关键词:可再生能源;建筑设计;环保
引言:在建筑领域里,我国自改革开放以来建筑能耗快速增长,单位建筑面积能耗是发达国家的2到3倍以上,超过所有发达国家的总和,已成为世界第二能源消耗国。同时,我国又是能源资源严重短缺的国家,资源总量和人均资源量都严重不足,资源总量和人均能源占有量均低于世界平均水平。建筑节能正日益成为关乎我国经济发展乃至社会稳定的战略大计,势在必行。实现建筑节能可以从节约能源与开发和利用新能源两方面着手,可再生能源因其自身清洁、环保、易取得、可再生的特点而在建筑中得到广泛的推广和应用。
1、可再生能源发展的现状
相对于其他国家来说,我国的可再生能源是非常丰富的,尤以水能的开发和利用最为明显。其中,太阳能所覆盖的范围就已经超过了我国将近三分之二的面积,每年所产生的辐射量达到每平方米六千伏;风能可供有效开发的资源量,能够达到三十亿千瓦,这还只是按照德国、西班牙等一些西欧国家的评判标准来评定的。除此之外,地热资源探明储量将近32亿吨标准煤当量;秸秆、有机垃圾和薪柴等这些现有的可再生物质能源总量共达到7亿吨标准煤当量。总的来说,我国的可再生能源相当的丰富,不管是在现有的使用条件下还是在今后的开采过程中,都具有非常大的发展空间,能够为我国经济的发展提供足够的能源。可再生能源在我国经济的发展过程中使用的量也在不断地增加。以2006年为例,年底总共所使用的可再生能源达到2亿吨标准煤当量,这样的一种情况相比2005年将近上升了0.5个百分点,是我国能源总消费量中非常重要的一部分。这种能源状况的存在标志着“绿色经济”的兴起,将有效地促进我国长期能源规划中2020年基本满足国民能源需求的目标,可再生能源在能源使用中的战略地位将进一步的提升,那时将需要更多的可再生能源。因此,只有最大限度的提高能源的供给率,改变能源的结构,才能够确实的保证我国能源供应的安全。
2、可再生能源如何在建筑设计中运用
现代的节约环保型建筑必须具备能源、水、气、光、温度等环境,植物系统和环保节能建材系统等要素,其中最主要的是能源。
2.1风能在建筑设计中的科学运用。
风电能源的特点是:可再生、干净、分布范围广、经济成本低。我国的风能资源相当多,一般来说,每十米高的陆地风源储量达到32.26千瓦。一点微风就能为建筑行业提供能源。风能在建筑设计中主要两种运用方式:风能发电和室内通风换气。具体要分析风能运用的地理环境。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果在湿热地区,建筑设计是就要全盘考虑建筑单体体量和群体组合,使建筑的阴面和阳面形成风压的差,从而在建筑物里面产生流动的空气,使单个建筑物通风效果良好。若是换成城市密集的建筑群,就在建筑物上设置相应的捕风设备,利用风能和烟囱效应促使气流运动,使建筑物凉爽。同时,有关设计师还要关注气象情况,对建筑实地调查,全盘了解风力环境,适当调整建筑物的门窗设置方位和高低。
建筑物上一般采用小型或微型风力发电机系统,由于风轮机的输出功率与风速的立方成正比,因而风力发电机常被安装在建筑物的屋顶,建筑设计时应使风塔与建筑物的造型和风格相协调。
2.2太阳能在建筑设计中的科学运用。
我国古代人就开始摸索利用太阳能,我国的太阳能资源也很丰富。太阳能在建筑物的应用形式主要分为两大类,即太阳能热利用和太阳能光发电。目前太阳能热利用的主要形式为太阳能热水器,发电则以太阳能光伏发电为主。在建筑屋顶及墙面安装太阳能电池发电系统,利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能,可以将太阳辐射能直接转换成电能。随时向用电设备供电,可满足楼内的动力和照明系统的用电需求,如光伏防水卷材柔性太阳能屋面联网发电。它的优势在于不占土地;楼上发电楼内用,不造成传输损耗,适合在建筑物上安装等特点。而我国每年新增的建筑屋顶面积,可提供光伏发电10兆瓦。若屋面铺装单晶硅光电板面积为0.5倍屋面面积,就可供给建筑面积是屋面面积21倍的办公建筑使用。使太阳能光伏发电成为绿色建筑最具有发展前途的新能源利用技术。为了实现太阳能利用与建筑一体化,太阳能集热器和太阳能光电板通常可以安装在建筑屋面、阳台、墙面,建筑屋面的坡度宜结合太阳能集热器和太阳能光电板,接受阳光的最佳倾角即当地纬度来确定;由太阳能集热器和太阳能光电板构成的阳台栏板,应满足其刚度、强度及防护功能的要求;太阳能集热器和太阳能光电板镶嵌在墙面时,应与墙面装饰材料的色彩和风格协调一致;太阳能热水系统配备的输水管和电器、电缆与建筑物其他管线统筹安排、同步设计、同步施工,安全、隐蔽、集中布置,便于安装维护。利用光导纤维技术还可使太阳光用于室内照明,光纤导光采光法是通过光导纤维式太阳光导入器具和通过光学透镜将太阳光聚焦,用光缆把阳光传送到室内和地下室等需要采光地方的。太阳光导入器具安装在建筑屋顶、阳台、地面、墙壁等能一年四季均照得到太阳光的地方,通过光缆接入室内,这样每天从太阳升起到落下,室内都有固定(可移动)阳光的直射,10多个小时享受免费的太阳光。可见,太阳能在建筑行业中的应用,从过去的采暖,发展到发电、烧水、制冷、通风、采光等一系列作用。当前最大的问题是要降低百姓应用太阳能的成本,以合理价格引导百姓心甘情愿地接收节能环保的设备。
2.3地热能在建筑设计中的科学运用
地热指利用地表下的土层作为冬天的热源和夏天的热库,具体指人们用热泵抽取地下表层的热能,作为建筑物的采暖;反之夏天向地下排放热量。这里的能源主要是被利用、转移而非被消耗。美国、瑞士等西方国家的地热利用系统发展得很快,我国也正在抓紧赶超。
地源热泵的技术路线分为两种:土-气型地源热泵技术和水-水型地源热泵技术,前者从浅层土壤或地下水中取热和排热,通过分散布置于各个房间的热泵机组直接转换成热风或冷风;后者从地下水中取热和排热,经过热泵机组转换成热水或冷水,然后再经过布置在各房间的风机盘管转换成热风或冷风给房间供暖或制冷。
结束语
综上所述太阳能、风能、地热能等可再生资源在建筑设计中的运用,可以节约能源,预防环境污染,有利于社会持续发展。可再生能源的充分应用有利于推动我国的绿色经济、绿色消费、绿色建筑事业的发展。因此,这不仅仅是建筑师、开发商的事,而且需要每个人、全社会共同的努力。
参考文献
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[2]张霖.绿色建筑的建筑节能技术[J].广西城镇建设.,2011
[3]田蕾.秦佑国.可再生能源在建筑设计中的利用[J].建筑学报,2011
论文作者:张博
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/14
标签:太阳能论文; 建筑论文; 可再生能源论文; 能源论文; 建筑物论文; 建筑设计论文; 我国论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;