試論可再生能源在建筑設計中的利用

馬開智

摘要：本文以現代建筑涉設計為研究視角，針對可再生資源在現代建筑設計中的應用展開分析討論，從可再生能源的應用優勢出發，探討風能、太能能、生物能等可再生能源在建筑設計中的利用，期待為進一步提高我國建筑設計的總體水平，踐行綠色建筑理念貢獻綿薄之力。

關鍵詞：可再生資源;建筑;建筑設計

隨著社會的全面發展，人類改造自然的能力逐步提高，能源短缺的問題日漸凸顯出來。可再生能源的應用得到了廣泛重視與青睞。為了深化落實綠色建筑理念，改善建筑高耗能的現狀，現代建筑設計中應該注意風能、太陽能、生物能等可再生能源的利用，進而降低建筑使用過程中的能源消耗，推動生態文明建設進程。

一、可再生能源的應用優勢

第一，通過對可再生能源的應用可以實現更好的建筑節能效果。傳統的電力資源都是不可再生的，將其應用到建筑設計領域中夜具有不可再生的特性，如果人們的用電量逐漸增加，就需要消耗更多的能源，從而導致煤炭等不可再生能源的消耗量逐步提高，這與現階段所提倡的低耗高效、低碳建筑等理念是相悖的。通過對可再生能源的利用，可以有效解決人們的用電問題，將可再生能源與建筑有機結合，可以降低不可再生能源的消耗量，進而達到節能減排的目標。

第二，將可再生能源應用于建筑設計中，可以實現非常明顯的環境保護效果。建筑業的快速發展對于周邊的環境會帶來一定的損害，在不可再生能源利用的過程中，對于區域內部的生態環境將會帶來嚴重的負面影響，此種影響一旦產生之后很難復原，在治理的過程中往往需要大量的成本。通過對可再生能源在建筑中的利用，不僅可以實現對周邊自然環境的保護，同時有利于區域生態環境的建設，推動環境友好型社會的建設進程，加快生態文明建設步伐。

二、可再生能源在建筑設計中的具體應用

（一）太陽能

太陽能是自然界中廣泛存在的清潔型的可再生能源，是自然界賦予人類的基本能源，如今在人類社會的發展中對于太陽能的應用已經非常廣泛，并且總結了相對豐富的利用經驗。基于低碳建筑的相關要求，設計師在實施建筑設計的過程中可以考慮有效利用太陽能，進而達到低碳環保的設計效果。第一，對太陽能熱水器的有效利用。太陽能熱水器是現階段常見的可再生能源利用方式，相關技術已經非常成熟，對于工藝的要求相對較低，所以建筑設計工作者在實施建筑設計的過程中可以結合建筑的實際需求以及使用者的具體要求，將太陽能熱水器應用于建筑物當中，有效解決建筑使用過程中熱水的供應問題。第二，對太陽能供電的有效利用。太陽能發電也是現階段比較關注的技術之一，通過太陽能發電進而滿足建筑使用過程中的電力資源需求，減少對不可再生能源的消耗量，達到低碳環保、節能低耗的設計目標。在科學技術快速發展的時代背景下，太陽能電池板應運而生，在現代建筑中的應用已經非常廣泛，應用效率以及能量的轉化效益正在不斷提升。基于此，設計工作者可以將太陽能供電方式與傳統供電方式整合起來，共同滿足建筑的用電需求。

（二）風能

風是一種常見的自然現象，通過風力產生的能量被稱之為風能，其也是自然界賦予人類的強大的可再生能源。將風能應用到建筑設計中可以通過以下幾個方面著手實現：第一，自然通風。通過風能實現自然通風可以達到封層理想的設計效果，在設計活動中，設計工作者應該以主體結構以及門窗等位置作為基礎，通過科學合理的設計布局，有效利用風能，進而使得建筑可以在自然風的影響下達到理想的舒適效果，這就要求設計師在展開建筑設計的過程中，需要對區域內部的風向、風力等進行調查研究，結合風能條件以及建筑的具體需求做出科學合理設計，從而實現對風能的高效利用。第二，風能發電。風能不僅可以滿足自然通風的需求，同樣可以用來發電，進而滿足建筑的使用過程中對于電力資源的需求，所以設計工作者在實施建筑設計的過程中應該結合建筑對于電力資源的需求情況，有效風能發電的方式為建筑物提供持續的電力供應。在電力資源需求量比較大的工業建筑、商業建筑等的設計活動中，就可以有效整合風力發電的設計。上海中心大廈的設計中，設計工作者就對風力發電進行合理利用，在中心大廈的565-578m的位置上裝配了270臺500W的風力發電設備，這些風力發電設備每年可以為中心大廈提供50%-78%的電力能源，極大程度的降低了對不可再生能源的消耗量，符合低碳環保的要求[1]。

（三）地熱能

在建筑設計實踐中，地熱能也是一種比較常見的可再生能源，其也可以實現低碳環保的設計效果。地熱能是通過地殼抽取的天然熱能，其主要來源就是地球內部的熔巖，其以熱力形式存在，是導致火山爆發與地震等自然現象的主要能量，其屬于可再生能源的范疇，可以通過地下熱量為人類帶來優質服務。對于地熱能的利用可以分為兩種方式，其一是利用地熱能進行發電，其二是對地熱能進行直接利用，現階段研究的重點在于利用這一可再生能源進行發電[2]。地熱能與煤炭的礦物燃料不同，主要區別就在于是否可以用來燃燒。地熱能的開發潛力是非常大的，現階段用于利用地熱能的地源熱泵系統的交換方式相對較多，如果在建筑設計過程中需要對地熱能進行應用，需要在開展設計工作之前，針對區域內部的水文地質條件作出精細化的勘察，同時也要對地熱能資源的情況做出預先調查，進而確保對地熱能的安全科學利用。

（四）生物能

生物能也是一種常見的可再生能源，在生產生活中廣泛存在，利用的潛力非常大，就目前發展實際情況來看，對于生物能的利用尅以通過以下兩個方面來實現：第一，有效利用生產生活的垃圾以及廢棄物進行發電，在城市發展中，由于生產生活往往會產生大量的廢棄物及垃圾，通過科學的處理方式，這些物質可以變廢為寶形成熱量，通過對熱量的有效搜集就可以轉換為電能，進而為建筑的使用提供電力資源[3]。第二，沼氣發電與發熱。在生產活動中，將動物的糞便、秸稈扥進行科學處理之后就可以生成沼氣，之后就可以通過沼氣轉化為電能和熱能，為建筑使用過程中提供電能和熱能服務，進而替代煤炭燃燒、天然氣、液化氣等非可再生能源，實現節能減排的效果。在未來的發展中，隨著科學技術的進一步發展，生物能的應用將會更加普遍，設計師在實施建筑設計的過程中，可以結合建筑物所在的地點所具備的條件實現對生物能的合理運用，進而達到低碳環保的設計目標。

（五）水能

在實施建筑設計的過程中，應結合建筑所處的區域的氣候條件、供水情況等，對工程項目單位給排水系統進行科學合理的規劃，有效控制建筑中水流的方向，實現對水資源的回收利用，規避積水等問題的出現。例如，可以通過人工干預的方式去有效搜集雨水資源，對于雨水進行存儲與處理，并將其利用到綠化以及消防等方面，這樣一來就降低了建筑使用過程中的水資源消耗。

三、結語：

綜上所述，將可再生能源有效應用到現代建筑設計中是踐行可持續發展理念、構建環境友好型社會的需要，是降低建筑使用過程中能耗的需要，是進一步提高建筑環保效果的需要。希望通過文章的闡述，可以使得廣大建筑設計工作者認識到可再生能源在建筑業發展中的重要作用，認識到可再生能源的優勢，與時俱進的轉變設計理念，結合建筑設計的需求以及綠色建筑的要求，合理利用可再生能源，提高建筑業的“清潔”水平，為環保事業、生態保護貢獻力量。

參考文獻：

[1]王立軍.建筑設計中綠色建筑設計理念的整合應用探究[J].住宅與房地產，2018（25）：57.

[2]吳鵬.可再生能源在建筑設計中的利用[J].居業，2018（07）：55+57.

[3]倪歡歡.可再生能源在建筑設計中的利用[J].四川水泥，2018（06）：95.