论述可再生能源在建筑设计中的利用

许彦炯

深圳市青和时代建筑科技有限公司   518172

摘要：在建筑设计领域中加强对可再生能源的应用是建筑行业良性发展的重要基础，不仅可以满足节能降耗的要求，还能实现对建筑周边环境的有效保护。本文主要探究了可再生能源在建筑设计中的作用及其利用。

关键词：可再生能源；建筑设计；作用

引言：在推进碳达峰、碳中和的经济社会系统性变革中，以减碳为基本导向的能源结构调整，无疑是落实碳达峰、碳中和战略最具基础性的重要领域。2021年4月，国家发改委提出碳达峰、碳中和八个方面的重点工作，明确要求要“大力调整能源结构，实施可再生能源替代行动”，将可再生能源发展确定为落实碳达峰、碳中和目标的优先行动领域。由此可见，可再生能源在建筑设计中的应用必然会成为建筑行业中的主流趋势。

一、可再生能源的概述

能源是现代人类社会赖以生存和发展的基础，是一切生产和生活所必需的，也是保障国民经济的基础。一般而言，可再生能源主要包括太阳能、风能、地热等非化石能源。可再生能源的开发利用不仅可以达到保护环境的目的，而且在保障能源安全、加强能源供应、改善能源结构、开发利用等方面也发挥着积极的作用。这也是实践可持续发展理念，建设环境友好型、资源节约型社会的重要途径。在建筑设计和建设过程中，积极推进可再生能源的利用，有利于保证建筑使用性能，达到节能降耗、生态环保的目标，实现建筑行业的可持续发展。

二、可再生能源在建筑设计中的作用

1、提高利用率

通过利用可再生能源，能够极大程度地缓解因建筑物建设带来的大量能源消耗，提高能源的利用效率，对促进建筑物实现低能耗有十分明显的帮助，有效降低建筑物建设过程中能源浪费、水源污染等问题。同时，利用可再生能源不仅能够满足建筑运行能耗的需求，也进一步降低了建筑耗能，对推动建筑行业的可持续发展有重要意义。

2、环保效果更为突出

在建筑工程项目建设的过程当中，建筑周边的环境不可避免会受到一定的负面影响。而不可再生资源的使用更是使得环境和能源的负担有所增加，这个问题的解决往往需要花费较长的时间。因此，将可再生资源应用到建筑设计工作中，可以有效为建筑设计的环保效果提供保障。一方面，可以有效避免建筑工程对附近环境产生不利的影响；另一方面，也能够对自然环境和资源进行合理的利用。在保证自然环境与建筑工程相互协调的基础上，有效实现环境保护的基本目标。

3、实现可持续发展

由于不可再生资源迟早会枯竭，如果在建筑设计中过度依赖不可再生资源，当某天不可再生资源枯竭了，就会对建筑行业造成巨大的冲击。因此，要想实现我国建筑行业绿色、可持续发展，必须要转变其使用的能源的类型，这样不仅有利于建筑工程的可持续发展，而且还为国家节省了大份额的能源，间接推动其他使用不可再生能源的行业发展。

三、可再生能源在建筑设计中的利用

1、太阳能在建筑设计中的利用

太阳能是一种清洁的可再生能源，同时也是基本能源，在我国各行各业中的应用具备非常丰富的经验。因此，在对建筑进行设计的过程中，设计师可以充分利用太阳能，在设计方案和图纸中更多地融入太阳能的应用。①太阳能热水器。太阳能热水器是一种常见的可再生能源利用方式，其技术含量相对较低，能够达到较为理想的状态。因此，设计师可以根据建筑的实际功能和人们的需求，适当在建筑设计中进行太阳能热水器的设计，在很大程度上解决建筑的热水供应问题。②太阳能供电设计。除了为建筑供应热水外，太阳能还可以为建筑供电，降低不可再生能源的利用，达到降低能耗的目的。随着科技的发展和创新，太阳能电池板也逐渐普及，并在建筑中得到广泛应用，其应用效率以及能量的转化效率也正在不断提升。因此，设计师可以将太阳能供电方式与传统供电方式结合起来，共同为建筑群供电。③太阳能光伏技术。太阳能光伏是将太阳能转换为电能供建筑使用的太阳能应用形式。将太阳能通过太阳能电池转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统。根据当前的技术水平，光伏转换的的效率一般在7%—18%之间，太阳能光伏系统用于公共照明用电是完全可行的，尤其是学校、公园、住宅小区、别墅等场所的指示牌、警示牌、草坪灯、路灯等均可采用太阳能光伏照明，使公共照明更方便安全、环保节能。

2、风能资源在建筑设计中的利用

风能是目前除了太阳能资源外应用最多的一项可再生能源。在建筑设计中对风能的利用要涵盖以下环节：首先，自然通风。对风能进行建筑自然通风往往可以获取较为显著的优势效果，在建筑方案的设计过程中，工程设计人员需要以建筑主体结构和门窗位置作为基础条件，通过对方案的有效设计和位置制定，加强对风能资源的有效应用，确保建筑整体在自然通风过程中，提升建筑室内环境的舒适性。这也要求设计师要加强对当地风向的调查和分析，从而将风向优势作用贯彻到设计方案中。其次，风能发电。在节能资源的利用过程中，除了太阳能资源可以进行发电，风能发电优势也十分显著。因而，在建筑方案的设计过程中，工程设计人员也需要针对建筑实际情况，借助风能发电的方式实现对建筑电力资源的提升。例如，对于一些能源消耗比较高的工业建筑，借助此种发电方式能获取较为显著的节能效果。我国上海的中心大厦，设计师在设计过程中增加了270台电力高达500W的发电装置。据统计，通过对这些发电装置的有效应用，每年能为大厦节省大量电力资源，有效降低和控制了对不可再生能源的损耗。

3、地热能资源在建筑设计中的利用

我国幅员辽阔，许多地区蕴藏着丰富的地热能。这种可再生能源的应用也是目前暖通空调系统技术改进的主要研究方向之一。比如，在20m～150m的恒温层，大地温度保持相对恒定，则将耦合式地热交换器安装于恒温层内部，然后通过Ｕ型管形成热转换系统，再通过安装于建筑结构中的水循环系统，将热量输送到各个位置，进而实现供暖制冷功能。另外，地下水地源热泵系统的应用，也是一种应用地热能的技术。该技术主要是在地热能及地下水丰富的地区，建立水循环系统，直接将高温地下水抽取进入水循环系统运转。一方面，热水直接给建筑内部供热。另一方面，多余的热能或通过耐热材料储存，或转化为电能。目前，在部分地区的绿色建筑中，地表水水源热泵系统的应用也尤为重要。

4、水资源在建筑设计中的利用

和其他可再生能源比较，水资源并非取之不尽用之不竭，所以在建筑工程设计环节中，应该结合建筑工程用水情况和工程项目所在地区地理位置、供水情况、河流分布等情况，对建筑工程中给排水系统进行科学规划，加强对水资源使用量的管控，并对建筑工程中产生的废水集中回收并处理，尽可能提高水资源使用效率。在实际建筑工程设计环节中，应该转变以往的建筑工程用水方式，不可单一依赖于自来水供应商的供给，而是从多方面入手，广泛收集自然水资源或者雨水资源，对部分水质要求比较低的施工环节和流程，通过收集自然水资源或者二次回收水资源进行应用，以满足节约用水的发展要求。

四、结束语

综上所述，在国家倡导的可持续发展战略环境下，只有给予节能设计高度重视，从实际入手，与建筑工程现场情况紧密结合，加大可再生资源的开发力度，寻找可再生能源与建筑设计结合的最佳方式，才能给我国建筑节能设计发展提供方向，实现能源科学应用，促进我国建筑行业更好发展，实现居住环境的优化发展。

参考文献

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[2]徐丹.可再生能源在建筑设计中的利用途径[J].化工管理，2019（9）：182-183.

[3]徐晨.可再生能源在建筑设计中的利用研究[J].低碳世界，2019，9（10）：146-147.