摘要：目前，随着人们对能源开采和利用速度的加快，能源危机问题逐渐显现，在这种情况下，很多国家都开始推行节能减排。建筑行业作为能源消耗非常大的一个行业，在建筑设计中运用可再生能源，能够较好的实现建筑节能减排、保护环境的友好目的。本文对当前建筑设计中常见的太阳能、风能、地热能、水能等可再生能源进行了分析，旨在进一步推动可再生能源在建筑设计中的应用，仅供参考。
关键词：可再生能源；建筑设计；太阳能；风能；地热能；生物质能
可再生能源是在自然界中自然形成的清洁能源，无污染，取之不尽，用之不竭，在石油、天然气能源日益紧缺的环境下，可再生能源的开发对于节约能源，降低能耗具有重要的现实意义。近年来，由于国家节能减排、保护环境重大战略的实施，越来越多的人开始关注可再生能源。绿色建筑、节能建筑的概念正是在这一背景下运用而生，可再生能源在建筑设计中的利用是这其中的关键环节。目前，太阳能、风能、水能、海洋能、潮汐能、地热能以及生物质能等可再生能源已经被开发利用，而在建筑设计领域中运用较为广泛的主要有太阳能、风能、地热能以及生物质能。
1 建筑设计中可再生能源的类型
1.1 风能
风能指的是风在流动过程中的负载能量，风能的大小受到空气密度以及风速的影响，现如今，风能代替了煤炭被应用于风力发电厂建设中，对空气不会造成污染。
1.2 太阳能
太阳能，此种能源既可以被直接应用到建筑物的加热和照明工作中，还能够用来发电和制冷供暖等，所以被广泛的应用到商业和工业行业新行业之中。
1.3 地热能
所谓地热能指的主要是将地表下的土层当作冬季的热源以及夏季的热库。在冬天可以借助热泵将地表下的低温热源抽取共给建筑采暖以及热水的制备，而在夏季则通过泵向地表排放热量，这样就能够在一定程度上降低建筑运行对能源的消耗。
1.4 水能
水能，当风的流动及太阳的热度会造成水被蒸发，如此形成水蒸气，当水蒸气进入到大气中时，就会产生雨及雪；当大气层中的雨雪降落在地面上，就会存在河流与湖泊；而河流湖泊中的水在流动时会存在一定的能量，我们捕获的这些能量就是水能，其一般是通过水利发电的形式被人类应用的。
2 可再生能源在建筑设计中的营养费分析
2.1太阳能在建筑设计中的运用
太阳能在建筑设计中的运用由来已久，我国古代建筑设计中就有效的利用了太阳能，比如建筑设计的南北走向，大开窗以及深挑檐等。现代建筑设计中太阳能的运用主要有主动式太阳能技术、太阳能光电技术以及被动式太阳能技术。
建筑设计中主动太阳能运用技术主要是通过采集太阳能以获得热能，并将其存储于一定设备而为后续使用的机械设备，通常我们所见的如太阳能热水器、对通风空气进行预热、室内采暖以及干燥器等，其主要工作介质是流通的空气以及水等。太阳能热水器相关技术已经非常成熟，利用该技术可以在冬季不太方便的情况下与辅助的热源进行有效的切换，保障全年的热水需求。太阳能采暖可以与热泵配合使用，将不稳定的太阳能低热源转变为稳定的高热源。借助太阳能对流通空气预热可以用于楼梯间、中庭等建筑环节。为了有效的采集太阳能，太阳能热水器等设备通常置于屋顶，并且其倾角要注意结合经验常数进行放置，在利用太能制备热水的过程要注意时倾角的大小与建筑所在区域的纬度数相同，在采暖的过程中要注意倾角要在地区纬度数的基础上加上15度。
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被动式的太阳能运用技术主要是在不借助机械设备以及复杂系统的基础上，对太阳能进行收集、存储以及输送的技术，这种太阳能运用系统不能与建筑设备进行分离，常用的系统有直接获取、间接获取以及混合获取等方式，但是任何一种获取方式都需要借助采光面或者是太阳能收集器、吸热装置、蓄热材料以及输送控制系统等。在建筑设计的过程中一定要充分考虑建筑所在区域的太能辐射情况以及周边现场情况，采光面、采集器等装置的布置要合理，要加强对整体热工的高性能维护结构，降低空气的渗漏，从源头上减小采暖以及制冷负荷。
2.2风能在建筑设计中的运用
风能也是利用比较早的可再生清洁能源。风能在建筑设计中的运用主要是风力发电以及建筑的自然通风与被动降温。
在建筑设计中风力发电主要是使用小型或者是微型的风力发电装置为处于偏远地区的无法实施电网作业的区域供电，目前这类发电技术已经比较成熟。但是风力发电在我国城市范围内则很少使用，在国外已经得到了一定程度的推广，比如加拿大国家展览馆的风力，日本的写字楼以及商场等建筑的微型风力发电装置正在逐渐被推广，只需要2m/s的风力便可以供电。在建筑设计中运用风力发电需要注意建筑所在地区的风力资源，还要即可能的使用静音发电装置以避免由于噪音对周边居民产生干扰。另外，风力发电所提供的电能还不稳定，还需要考虑使用大型蓄电池以及“风力-光伏”互补系统等以实现电能的稳定供应。
对建筑的自然通风以及被动降温可以起到改善室内热舒适以及空气的质量，夏天可以借助自然通风进行被动式降温以减小空调的消耗，避免“建筑综合症”的发生，在冬季，使用自然通风可以达到除湿、较小室内污染物的目的，减低采暖消耗，节约能源。自然通风被动降温主要有两种方法，其一是将室外的空气引入室内，提高人的舒适度，其二是把夜间的冷风引入室内，进行夜晚通风降温。
2.3 地热能在建筑设计中的运用
地热能的使用技术主要是将地表下的土层当作冬季的热源以及夏季的热库。在冬天可以借助热泵将地表下的低温热源抽取共给建筑采暖以及热水的制备，而在夏季则通过泵向地表排放热量。
在建筑设计中运用的地源热泵技术主要有两种，其一是土-气结合的地源热泵技术，该技术是由浅土层或者是地下水中取暖或者是排放热量，然后通过热泵机组直接进行热风或者冷风的转变；其二是水-水结合的地源热泵技术，该技术是从地下水中取热或者是向其中排放热量，然后在借助热泵机组进行热水以及凉水的转换，最后通过风机盘管转换成热风或者是冷风给室内供暖或者制冷。地源热泵技术需要在建筑物周边打竖井或者深挖沟，抽取地表水将其输送至换热器，然后通过盘管将其排放出来。所以在建筑设计中要充分考虑建筑周边环境以及地质情况，还有合理规划机房位置以及末端装置。
2.4 水能的利用
在进行建筑设计时，要充分结合建筑工程所在地区的气候因素、供水情况以及地理环境等，合理规划建筑的给排水系统，从而有效的控制水流流向，对水资源进行回收利用。在建筑设计中，水能的利用主要体现在雨水中的中水回收方面，通过合理的设计对雨水资源进行收集、存储，然后再处理过后的水资源用于消防以及绿化灌溉等，从而实现水资源的充分利用，降低建筑物的整体水资源的消耗，促进建筑工程的绿色发展。
此外，在建筑设计中运用的可再生能源还有生物质能。生物质能的利用重点主要包括城市生活垃圾以及废物处理的热电联产，还有农村沼气的开发与利用。生物质能是将不利于环境友好发展的垃圾以及废物等转换为清洁的能源，节约资源，无污染，具有非常广阔的发展前景，将生物质能与建筑设计结合起来，可以有效地实现节能减排、绿色建筑以及节能建筑的发展，实现最大的经济效益。
3 结束语
综上所述，科学技术的迅猛发展，使得能源消耗问题成为经济快速发展的阻碍，在建筑设计中利用可再生能源，不但有助于降低建筑运营中对能源的消耗，同时还有助于保护环境。
参考文献：
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[3]陈冯芳. 可再生能源在建筑设计中的利用研究[J]. 冶金丛刊, 2016(4)：73-74.
论文作者:吴志娟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/25
标签：建筑设计论文; 太阳能论文; 可再生能源论文; 建筑论文; 风能论文; 地热能论文; 生物质能论文; 《基层建设》2018年第31期论文;