李卉

摘要：我國經濟快速的發(fā)展，各方面都取得了優(yōu)異的成果。尤其是在建筑行業(yè)中，新能源的加入更是取得了飛躍的發(fā)展。不但解決了由經濟快速發(fā)展帶來的能源大量消耗，而且也減少能源危機越來越嚴重化。因為建筑行業(yè)相對其它行業(yè)而言，消耗能源過大，所以要對新能源的應用加以重視，促進新能源技術與建筑設計的有效結合。將兩者結合既可以為建筑帶來改變，又可以利用新能源獨有的優(yōu)勢，使建筑設計更加完善化。因此本文將對新能源應用到建筑設計中的效果進行分析，選取太陽能、風能及水能技術在建筑中的應用作進一步探析，僅供參考。

關鍵詞：新能源技術;建筑設計;太陽能;風能;水能

一、前言

新能源技術不僅可以合理利用大自然的自有資源，還可以節(jié)能減排，同時采用新能源循環(huán)利用模式，也可以降低技術成本等。建筑設計關乎于人類的居住環(huán)境，也影響著社會發(fā)展，在建筑設計中加入新能源技術可以使建筑更上一層樓，減少環(huán)境的污染，使建筑更加的環(huán)保，減少更多的資源浪費。因此要加大對新能源技術的開發(fā)和利用。此外，建筑行業(yè)對新能源利用也會引起其它行業(yè)的重視，從而全面貫徹我國綠色發(fā)展的政策方針，故而應當從理論和實踐等角度促進建筑設計與新能源技術更加密切的結合。

二、新能源技術在建筑設計中的利用的意義

（一）節(jié)能減排是建筑設計發(fā)展的新趨勢

節(jié)能減排是當前我國各行各業(yè)發(fā)展的新目標。經濟的快速發(fā)展的同時也增加了能源的消耗量，為了滿足能源需求量的逐步增加，建筑行業(yè)要加大對新能源技術的開發(fā)和利用，要充分認識到新能源對行業(yè)發(fā)展的現實意義，它可以成為支撐社會和經濟發(fā)展的支柱[1]。經濟發(fā)展的同時，能源的消耗量也在不斷的增加，因此使得世界上的能源儲備也在不斷的減少。而社會對能源的需求已經是處于供不應求的狀態(tài)，這樣也導致了能源危機越來越嚴重、環(huán)境污染問題越來越嚴重，尤其是建筑行業(yè)的比較突出。所以將新能源技術應用到建筑中，開發(fā)綠色建筑也是勢在必行，要使資源利用達到最大化，要考慮由新能源帶來的作用效果，要做到物盡其用。新能源技術與建筑設計相互結合，這樣做可以減少能源的消耗，通過環(huán)保的設計理念，降低對能源的消耗，提高人們的品質生活。

（二）新能源的利用推動建筑設計新發(fā)展

新能源技術與建筑設計的相互結合，要根據不同的情況去設計，要對地理位置作深入的考察和分析要依據具體的地理環(huán)境、氣候等諸多因素去做判斷，新能源在其中應該應用何種能源[2]。在建筑設計時，要對建筑整體結構做充分的分析，比如對地形樓層的高度、空間的大小、形狀等在建筑設計時都要考慮到，要充分對利用建筑整體結構的構造對其進行獨特的設計，像房屋的開口，要減少表面，開口部位內部等熱量散失。這樣做的目的是，能在采暖方面減少能源的使用，在制冷方面可以通過自然風、拍風孔、人造風等，利用已經存在的可觀條件來減少熱量的產生[3]。另外要設計出采暖光好的、不昏暗的方法，這樣的建筑設計有通過反射面、房屋的朝向方來設計。不僅可以達到節(jié)約用電、還可以使房間更加的明亮，再一方面是對房屋的絕熱設計，需要特別注意的是墻板、地面的設計。由此可見，新能源的利用改變了建筑設計的理念，推動了建筑設計的發(fā)展，可以節(jié)約很大一部分能源。

三、新能源技術在建筑設計中的應用與發(fā)展

由于能源消耗量的增加，建筑行業(yè)設計需要開發(fā)和利用新能源，來滿足當今社會的需求，滿足基本民生的生活。新能源開發(fā)項目有很多，主要包括太陽能、風能、水能。這些能源的開發(fā)，并應用到建筑設計中將會促進建筑行業(yè)的重大突破，滿足節(jié)能減排的行業(yè)發(fā)展要求[4]。目前新能源的開發(fā)還有很大的發(fā)展空間，現在對新能源的利用只是針對一些大的建筑項目，而用在一般建筑中還需要加強去應用。

（一）太陽能

1. 技術分析

就目前而言，新能源技術中相對普遍利用的是太陽能，太陽能的優(yōu)點是可以使建筑設計脫離電能。依靠太陽能的作用可以安裝熱水器，減少了人們在洗漱時的水電浪費，可以安裝太陽能路燈，可以自行調控，還節(jié)約了電能。太陽能在建筑設計中三種方式的應用主要有三種方式，分別是：被動式、主動式和太陽能光伏發(fā)電[5]。

（1）被動式。被動式太陽能建筑設計的原理是利用外部能源太陽的自我調節(jié)，充分利用太陽能熱能源，依據建筑的"冬暖夏涼"的需求，然后再用科學的技術對建筑的環(huán)境和位置做出合理的設計，從而改進建筑的外部形態(tài)和內部環(huán)境。被動式的方式是通過建筑的朝向，結構建造、建筑材料的合理設計和選擇，讓它能夠收集、蓄存和分配太陽能熱量等諸多優(yōu)點建筑的理念[6]。被動式的優(yōu)點是：發(fā)展的時間短，應用范圍相對廣闊;充分利用自然自有資源環(huán)境潛能;綜合科技技術與材料技術的高端建筑，構造簡單，經濟性優(yōu)越。

（2）主動式。即利用驅動供熱與其他設備相互鏈接形成。光電技術是根據半導體的光電效應的應用原理，在它的內部安裝一個發(fā)電系統(tǒng)，這樣做有利于降低能源的消耗和建筑成本和減少環(huán)境的污染。主動式太陽能建筑的優(yōu)點是：它依靠自身的獨特行為方式獲得能量，不需要其他任何機械力，只需要依靠太陽能自然供暖，白天的一段時間可以直接依靠太陽供暖，多余的熱量可以為熱容量大的建筑物構建（比如墻壁、屋頂、地板）、蓄熱槽的卵石、水等吸收，晚上通過自然對流放熱，可以使屋內保持一定的溫度，以達到采暖的目的。

（3）太陽能光伏發(fā)電。太陽能光伏發(fā)電技術的應用，是對安裝的復雜變成簡單的方式、使用的過程中沒有污染、沒有噪音、容易和建筑相結合。因此在建筑業(yè)廣泛的受到歡迎，特別是鋼結構工業(yè)建筑[7]。太陽能光伏建筑可以在建筑結構外面鋪設光伏組建提供電力，將太陽能發(fā)電系統(tǒng)與屋頂、天窗、幕墻等建筑融合成一體。

2. 技術應用

新能源太陽能技術在建筑設計中無處不在，如太陽能的構想，創(chuàng)新發(fā)展了建筑設計采暖和制冷的利用，在建筑中太陽能供暖和制冷，可以通過主動式和被動式兩種系統(tǒng)完成冬暖夏涼的需要，它主要是利用通過自然通風完成降溫制冷的過程，系統(tǒng)不需要消耗電量就可以達到人們需要的效果。而這樣建造的房子叫做“太陽房”，不僅冬暖夏涼，而且建造人員不需要安裝特殊的動力設備，不需要用空調也不用消耗電，而是利用自然的資源就可以實行。詳見圖1。太陽溫室，它利用的是太陽的能量，來提高塑料大棚內或者玻璃房內的室內溫度，用這樣的方式來滿足植物生長對溫度的需求。太陽房的出現建設了環(huán)境的污染，降低成本，減少能源的消耗，所以太陽能是符合經濟能源節(jié)約的理念，因此要加強在這方面的應用。

3. 案例分析

我國的“上海中心大廈”是節(jié)能環(huán)保的中國第一高層樓。它不僅壯觀，還采用了先進的技術，新能源技術包括了照明、采暖、制冷、發(fā)電還有可再生能源。根據預測新能源加入其中以后碳的排放量將減少2.5萬噸。這樣對環(huán)境的污染就減少了。在結構設計上，頂端呈現漏斗的形狀，還可以旋轉、還有儲備箱可以收集雨水加以利用。大樓的整個結構外面都使用玻璃幕，可以很好的吸收太陽光，外幕墻采用了特制的彩釉，可以遮擋陽光、還有每層的橫檔也是這樣的效果。大廈還利用地熱中央進行采暖和制冷，體現出了綠色設計的基本理念。

（二）風能

1. 技術應用

風能是一種再生能源，風能有空氣的流動而產生，因此成本低，它不僅對建筑有利，而且在農業(yè)、畜牧業(yè)的生產也是發(fā)揮著巨大作用[8]。風能在建筑設計中的應用，主要是利用風力壓促進內部通風，以及在風力發(fā)電兩方面。依據地理位置去設計相關能源的應用，就沿海地區(qū)而言，氣候比較潮濕，因此，設計師在設計過程中要做詳細的策劃和布局的分析，要把建筑的質量與科學相互結合起來，并具體的設計和分布，再利用風力的轉向，對建筑內部空氣進行改進，讓空氣的流動在內部能夠保持暢通，讓內部的通風與換氣效果一直持續(xù)在最好的狀態(tài)。在建筑比較密集的城市，其建筑內部的空氣流動是比較差，因此設計師要根據具體情況作出詳細的分析，找到設計建筑可以在內部增加一個捕風設備，利用風和氣流的垂直分布特征及其產生煙囪效應的過程來引導氣流流向特定的方向，可以使居民的環(huán)境更加舒適，還有在設計單體建筑時，設計師應該注意收集氣象的有關資料，要對其進行實地考察，周圍的環(huán)境情況和其它相關條件等，在建筑的過程中進行調整，科學設計建筑的高度和方向，還有使建筑擁有好的居住環(huán)境和通風環(huán)境[9]。

2. 案例分析

風能的作用也不亞于太陽能，就“廣州珠江江城大廈”進行說明：它應用新能源的氣候技術，還有太陽能以及風能等多種創(chuàng)新的新能源方案相互組合所建造出大廈，風能、太陽能自身的優(yōu)點自行發(fā)電，大廈的突出點有空調系統(tǒng)。冷輻射天花板（有溫度差的效果，大約在2攝氏度左右;可以節(jié)省空調能量消耗的25%）。珠江大廈將雙層玻璃幕墻應用到了其中，幕墻還安裝光伏電設備從而利于日照發(fā)電。除此之外大樓還裝有其它太陽能板為大廈提供熱水，詳見圖2。外墻和樓頂的結構使得大廈的房間在白天完全可以利用日光照明。據數據報告顯示，這座大廈每年至少可減少二氧化碳排放量3-5噸，與一般的建筑相比可以，建筑自身能耗降低接近60%。這樣說明風能在的建筑設計中利用是很必要的。

風能的力量不可小覷，它可以在高層建筑上發(fā)揮巨大作用，例如英國的建筑師在高層建筑上安裝風力渦輪，利用的是風力的渦輪高速運轉供給大廈電，這樣就不會擔心電量的不足，能量屋頂，由風能和太陽能的相互作用，可以自給自足。還有我國上海中心大廈，利用的就是新能源的特點來設計的。

（三）水能

1. 技術分析

水能在建筑設計中的應用主要是用于水力發(fā)電。水能是應用物理學中的勢能和動能裝換成電能。水能的優(yōu)點是成本比較低、可以再生循環(huán)利用、沒有污染，因此要加大水能的開發(fā)和利用[10]。

2. 案例分析

加拿大馬尼托巴水電大樓就充分利用了水能的獨特作用。第一：在結構上將其設置成大寫字母A，這是對底端的設計這樣設計可以有充足的光源;第二：它對兩座樓之間的還設置了冬季花園系列，可以讓空氣永遠保持清新，使人在工作的時候有新鮮的空氣呼吸。第三：瀑布的設計可以說是美妙絕倫，它的出現可以根據季節(jié)做出改變有加濕和干燥空氣的作用[11]。除此之外大樓的設計還裝置了環(huán)保熱循環(huán)系統(tǒng)，它的作用效果是采暖和制冷這兩個方面，詳見圖3。

新能源技術在建筑設計中的應用，將會是建筑行業(yè)的新一種發(fā)展模式。只有不斷開發(fā)新能源，社會才會有更好、快速的發(fā)展，同時還可以減少環(huán)境污染問題，因此綠色建筑將會成為建筑行業(yè)的新發(fā)展趨勢，也會是建筑業(yè)未來發(fā)展的主要方向。

四、結語

綜合以上所述，新能源在建筑中的應用，不僅可以有效減少環(huán)境污染、還可以降低能源的消耗，還綠化了環(huán)境，減少了大量經濟資源的浪費。新能源技術應用到建筑設計中可以作為一種建筑的發(fā)展方向，讓人與大自然更加的和諧，在建筑設計中有更多的元素，充分融入自然環(huán)境，實現科學技術與經濟的共同發(fā)展。未來的建筑設計必將會是與新能源技術相結合在一起的，而且在應用范圍上也將更加的普遍。

參考文獻：

[1]胡佳.可再生能源在建筑設計中的應用[J].價值工程， 2019，38（26）：229-230.

[2]王烜.機場水泥混凝土道面施工質量控制技術[J].四川水泥， 2019（08）：338.

[3]吳秀紅.可再生能源在建筑設計中的利用分析[J].科技風， 2019（18）：105.

[4]楊曉旭，張彩霞，李化明，孟祥華.建筑節(jié)能與建筑設計中的新能源利用[J].山西建筑， 2019，45（11）：135-136.

[5]張玉波.建筑節(jié)能與建筑設計中的新能源利用[J].住宅與房地產， 2019（15）：252.

[6]王廷富.建筑節(jié)能與建筑設計中的新能源利用[J].江西建材， 2014（09）：25.

[7]王寒.生態(tài)設計在公共建筑中的應用與研究[D].沈陽理工大學， 2013.

[8]王春華.可再生能源在建筑設計中的應用[A].江蘇省能源研究所.能源總量控制的途徑與對策——第9屆長三角能源論壇論文集[C].江蘇省能源研究所：江蘇省能源研究會， 2012：1.

[9]溫亮.探析綠色建筑設計理念在房屋設計中的整合與應用[J].居舍， 2019（32）：122.

[10]王沁芳，蔣桂慶，周雪涵.可再生能源建筑一體化技術應用國內外研究現狀[J].潔凈與空調技術， 2019（03）：107-108.

[11]王昆.節(jié)能設計在民用建筑設計中的有效應用[J].工程技術研究， 2019，4（15）：155-156.