建筑设计中的可再生能源的利用简述论文_李高亮,刘海军

建筑设计中的可再生能源的利用简述论文_李高亮,刘海军

机械工业部汽车工业天津规划设计研究院 天津 300300

摘要:从可再生能源的应用效果上来看,其还能够表现出较为理想的清洁性特点,这种清洁性主要就是指相应可再生能源的应用能够避免在后续应用过程中出现较为明显的污染问题,相对于传统煤炭以及石油的应用来看,其环保效果极为突出,进而也就能够较好适应于当前越来越注重环境保护的社会发展趋势,值得进行广泛运用。

关键词:建筑设计;可再生;能源;利用

对于可再生能源而言,其最为突出的一个特点就是“可再生性”,也就是无限性,这种无限性也就表明相应可再生能源能够源源不断的出现,并不会因为人们的应用而减少,进而也就体现出了极强的应用价值效果。这种取之不尽用之不竭的可再生能源应用特点也就值得在各个方面重点探索其应用方式,最终提升其应用价值。目前,提高能源的利用效率,降低行业生产过程中能源的浪费率,加大与可再生能源的开发和应用范围,以及成为全世界促进经济发展过程中形成的共识。从类型上来看,目前我们能够使用的可再生能源主要有风能、太阳能、潮汐能、地热能、水能和生物质能等。建筑行业作为目前使用可再生能源最重要和广泛的行业产业之一,对这些可再生能源在该行业当前的应用情况进行分析,不仅可以为建筑行业的可持续发展提供一定的推动力,还能够有效缓解当前全球经济发展过程中能源紧张的问题。

1 可再生能源种类

①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。②风能,这是风在流动过程中负载的能量,所以,风能的大小是由空气密度和风速所决定的,目前,该类能源主要被用于建设风力发电厂。③水能,当风的流动和太阳的热度会导致水被蒸发,形成水蒸气,当水蒸气进入到大气中时,就会形成雨和雪;当大气层中的雨雪降落到地面时,就会出现河流和湖泊;而河流湖泊中的水在流动的过程中会产生一定的能量,我们破捕获的这些能量就是水能,其主要是以水利发电的形式被人类应用的。④生物质能,我们所说的生物质是生物体内部有机质的总称。在日常生活中,生物质可以作为交通运输和发电的材料,或者是被制作成化学制品。⑤地热能,此种能源主要是由地球内部热量所组成的,在使用该能源的过程中,其能够起到辅助设备发电,或者是在建筑内部制冷供热能等方面的作用。此外,在海洋在运动的过程中产生的潮汐能、破浪能,以及海洋表面受温度变化影响产生的温差和盐差能等,也都是可再生能源的一种,都属于社会发展过程中会利用到的能源类型。

2 应用可再生能源的原因

众所周知,社会经济的发展需要依靠能源的支撑,但随着经济发展速度的加快和能源消耗量的增加,使得世界范围内能源的存储量也随之不断的减少,已经无法满足经济发展的需要。这使得能源危机问题已经愈发严重,所以,在科学技术不断发展的今天,利用高新技术对可再生能源进行深入的分析和研究,使得其能够逐渐取代化石类不可再生能源在发展经济过程中的地位,已经成为当前经济发展过程中的重要问题。建筑行业作为推动经济不断发展的支柱性产业,也是能源消耗量最大的产业之一。就现代住宅本身来看,其不仅是满足人们衣食住行需要的一个场所,也需要满足人们对于优质生活的需要,所以,在房屋设计过程中不断的融入绿色环保的设计理念和材料,减少建筑物建设过程中能源的消耗量,便成为当前建筑设计策略中的重要组成。

3 可再生能源的具体应用

3.1 风能的应用

在建筑设计过程中,风能的应用方式主要有利用风能压力促进房屋内部通风换气和风能发电两种。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,在我国的沿海地区,由于气候较为湿热,所以在规划建筑布局时,设计人员需要对建筑物单体的体量和建筑物群体的组合形式进行和科学合理的设计和布局,有效的利用建筑物阳面和阴面之间形成的风压差,促进建筑物内部空气的流动,使建筑内部可以处于气流循环状态,从而让单体建筑能够拥有较为良好的自然换气通风效果。在城市中心和建筑物较为密集的地区,由于空气流通性相对较差,所以,设计师可以在建筑物顶部设计一个捕风装置,通过利用风能的垂直分布特点和空气流动过程中产生的烟囱效应引导气流沿着特定的轨道流动,从而达到改善建筑内部热环境,进而满足居民在舒适度上的要求。与此同时,在对单体建筑进行设计时,设计人员需要收集施工地区的气象资料,到施工现场进行实地调查,了解现场的风环境,以便对建筑物开口的高度和位置进行合理的调整,使得建筑物中有大部分的房间都能够拥有良好的通风换气环境。

3.2 太阳能的应用

在建筑设计中,太阳能的应用可以被划分为被动式、主动式和太阳能光电这三大技术种类。其中被动式的应用技术主要是通过对建筑物周围和环境和朝向进行合理的布置、对建筑的外部形体和内部空间进行优化处理、合理的选择施工材料和机构类型等来达到收集、存储与合理分配太阳能的建设目的。主动式技术是将太阳能管道、集水器、风机,或者是散热器、存储热量的装置等构成统一的太阳能供热采暖系统,并将其与太阳能制冷剂相组合,在建筑物内形成太阳能制冷供热系统。光电技术主要是半导体具有的光电效应作为应用原理,在建筑物内安装由太阳能电池板、逆变器、充电控制器和蓄电池构成的发电系统,以此来节约电能资源,减少建筑物运行成本,减少环境污染。

3.3 地热能的应用

从类别上来看,地热能主要由地球自身的放射性元素在发生衰变时产生的热能和地球浅层在接收了太阳能后产生的热能组成。其中,前者主要以水蒸气和地下热水的形式出现,温度相对较高,主要可以被用于为建筑供暖和发电等,目前该项热能应用技术的发展已经比较成熟;后者主要是由太阳能转化形成的,基本是被蕴藏在浅地层中,温度、开采成本以及开采技术要求相对较低,不会受到地理环境等因素的影响,比较适合用于为建筑内部制冷和供暖,这使得其在近些年很受空调和节能行业的重视。在我国,地热能源主要被应用到了空调行业之中,其主要起到绿化建筑物内部环境,提高室内制冷供暖系统的节能性的作用。3.4 其他能源的应用同其他几种可再生资源相比,生物质能具有更高的开发潜力。伴随近些年城市化发展速度的提升以及城市人口的扩大,不仅导致城市能源危机问题愈发的严重,城市生活垃圾的污染面积也随之不断的扩大。对此,设计人员可以在不影响建筑物地基稳定性的情况下在建筑物的下方设计一个半封闭式的垃圾存储和焚烧空间,将单体建筑物中每天产生的生活垃圾进行统一焚烧,并将焚烧后产生的热能和电能存储起来,通过管道传输回建筑物内部[3]。此外,海洋能源中的潮汐能和海流能等,可以被应用到一些沿海建筑物内部的发电之用,设计人员可以通过设计地下管道的方式,将白天收集到的海洋能源来维持建筑物内部夜晚基本的供电,从而达到节约电能资源,减少建筑物夜间运行成本,提高建筑企业经济效益的作用。

4 结束语

总而言之,作为国民经济支柱性产业之一,建筑行业发展的速度直接受到能源供应量的制约。就目前来看,全球都在面临能源紧张的发展危机,建筑行业也不例外。因此,为了能够有效降低能源危机对社会经济和建筑行业发发展的影响,不仅要提高当前能源的利用率,还需要加大研发和应用可再生能源的力度。对此,在建筑设计阶段,相关人员应该要尽可能应用可再生能源,以便保证在工程建设过程中不会因为受到能源供应不足情况的出现,而导致建筑工程的建设质量和工期受到影响。

参考文献

[1]刘金铭.可再生能源在建筑节能中的应用[J].技术与市场,2013,10(10):26~27.

[2]孟宪建.浅析可再生能源在绿色建筑设计中应用[J].能源与节能,2011,12(12):40~41.

论文作者:李高亮,刘海军

论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期

论文发表时间:2017/9/29

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