可再生能源在建筑设计中的利用研究

可再生能源在建筑设计中的利用研究

赵晓霜

中国建筑西北设计研究院有限公司，陕西省西安市 710018

摘要：能源是人类从事生产和维持生活的必要保障。从第一次工业革命开始，人类为了满足日益增长的生活需求，不断加大对能源的开发利用，甚至采用了掠夺式的开发手段。21世纪以来，全球面临的能源安全和生态环境保护问题日趋严峻，新冠肺炎疫情的肆虐严重冲击了各国经济社会的发展，为了将经济复苏与应对气候变化的长期目标紧密结合，各国纷纷选择“绿色复苏”路线，将绿色经济置于刺激计划的核心，加大对可再生能源领域的投入，我国也将开发利用可再生能源作为应对日益严峻的能源环境问题的战略举措。

关键词：可再生能源；建筑设计；利用

引言

在推进碳达峰、碳中和的经济社会系统性变革中，以减碳为基本导向的能源结构调整，无疑是落实碳达峰、碳中和战略最具基础性的重要领域。2021年4月，国家发改委提出碳达峰、碳中和八个方面的重点工作，明确要求要“大力调整能源结构，实施可再生能源替代行动”，将可再生能源发展确定为落实碳达峰、碳中和目标的优先行动领域。

1可再生能源利用准则

在建筑工程过程中应用可再生能源相关标准，需从以下三个方面进行研究：（1）在建筑物管理中，需要不断提升自身的建筑工程管理水平，在实际建筑设计的过程中，要根据施工地点的实际情况，包括地理位置、采光条件以及周围实际环境，形成有效的调研报告，从而在对各个楼梯中通风问题、走向问题、供暖问题等方面设计提供参考的同时，有效达到更为完善的设计水平，达到最佳的设计效果，以此满足不同用户对于建筑的使用需求。（2）建筑垃圾的管理。在建筑工程中进行垃圾处理时，不仅需要对垃圾进行整体回收，对其中可用成分进行循环使用的同时，并对一些有害建筑垃圾进行合理有效的处理，在不影响建筑施工和质量的基础上，有效实现建筑材料循环食用。（3）智能化发展，在建筑设计的过程中，还需要保证所有的建筑物设备能够实现智能化发展，更进一步保证系统高效运行效果，促进建筑物的整体质量升级进步。

2可再生能源在建筑设计中的利用

2.1生物质能的利用

生物质能的主要应用是将砍伐木材或农林剩余物进行物化处理加工之后将其应用于建筑物中，从而有效减少石化能源的使用量。目前生物质能更多的使用价值是实现部分替代工业燃料，减少燃煤、燃油、燃气的消耗，降低企业减排成本。在建筑设计中的应用不及太阳能的占比高。基于生物质能而研发的各种生物质能源技术可满足特殊用户的需求。生物质能分布比较分散，但是来源广泛，因此需要有针对性的进行利用。在利用生物质能方面，可以将其作为居民生活燃气以及供热工业窑炉的燃料等。在进行垃圾处理的过程中，为避免影响到周围环境，也为了保障建筑物有达到绿色性和环保性的要求，在进行设计的过程中，需要充分考虑到建筑物垃圾的重量种类以及处理方式，从而利用生物能的运行系统以及开发系统最大限度的利用建筑垃圾，从而减少能源资源的浪费。但是，目前整个建筑市场中针对生物质能的应用率并不高，这是因为我国生物质能产业仍然处于初步阶段，商业模式尚不成熟。面对这种情况，想要提升生物质能在建筑设计中的应用率，就需要提高生物能源设备系统集成能力，为进一步提升对生物质能的利用率，需要研发与设计使用生物质能的相关仪器设备，只有完善了相关的配套设备的研发与制造，才能够进一步提高生物质能在整个市场中的利用率。另一方面还需要构建起生物质能相关的市场网络体系在进一步完善对生物燃料的收集以及加工的投资，提供相应的售后服务，保证整个链条的完整性，这样才能够深入挖掘出生物质能的应用价值，而这对于进一步完善我国整个生物质能的应用市场有重要意义。

2.2太阳能的利用

通过对太阳能的深度利用，从而实现将其转化为热能、化学能、电能、机械能，极大程度地降低建筑物耗能。特别是通过利用光伏发电，对于解决能源短缺和环境污染有重要价值。太阳能具有光伏清洁、安全、便利、高效的特点，不仅已经成为新兴产业之一，利用光伏发电对于平衡建筑能耗有重要价值。据统计自2013年起，我国光伏发电新增装机容量连续４年超过10GW，稳居全球第一。通过将春夏秋三季的太阳能储存起来，从而在冬季用于集中采暖的热水供应，是目前我国常用的一种太阳能光热系统形式，这种方式能够实现可再生能源的最大化利用。在建筑设计中利用太阳能，首先，需要明确太阳能应用的建设设计结构，目前主要是分为5个部分，包括采光装置或者是集光装置、吸收热量装置、存储能源装置以及调控装置，其中吸收装置的作用在于吸收能源，因此考虑到能够获得最佳的能源吸收效率，其颜色通常为黑色，而为了保证能够获得最佳的资源储备利用率，太阳能的建筑设计结构的蓄热装置一般采用为导热性较差的材料。也正是因为在建筑设计中太阳能的利用原理相对简单，且能量获取的过程也相对简单，加上成本较低，因此是一种被广泛应用的可再生能源。其次，为保证太阳能的利用最大限度的发挥出来，在进行设计的过程中，需要尽可能的避免建筑的光遮挡现象，因此必须要保证建筑的设计方向为坐北朝南。另外在设计吸收装置的过程中，也需要充分结合当地的天气情况，建筑类型以及对能源的需求量作为参考的重要标准。最后，在信息设计的过程中，还需要尽可能保证设计形体的紧密型，一定要严格按照室内的不同区域的功能进行划分。

2.3地热能的利用

地热能也是目前建筑设计中广泛应用的一种清洁能源，通过利用地源热泵技术有效降低建筑能耗。通过借助地源热泵技术，从而将原本低质的热能转化为高品位的热能。地热能作为一种可再生资源，可实现随时的利用，并且在使用的过程中也不会产生任何可能影响到环境的物质。而使用地源热泵进行运转的相关仪器设备，在运行的过程中也不需要水，不会影响到水资源的利用，环保性能十分明显。前期在设计阶段，通过对建筑物所在的水文地质进行勘测，制定地热资源的合理利用方案。

3可再生能源发展策略

一是加快完善可再生能源电力市场交易机制，打破省间电力交易壁垒，鼓励送受两端市场主体直接开展交易，有针对性地建立可再生能源发电参与电力现货市场交易的体系，并积极引导和规范电力市场建设，通过市场化方式提升可再生能源消纳能力；二是加强对储能技术研发和应用的扶持政策，进一步加快建立与电力市场化运营相配套的储能价格机制；三是加快完善可再生能源与社会和自然生态环境保护的协调发展保障机制和政策，尤其是水电、生物质能涉及到移民安置、土地利用和生态保护配套政策；四是设立可再生能源专项发展基金，以促进可再生能源技术研究以及科技推广的长远规划，并积极采用财政补贴、财政贴息、价格支持以及政府采购等多样化的财政支持方式，充分发挥财政杆杠效应，调动投资者的积极性。

结语

加快全球能源转型，实现绿色低碳发展，已成为当今国际社会的共同使命。习近平总书记在第七十六届联合国大会发表的重要讲话中强调“完善全球环境治理，积极应对气候变化，构建人与自然生命共同体”。新型低碳能源注定将成为构建“人类命运共同体”的绿色引擎，中国也必将会为世界可再生能源发展贡献出“中国智慧”和“中国贡献”。

参考文献

［1］魏蒙蒙，鲁月红，王金芝，等．零能耗建筑可再生能源系统优化设计［J］．安徽工业大学学报（自然科学版），2018，（3）：266－273．

［2］杨乐．浅析可再生能源在建筑设计中的利用路径［J］．地产，2019，（22）：38．

［3］倪欢欢．可再生能源在建筑设计中的利用［J］．四川水泥，2018，（6）：95．