好提升建筑物運行的節(jié)能效果，進而也就能夠保障建筑物在后續(xù)應(yīng)用過程中體現(xiàn)出理想的可持續(xù)發(fā)展水平，降低了當前建筑工程項目中因為能源消耗過度而帶來的一些問題和局限，值得進行深入研究和探索。本文筆者根據(jù)工作實踐經(jīng)驗對可再生能源在建筑設(shè)計中的利用進行了分析探討。

建筑設(shè)計；可再生能源；利用

1 建筑節(jié)能設(shè)計的重要性

1.1 有利于緩解污染

現(xiàn)如今，人們對于健康問題越來越重視，在建筑設(shè)計中，融入節(jié)能理念，充分利用可再生能源，能夠有效緩解污染問題，通過優(yōu)化建筑設(shè)計，有利于減少建筑工程施工和使用過程中的能源浪費問題，盡量避免對水源、光等造成污染。

1.2 有利于可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是我國前幾年提出的重要戰(zhàn)略舉措之一，現(xiàn)如今，能源問題及環(huán)境問題已經(jīng)成為制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在建筑設(shè)計中，通過利用可再生能源，提高建筑工程節(jié)能性能，符合當前社會對于建筑工程的實際要求以及可持續(xù)發(fā)展理念。

1.3 國家可持續(xù)發(fā)展

需要現(xiàn)如今，我國能源浪費嚴重，環(huán)境、能源的問題已經(jīng)成為國家發(fā)展中亟待解決的問題。為了盡量減少能源浪費問題，在建筑設(shè)計過程中，必須將建筑設(shè)計與節(jié)能理念相結(jié)合。

2 可再生能源的類型

2.1 太陽能

太陽能，此種能源既可以被直接應(yīng)用到建筑物的加熱和照明工作中，還能夠用來發(fā)電和制冷供暖等，所以被廣泛的應(yīng)用到商業(yè)和工業(yè)行業(yè)新行業(yè)之中。

2.2 風(fēng)能

風(fēng)能指的是風(fēng)在流動過程中的負載能量，風(fēng)能的大小受到空氣密度以及風(fēng)速的影響，現(xiàn)如今，風(fēng)能主要被應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電廠建設(shè)中。

2.3 水能

水能，當風(fēng)的流動和太陽的熱度會導(dǎo)致水被蒸發(fā)，形成水蒸氣，當水蒸氣進入到大氣中時，就會形成雨和雪;當大氣層中的雨雪降落到地面時，就會出現(xiàn)河流和湖泊;而河流湖泊中的水在流動的過程中會產(chǎn)生一定的能量，我們破捕獲的這些能量就是水能，其主要是以水利發(fā)電的形式被人類應(yīng)用的

3 可再生能源在建筑設(shè)計中的利用

3.1 太陽能在建筑設(shè)計中的利用

太陽能是十分重要的可再生能源，在建筑工程設(shè)計過程中利用太陽能資源，應(yīng)該綜合考慮建筑工程房屋朝向、施工材料、附近建筑工程等因素。在建筑工程中，太陽能主要是以集熱的方式儲存熱能，然后再進行利用。

3.2 風(fēng)能在建筑設(shè)計中的利用

現(xiàn)如今，風(fēng)能已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑工程設(shè)計過程中，在建筑工程設(shè)計過程中通過利用風(fēng)能，能夠有效改善建筑工程內(nèi)部溫度，提高建筑工程舒適度。在建筑工程設(shè)計過程中，需要對建筑工程之間的間距進行可續(xù)合理的規(guī)劃設(shè)計，綜合考慮建筑工程所在區(qū)域風(fēng)向特征，合理布局樓體朝向、室內(nèi)和室外規(guī)劃等。

3.3 水能在建筑設(shè)計中的利用

在建筑工程設(shè)計過程中，應(yīng)充分結(jié)合建筑物所在地域的氣候因素、供水狀況與地理環(huán)境等，對水資源進行回收利用，避免積水問題破壞建筑物。水能在建筑工程設(shè)計中的利用方式主要為雨水和中水回收，具體而言，通過利用人工方式或者水資源流淌方式，收集雨水資源，并對其進行存儲、處理，然后將其應(yīng)用于消防用水、綠化用水等方面。

4 可再生能源應(yīng)用案例分析

某項目綜合樓屋面有合適空間可設(shè)置小型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),提供部分綜合樓普通照明電能。

該地屬于Ⅲ類太陽能資源豐富地區(qū),年平均日照時數(shù)為2000h左右,年太陽總輻射量為4445MJ/m。緯度傾角平面年總輻照量為1205.94kWh/m(查表),在全國屬于中上水平。一年中除去1月、2月及12月日照較少外,其余各月日照條件均達到可利用標準。

4.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)類型選擇

鑒于本項目照明部分負荷容量比較小,從投資因素考慮,新設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)不接入公共電網(wǎng)。為了合理利用可再生能源,確立光伏系統(tǒng)為分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。

4.2 負荷計算

本綜合樓的普通照明由光伏發(fā)電系統(tǒng)提供電源;照明按8W/m計算。照明負荷功率: 941.9×8=7.5kW。

4.3 光伏發(fā)電容量選擇

考慮預(yù)留部分,室外照明負荷確立光伏系統(tǒng)容量為10kW。本項目采用的光伏組件技術(shù)參數(shù)如下表所示。

依據(jù)JGJ203-2010《民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的要求,本工程在屋面安裝光伏組件40塊,光伏組件面積為66m,安裝功率10kW。光伏系統(tǒng)發(fā)出的直流電能通過輸配電網(wǎng)絡(luò)輸送到一層配電房。

4.4 光伏系統(tǒng)年發(fā)電量計算

式中:En— —光伏系統(tǒng)年發(fā)電量,kWh;

Q— —緯度傾角平面年總輻照量,取1205.94kWh/m;

Ac— —光伏發(fā)電板面積,m;

η1— —光電轉(zhuǎn)換效率,取15%;

η2— —綜合發(fā)電效率,取80%。

經(jīng)過計算,本項目年總發(fā)電量En=9551kWh。本綜合樓項目總功率按120W/m考慮,總功率為941.9×120W=112kW;由可再生能源提供的電量比例Rc=10/112=8.9%。

4.5 經(jīng)濟效能評估分析

本項目太陽能電池板總安裝功率10 k W, 年總發(fā)電量9 551 k Wh。目前, 光伏組件的價格為5.4～7.0元/W, 逆變和輸配電的價格約1.8～2.0元/W, 電氣設(shè)備及電纜的價格約為1.33元/W, 支架及基礎(chǔ)的價格約0.5～0.8元/W。

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑工程設(shè)計過程中，應(yīng)該積極利用可再生能源，從而提升建筑工程節(jié)能性能，比如在建筑工程設(shè)計環(huán)節(jié)利用風(fēng)能和太陽能，不僅能夠游俠哦節(jié)約自然資源，而且還能夠提升建筑工程舒適度。因此，在建筑工程設(shè)計過程中，應(yīng)該大力推廣和利用可再生能源，提高建筑工程舒適度，降低建筑能耗，促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

[1]張曉明，路世翔，高姍，等．可再生能源在節(jié)能建筑中的應(yīng)用[J].可再生能源，2015(08)．