论文部分内容阅读
摘要：可再生能源在新时期不单单是对太阳能光电板的使用，目前建筑设计师更加侧重可再生能源的利用条件和方式。本文主要介绍了风能、太阳能以及地热等可再生能源在新时期建筑设计中的科学利用情况，分别叙述了能源利用概况以及建筑设计运用方法。
关键词：可再生能源;建筑;设计;利用
建筑设计师应在进行建筑设计时应该融入新时期的特点，发挥积极的作用，更加全面地了解可再生能源在建筑设计中的科学利用方式。
风能的利用历史最早要追溯到公元前5000年的埃及人的航海活动，随后，人类开始利用风能从事谷物的研磨和汲水工作，到现在风能在这些领域的使用仍然存在。近现代时期，人类创造出了风力涡轮机，可以为远处提供风能电力。上世纪的后半期风力农场出现。
小型或微型的风力发电机被广泛地运用于建筑领域，并且这些发电机的技术在我国已较为成熟，目前所投放的地区大部分在偏远的农村，由于缺乏电网连接所以对风能的需求更大。相比农村，城市地区的分风力发电机使用就较少。实施上按照目前的科技能力和人们的接受程度，让风力发电机走入城市生活中是十分有可能的。加拿大的多伦多就把风力发电机安装在国家展览馆中，目前已有100万Kw的绿色电能，成为该市的特色之一。在日本，风力发电机广泛地使用在写字楼、商店中，对于日本家庭开始推广使用“小型微风风力发电机”，这类发电机对风能的要求仅仅是2m/s左右的风速，相当于使树叶轻轻晃动的风速就可以进行发电工作。针对建筑物中的小型微型发电机，它对风车的要求要在3～5m之上，叶片的直径要在2～4m，可以用来建筑物的亮化照明工作。
公元前2800年，太阳光的朝向就影响了神庙的方位设计。在古代建筑中，也普遍地根据太阳光来对建筑做一定的调整，例如对建筑的南北朝向布局，以及开窗的方向等。在工业革命以后，人们对建筑进行了一定的反思，对建筑物的要求更注重阳光和新鲜的空气，目的是为了预防疾病。在上世纪40年代到50年代期间，对太阳能的技术研究达到了鼎盛时期。在上世纪70年代经历了石油危机，被动式太阳能技术在此期间正式被提出，同时还有主动式太阳能技术和太阳能光电技术也获得了较大的进步。太阳能的技术一般情况下分为被动式太阳能技术、主动式太阳能技术以及太阳能光电技术。
地热在过去被描述为两种完全不同的能源系统，针对地球深处采集的热能和利用地标下的土层转换为冬天和夏天的热能量。其中用于夏天的热裤更准确地名称是“地缘热”。
热泵可以对地下浅表层的低温热能进行抽取工作，为供暖提供热量和制备热水，在夏天可以向建筑物进行热量的排放。因为电能只负责抽取热量，所以电能消耗可以大大地减轻。在瑞典、美国、加拿大、瑞士等国家地源热泵式的空调系统已经得到广泛的应用，在我国地源热泵的市场也进入了活跃的阶段。
通常情况下，地源热泵的技术线路划分为两种，一种是气型地源热泵技术和水，另一种是水型地缘热泵技术。气型地源热泵技术能够将浅层土壤和地下水中吸取和排除热量，并分散在各个热泵机组中进一步转换成热风和冷风。水型地缘热泵技术则是通过地下水来进行排热和取热工作，途径热泵机组可以进一步转换成热水和冷水。分散在各个房间都布置好的风机盘，可以转换成热风和冷风为房间提供制热和制冷的效果。
风力发电运用于建筑设计，需要综合考虑建筑所在环境的风力情况以及噪音情况，并勘察噪音会给居民带来的影响，这也是城市限制风力发电的一个重要原因，不过目前带有“静音”功能的风力发电产品已经被研发出来。
跟传统的能源相比，风力发电的缺点在于具有不稳定性。解决风力发电的不稳定性，可以通过四种手段来改善：（1）和电网相连，通过电网储备风力，承担蓄电的作用。（2）使用大型的蓄电池。（3）利用“风力——光伏”的互补形式。（4）利用“风力——柴油机”的互补习惯是。目前在我国能够广泛运用的是大型蓄电池、“风力——光伏”、“风力——柴油机”等。
因为风轮机所输出的功率和风速的立方成正比，所以风力发电机一般都安装在屋顶，这就要求建筑设计师要对风力发电机的安装位置以及与建筑物整体风格协调上多加考虑。在国外，风力发电机的造型设计一般都是利用纵轴、横轴、叶片数量以及翼展的协调变化来进行造型的设计，从而使风力发电设备从外形上更符合建筑物的整体需求。
建筑设计要注重自然通风的作用，一是要改善空气质量，二是改善室内热舒适。夏天的时候，通过自然通风可以进行被动式的降温活动从而减少空调的能源消耗，并且可以有效地避免“建筑综合症”的问题发生。冬天的时候，自然通风可以使屋内的潮气以及污染物适当的派件，从而减少暖气的能源消耗。
自然通风被动式降温的作用方式有两种，一种是“通风增加人的舒适度”，另一种是“夜间通风降温”。前者是将室外空气引入室内，利用风吹过人身体所带来的蒸发作用，让人感受到凉意，适合气候炎热潮湿的地区。后者让夜晚的凉风进入，使屋里的热量得到分散，次日屋内的蓄热材料就有热库的作用，室内的温度可以得到平稳上升，适合昼夜温差大气候干燥的地区。
被动式太阳能利用是对太阳能进行收集、储备以及输送的一种利用方式，但是这个过程不能借助机械设备和复杂的控制，它和建筑是融为一体的，利用方式有直接、间接以及混合式这三种形式。被动式太阳能系统包含的5个基本要素是：收集器、吸热装置、储蓄热能材料、输送和控制装置。
通常情况下，收集器一般会选用窗户。窗户的整体热工性可以用U值来度量，U值与绝热性能成反比。反映玻璃的性能是SHGC（太阳得热系数）。SHGC所表示的值越大就表示太阳辐射能够进入建筑越多。在被动式的太阳能建筑中更需要选择SHGC值高的玻璃。
蓄热材料能够保留阳光所产生的能量，比如墙体、盛水的容器以及变相材料等等，会在吸收装置的下面。输送系统在被动式太阳能建筑中表现为借助风扇、导管和风机来进行热传输。
地源热泵主要是通过对建筑物周围的土地进行挖深沟、直接抽取地表水、输送到办事换热器等几种方式来进行热量的交换工作。无论是那种方式都需要对建筑物周围的环境情况进行勘察，一是检查能否正常利用地源热泵进行工作，二是寻找是否具有可利用的条件。实行第一种方式，就需要有足够的空间来进行，例如空地、停车场这类空隙较大的地方进行埋管。采用后几种方式，需要采用合理的去睡构筑物，这对场地的规划设计要求较高。
一般情况下，地源热泵会放在室内，要有一般空调都会用到的冷却塔，这样更有利于整体的构造设计。用小型的热泵来代替集中的机房，按照各家各户的自行调解进行计量工作，免于在室外挂机，更有利于设计的简洁化。
地源热泵的末端安装也包含很多中选择，可以使用有风机盘管，也可以使用辐射吊顶，不过需要注意的是夏季吊顶的表面出现结露的问题，会影响到地源热泵在室内的造型与格局设计。
三、结语
综上所述，为了更好地使可再生能源在建筑设计中得到利用，建筑设计师应更加全面地对建筑环境进行评估，对场地规划、建筑布局等对可再生能源利用造成影响的因素进行评定。在设计阶段要积极地融入可再生能源利用的问题，通过多种手段技术来与工程达成协调，使得可再生能源在新时期的建筑领域得到广泛的利用。
参考文献：
[1]李弘范.绿色建筑设计浅探[J].低温建筑技术，2008（04）：55-56.
[2]张霖.绿色建筑的建筑节能技术[J].广西城镇建设，2011（01）：11-12.
[3]仇保兴.南方建筑节能的特点与重点[J].建设科技，2011（02）：69-71.
关键词：可再生能源;建筑;设计;利用
建筑设计师应在进行建筑设计时应该融入新时期的特点，发挥积极的作用，更加全面地了解可再生能源在建筑设计中的科学利用方式。
- 可再生能源种类概述
- 风能
风能的利用历史最早要追溯到公元前5000年的埃及人的航海活动，随后，人类开始利用风能从事谷物的研磨和汲水工作，到现在风能在这些领域的使用仍然存在。近现代时期，人类创造出了风力涡轮机，可以为远处提供风能电力。上世纪的后半期风力农场出现。
小型或微型的风力发电机被广泛地运用于建筑领域，并且这些发电机的技术在我国已较为成熟，目前所投放的地区大部分在偏远的农村，由于缺乏电网连接所以对风能的需求更大。相比农村，城市地区的分风力发电机使用就较少。实施上按照目前的科技能力和人们的接受程度，让风力发电机走入城市生活中是十分有可能的。加拿大的多伦多就把风力发电机安装在国家展览馆中，目前已有100万Kw的绿色电能，成为该市的特色之一。在日本，风力发电机广泛地使用在写字楼、商店中，对于日本家庭开始推广使用“小型微风风力发电机”，这类发电机对风能的要求仅仅是2m/s左右的风速，相当于使树叶轻轻晃动的风速就可以进行发电工作。针对建筑物中的小型微型发电机，它对风车的要求要在3～5m之上，叶片的直径要在2～4m，可以用来建筑物的亮化照明工作。
- 太阳能
公元前2800年，太阳光的朝向就影响了神庙的方位设计。在古代建筑中，也普遍地根据太阳光来对建筑做一定的调整，例如对建筑的南北朝向布局，以及开窗的方向等。在工业革命以后，人们对建筑进行了一定的反思，对建筑物的要求更注重阳光和新鲜的空气，目的是为了预防疾病。在上世纪40年代到50年代期间，对太阳能的技术研究达到了鼎盛时期。在上世纪70年代经历了石油危机，被动式太阳能技术在此期间正式被提出，同时还有主动式太阳能技术和太阳能光电技术也获得了较大的进步。太阳能的技术一般情况下分为被动式太阳能技术、主动式太阳能技术以及太阳能光电技术。
- 地热
地热在过去被描述为两种完全不同的能源系统，针对地球深处采集的热能和利用地标下的土层转换为冬天和夏天的热能量。其中用于夏天的热裤更准确地名称是“地缘热”。
热泵可以对地下浅表层的低温热能进行抽取工作，为供暖提供热量和制备热水，在夏天可以向建筑物进行热量的排放。因为电能只负责抽取热量，所以电能消耗可以大大地减轻。在瑞典、美国、加拿大、瑞士等国家地源热泵式的空调系统已经得到广泛的应用，在我国地源热泵的市场也进入了活跃的阶段。
通常情况下，地源热泵的技术线路划分为两种，一种是气型地源热泵技术和水，另一种是水型地缘热泵技术。气型地源热泵技术能够将浅层土壤和地下水中吸取和排除热量，并分散在各个热泵机组中进一步转换成热风和冷风。水型地缘热泵技术则是通过地下水来进行排热和取热工作，途径热泵机组可以进一步转换成热水和冷水。分散在各个房间都布置好的风机盘，可以转换成热风和冷风为房间提供制热和制冷的效果。
- 可再生能源在建筑设计中的利用
- 风能的建筑设计策略
风力发电运用于建筑设计，需要综合考虑建筑所在环境的风力情况以及噪音情况，并勘察噪音会给居民带来的影响，这也是城市限制风力发电的一个重要原因，不过目前带有“静音”功能的风力发电产品已经被研发出来。
跟传统的能源相比，风力发电的缺点在于具有不稳定性。解决风力发电的不稳定性，可以通过四种手段来改善：（1）和电网相连，通过电网储备风力，承担蓄电的作用。（2）使用大型的蓄电池。（3）利用“风力——光伏”的互补形式。（4）利用“风力——柴油机”的互补习惯是。目前在我国能够广泛运用的是大型蓄电池、“风力——光伏”、“风力——柴油机”等。
因为风轮机所输出的功率和风速的立方成正比，所以风力发电机一般都安装在屋顶，这就要求建筑设计师要对风力发电机的安装位置以及与建筑物整体风格协调上多加考虑。在国外，风力发电机的造型设计一般都是利用纵轴、横轴、叶片数量以及翼展的协调变化来进行造型的设计，从而使风力发电设备从外形上更符合建筑物的整体需求。
建筑设计要注重自然通风的作用，一是要改善空气质量，二是改善室内热舒适。夏天的时候，通过自然通风可以进行被动式的降温活动从而减少空调的能源消耗，并且可以有效地避免“建筑综合症”的问题发生。冬天的时候，自然通风可以使屋内的潮气以及污染物适当的派件，从而减少暖气的能源消耗。
自然通风被动式降温的作用方式有两种，一种是“通风增加人的舒适度”，另一种是“夜间通风降温”。前者是将室外空气引入室内，利用风吹过人身体所带来的蒸发作用，让人感受到凉意，适合气候炎热潮湿的地区。后者让夜晚的凉风进入，使屋里的热量得到分散，次日屋内的蓄热材料就有热库的作用，室内的温度可以得到平稳上升，适合昼夜温差大气候干燥的地区。
- 被动式太阳能在建筑设计中的利用
被动式太阳能利用是对太阳能进行收集、储备以及输送的一种利用方式，但是这个过程不能借助机械设备和复杂的控制，它和建筑是融为一体的，利用方式有直接、间接以及混合式这三种形式。被动式太阳能系统包含的5个基本要素是：收集器、吸热装置、储蓄热能材料、输送和控制装置。
通常情况下，收集器一般会选用窗户。窗户的整体热工性可以用U值来度量，U值与绝热性能成反比。反映玻璃的性能是SHGC（太阳得热系数）。SHGC所表示的值越大就表示太阳辐射能够进入建筑越多。在被动式的太阳能建筑中更需要选择SHGC值高的玻璃。
蓄热材料能够保留阳光所产生的能量，比如墙体、盛水的容器以及变相材料等等，会在吸收装置的下面。输送系统在被动式太阳能建筑中表现为借助风扇、导管和风机来进行热传输。
- 地热的建筑设计策略
地源热泵主要是通过对建筑物周围的土地进行挖深沟、直接抽取地表水、输送到办事换热器等几种方式来进行热量的交换工作。无论是那种方式都需要对建筑物周围的环境情况进行勘察，一是检查能否正常利用地源热泵进行工作，二是寻找是否具有可利用的条件。实行第一种方式，就需要有足够的空间来进行，例如空地、停车场这类空隙较大的地方进行埋管。采用后几种方式，需要采用合理的去睡构筑物，这对场地的规划设计要求较高。
一般情况下，地源热泵会放在室内，要有一般空调都会用到的冷却塔，这样更有利于整体的构造设计。用小型的热泵来代替集中的机房，按照各家各户的自行调解进行计量工作，免于在室外挂机，更有利于设计的简洁化。
地源热泵的末端安装也包含很多中选择，可以使用有风机盘管，也可以使用辐射吊顶，不过需要注意的是夏季吊顶的表面出现结露的问题，会影响到地源热泵在室内的造型与格局设计。
三、结语
综上所述，为了更好地使可再生能源在建筑设计中得到利用，建筑设计师应更加全面地对建筑环境进行评估，对场地规划、建筑布局等对可再生能源利用造成影响的因素进行评定。在设计阶段要积极地融入可再生能源利用的问题，通过多种手段技术来与工程达成协调，使得可再生能源在新时期的建筑领域得到广泛的利用。
参考文献：
[1]李弘范.绿色建筑设计浅探[J].低温建筑技术，2008（04）：55-56.
[2]张霖.绿色建筑的建筑节能技术[J].广西城镇建设，2011（01）：11-12.
[3]仇保兴.南方建筑节能的特点与重点[J].建设科技，2011（02）：69-71.