摘要：目前，随着我国经济的不断发展，推动了我国建筑业的进一步发展，但对其质量也提出了更高的要求。而随着我国能源的快速紧张，各行各业在市场竞争中，为了立于不败之地，则应强化对能源利用的创新，为此，本文探讨了在建筑设计中，有效利用可再生能源的措施，仅供参考。
关键词：建筑设计；可再生能源；利用
建筑是现代人类起居的一个重要场所，和人们的日常生活紧密联系。因此应全面考虑建筑工程的规划、设计、建造，特别应慎重考虑利用资源和能源的问题。众所周知，建筑业是三大耗能行业之一，而有关数据也表明，世界上建筑的能源消耗几乎占能源消耗总量的32.8%，所以，很有必要研究建筑设计中，有效利用可再生能源的方面。
一、在建筑设计中有效利用风能
中国具有非常丰富的风能资源，其中10m高陆地约储存风能32.26×108kW，其中约有16%可供开发。微风只要能摇动树叶，则便能源源不断地提供给建筑这种绿色风电能源。所以，风电属于高效能源之一，具有可再生、清洁、分布广、成本低的特点。例如，在多伦多，迄今为止，国家展览馆安装的风力发电机已生产了多达100×104kW・h以上的电能。而建筑一般以以下方式来利用风能：①通过风压，使室内进行通风换气；②将风能用于发电。例如，在湿热的沿海区域，当规划布局建筑时，要设计合理的单体建筑量与群体建筑组合，通过建筑的背阴与向阳面，产生风压差，促使建筑中形成空气流动，以达到循环室内气流的目的，从而单体建筑的自然通风效果便会更好。城市中集中建筑的区域，空气往往流通不畅，则可以将捕风装置设置在建筑上，通过垂直分布风能的特性与烟囱效应，促使气流的运动沿特定路径进行，以优化热的室内环境，让人体感到更舒适。在设计单体建筑时，应收集统计气象资料，并调研建筑场地，了解局部风环境，并利用建筑开口高及其位置的调整，让更多的房间的通风更好。在建筑物上往往利用微型或小型的风力发电机组，因风轮机的实际输出功率和风速的三次方具有正比例的关系，故一般在屋顶安装风力发电机，且在设计建筑时，风塔应和建筑的风格与造型保持和协。
二、在建筑设计中有效利用太阳能
1、热水系统中太阳能的利用
目前，太阳能热水系统属于具有最广泛的应用、最成熟的技术、最快产业化的一种应用太阳能的技术，一般用于提供生活热水。在太阳能的利用中，作为最重要组成部分之一，太阳能集热器的成本与性能极为关键。而集热器包括真空管全玻璃式与平板式。其中真空管式具有较高的热效率，且中国的生产技术与能力世界领先；而平板式方便结合建筑物的优点最为突出。为了和建筑有机结合、变为一种建筑部品，生产单位开发了分离式热水器：分离水箱和集热器。而安装太阳能热水器的部位也从仅在屋顶上发展为在墙立面上或阳台板上，或结合景观构件、遮阳篷。太阳能热水系统也从以户发展为以单元、楼共用一个系统，并通过集中水箱，控制循环水。现代热水系统具有多种形式，比如，定温产水、温差循环、双回路水交换、定温温差循环、直接式机械循环、双回路间接式排回等系统。
我国也颁布了很多规范标准，以规范、指导在建筑业太阳能热水系统的推广应用。在结合建筑和太阳能热水系统方面，也提出一些要求，比如，安装集热器的方式：在坡屋顶上贴附，完全遮蔽在平屋顶上排列的集热器阵列，保持城市景观和建筑立面美观；常用的系统形式：分离贮热水箱与太阳能本体集热器，在室内放置水箱等；确保安全性：规范建筑的抗震、抗风、抗雪、防雷、防水功能，不威胁人身安全；加强维管：方便维修与部件的更换，控制工作寿命超过15年。在太阳能集热器中，预埋件和热水管线系统（热、冷、回水管以及控制信号的线缆）必须配合电气、结构、建筑。
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2、采暖系统中的太阳能利用
一般太阳能采暖系统有被主动式这两种模式。其中被动式按夏季高冬季低的自然太阳高度角特征，借助科学的设计，由建筑物结构来集贮释热。这种采暖系统具有相对简单的结构，且造价低、节能效果明显，现已发展成为各国大力推广的一种主流太阳能采暖技术。但该系统也有一些不足，应其蓄热能力并不好，导致冬季和夜晚的供热品质不高，而夏季降温也不理想。
由太阳能热水系统发展成为太阳能主动式采暖时，通过系统温度的降低，来增强集热器效率为整个系统效率提高的关键所在。而地板辐射采暖刚好能匹配太阳能热水系统。这种采暖中的热水温不必较高便能获得十分理想的采暖效果，而作为良好的蓄热体，混凝土地面又能将太阳能热水中的热量储存起来。在低能耗建筑的建造中，需要有机结合被主动式，通过取长补短，来达到充分利用太阳能的目的。
3、空调系统中的太阳能利用
按驱动机制，可将太阳能空调系统划分为：热能驱动的吸收式光热转换、电能驱动的光电转换、化学供热或制冷的光化转换这三种太阳能空调系统。相较于以前的制冷压缩空调系统，太阳能空调系统能充分利用太阳能，以降低压缩制冷电耗，颇具节能环保的优势。
4、光伏集成系统中的太阳能利用
在太阳能建筑光伏集成系统中，一般将光伏组件铺设在围护建筑结构外表面，或直接将外围护结构取代，使建筑表面接收的太阳能转变为电能，用于建筑采暖、照明、空调运行等，从而取代常规电能。这种系统以光伏屋顶、幕墙、遮阳板、天窗等形式最为常见。通过结合建筑围护结构和光伏电池，有利于夏季的遮阳隔热，却不利于冬季的采光采暖，因此，对该系统的综合评价还尚待深究。而其中的并网运行最为有效、节约和环保，但在技术与政策方面，目前还有障碍。
三、利用地下浅层能量的技术
作为一种能量库，地球以年为周期，循环平衡能量，实现冷、热交替。而地下以其冬暖夏凉的优势而成为一种理想的热泵热源。在运行热泵时，既能供热冷，又能蓄存地下冷热交替中的能量，实现冬蓄冷、夏回取以及夏蓄热、冬回取，从而将地下用作夏季冷库或冬季热库，以循环再生化利用可再生能源。与此同时，还能将地下用作补充其它可再生能源（比如太阳能等）的大型储藏库，并自主进行蓄能。这方面的技术有很多，例如，地下换热器、强化地下传热、地下布控换热系统等技术。
四、结语
为了在建筑设计中，更好更广泛地利用可再生能源，则应合理选择并规划建筑场地，并通过选择合理的建筑材料、构造恰当的节点等，科学地开发利用可再生能源。这样便能进一步发展建筑业中的可再生能源，以逐步替代常规能源的应用，从而减少污染物的排放，实现生态环境保护。总之，开发利用可再生能源，有助于未来社会的健康发展。
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论文作者:陈舒阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/28
标签：太阳能论文; 建筑论文; 系统论文; 可再生能源论文; 建筑设计论文; 风能论文; 采暖论文; 《基层建设》2019年第4期论文;