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导 读
绿色建筑技术已经成为建设领域最热门的趋势之一。在建筑中应用绿色技术的益处是全面而深远的，无论对于是新建筑还是现有建筑，他都具有显着的优势。绿色技术让建筑更高效和可持续性，由此降低建筑的碳足迹和对环境的影响。
01可再生资源的重要性
将可再生能源引入和应用于建筑中是未来建筑行业发展的重要方向，可再生资源可以有效替代代传统不可再生能源的运用，直接表现出了较为明显的节能优化效果，在维持建筑行业可持续发展的同时，也缓解了整个社会发展中面临的能源短缺局面。
另外，对于具体建筑工程项目而言，如果能够充分合理引入和应用可再生能源，还能够有效规避传统能源应用带来的一些环境污染问题，对于营造更为舒适合理的建筑空间具备积极作用，这也是可再生能源应用的一个重要优势表现。
02可再生能源在建筑设计中的应用
1. 建筑太阳能光伏系统
“长屋计划”中的光伏系统
建筑光伏系统就是将太阳能发电技术应用到建筑上的一种系统。建筑光伏系统根据二者的结合程度不同分为：附加光伏系统（BAPV）以及光伏建筑一体化（BIPV）。附加光伏系统是指简单地附着在建筑上，主要功能是发电，与建筑功能不发生冲突，不破坏或者削弱原有建筑物的功能。同时，光伏建筑一体化是指对于光伏系统与建筑实行一体化的规划、设计、制造、安装和使用与建筑物结合良好的系统。
a. 建筑光伏系统的主要应用形式
附加光伏系统（BAPV）
（1）屋顶附加系统是指光伏板直接安装在建筑的屋顶上。由于建筑的屋顶大多不会被遮挡，所以屋顶区域最适合用来安装光伏组件。不仅适用于平屋顶，也同样适用于坡屋顶。
（2）墙面附加系统是指光伏板依附于建筑的立面上。墙面因为其多样化，也适合光伏板的安装，一般墙面光伏电站应用于较为年久的老旧建筑，根据建筑风格和太阳能光伏技术在建筑中设计与应用。
光伏建筑一体化（BIPV）
（1）光伏采光顶是指将具有良好透光性能和发电性能的太阳能光伏板应用到屋面。光电采光顶要求采用透光性优良的光伏组件，一般透光率设计在10%~50%。
（2）光伏幕墙是指将具有发电功效的光电玻璃作为建筑的玻璃幕墙，其与传统玻璃幕墙的构造方式基本相同，但是它可以将太阳能转化成电能，使得幕墙本身能够产能。光伏幕墙使用的光电玻璃可分为硅基薄膜和碲化镉（CdTe）薄膜两大类。
（3）光伏构件是指将光伏板作为建筑的一些构件使用，比如将光伏板作为建筑的遮阳构件和围护构件，或者安装在阳台的栏杆扶手上等等。将光伏板代替某些建筑构件，不仅可以节约建筑构件材料，同时还能丰富建筑外观。
光伏建筑一体化BIPV
b. 光伏建筑的优点
（1）减少污染。太阳能光伏建筑一体化是把太阳能转化成电能，在这转化过程中对环境的危害微乎其微。太阳能是一种清洁型的可再生能源，并且它具有可再生性，人们完全不用担心太阳能资源枯竭问题。
（2）节约能源。光伏板把吸收的太阳能转化成电能，一方面有效减少墙体所吸收的热量，另一方面它能够有效降低室内空调的冷负荷，既节省了能源，又利于保证室内的空气品质。同时太阳能被最大限度地吸收，整个城市的温度也会有所降低，所以能够减少城市热岛效应。
（3）节约土地。光伏建筑一体化并不会占用土地。光伏板一般安装在建筑屋顶、外墙上，或者直接作为采光顶、玻璃幕墙、建筑构件使用，这样就不需要额外占用土地。
（4）节约建材。太阳能光伏建筑一体技术更多的是将太阳能光伏板代替建筑的构件进行使用，这必将大大减少建筑材料的使用，在满足建筑自身功能使用的同时，又能产生能源，可谓一举多得。
（5）即发即用。独立光伏发电系统把转换的电能储存在蓄电池里面，再供负载使用，与有无外网无关，不需要架设输电线路，非常适用于偏远山区、海岛、沙漠、边疆等无电地区。光伏建筑能够做到原地发电，原地使用，同时减少了电力输送损耗的电能；
（6）随处可建。光伏建筑不仅仅适用于偏远无电地区，城市也同样适用。同时与其他可再生能源相比，光伏发电都显示出它独特的优势，比如和风力发电相比，它没有噪声和共振问题;和地热相比，它没有冬夏平衡和地域地质选择的问题;和水力发电相比，不用评估它对地质环境造成的影响。
（7）效益回报高。
c. 光伏建筑的缺点
（1）造价较高。就目前而言，建设一座光伏建筑的建造价还相对较高。并且将光伏发电系统应用到建筑上的相关技术还有待进一步的研发和改进。
（2）成本高。太阳能本身虽然是免费的，但是太阳能光伏设备以及系统安装成本相对较高。
（3）不稳定。光伏发电受天气影响比较大，具有一定的波动性。因为并不是一天二十四小时都有太阳辐射，并且由于云层、温度影响，光电转化效率也大不相同。因此太阳能光伏发电的波动性和储电是迫切需要解决的问题。
d. 光伏建筑的现状与发展
-全球累计光伏装机容量及增加速度
至，全球累计光伏装机容量已达495 GW。中国是一个超级建设大国，也是一个光伏电池生产大国。中国大陆太阳能电池产量达到1 088 MW，占全世界太阳能电池产量的27．2%。我国已经成为太阳能电池的第一生产国。据国际能源署（IEA）预测，至，中国城市中光伏建筑一体化可应用面积为17.9 亿m2，新增光伏建筑应用装机容量达到1 000 万kW。同时，中国光伏发电平准化发电成本可降至0.6~0.8 元 / kWh。
2. 风能的设计应用
巴林世贸中心
在建筑工程项目的设计中，风能同样也是比较重要的一类可再生能源，利用恰当科学的设计手段，能够促使风能较好作用于建筑工程项目内部空间，进而体现较强节能清洁效益。类似于太阳能的建筑设计运用，在风能的设计应用中同样也涉及到了主动式和被动式两种方式。被动式的应用风能同样也是针对建筑工程项目自身进行合理设计优化，借助于建筑结构的调整、朝向的布局以及门窗的合理设计，能够促使建筑物形成较为协调有序的自然通风条件，进而也就必然可以有效营造舒适的室内环境，同时规避了机械通风装置的运用，节能效果不容忽视，尤其是在夏季，自然通风的热量排出效果是比较理想的。
3. 地热能的设计应用
相对于普遍存在的太阳能以及风能，地热能虽然分布并不是特别广泛，但是在一些地热能源较为充分的地区，如果能够在建筑设计中予以灵活运用，同样也能够表现出理想的节能清洁效益。基于地热能在建筑设计中的具体运用来看，地源热泵的合理设置是比较关键的手段和方式，建筑工程项目借助于地源热泵能够较好促使地热能源更好服务于建筑物内部空间，在暖通系统运行方面具备理想优化作用。结合当前地源热泵在建筑工程项目中的应用进行分析，其往往涉及到了水- 水型以及土- 气型两个基本类型，需要建筑设计人员结合不同建筑工程项目予以灵活选用，力求能够最大程度上发挥地热能源的作用价值。为了较好提升地热能的建筑设计应用效果，建筑设计人员往往需要重点研究当地环境条件，尤其是需要重点研究地质条件，分析在地热资源的设计应用过程中，是否会存在较为严重的安全隐患，需要以确保建筑工程项目整体安全性和稳定性为基本前提。对于地热能源进行有效设计运用往往还需要充分考虑到传输路径，尽量缩短距离，减少过程中的热能损耗。
4. 生物能的设计应用
在建筑设计中可再生能源的有效运用还表现在生物能方面，生物能的有效设计运用同样也能够较好服务于建筑工程项目，并且成为未来研究和探索的重要领域。在生物能的建筑设计应用中，除了城区垃圾处理带来的热电联产渠道外，当前建筑工程项目中比较常见的就是沼气的开发运用。沼气作为比较重要的一类资源，如果能够较好作用于建筑物应用，必然也就可以明显取代传统能源的浪费。基于此，建筑设计中需要合理布置沼气生成装置，尤其是在一些农村区域，更是需要大力开发应用粪便以及植物秸秆进行转化的沼气池，尽量提升这些沼气池的产量，合理布设沼气供应渠道和线路，促使沼气可以更好服务于建筑工程项目，满足人们对于燃料或者是供热方面的需求。
参考文献：
1. 张学刚，《可再生能源在建筑设计中的应用研究》
2. 谢龙，《光伏发电幕墙在当代建筑立面上的应用研究》
3. 李 妞，《太阳能光伏技术在建筑中的应用与设计》
来源：能源世界
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