可再生能源在建筑领域的应用

可再生能源在建筑领域的应用

戚连智

戚连智（辽宁省蚕业科学研究所工程师辽宁凤城118100）

【摘要】本文针对我国可再生能源在现代化建设中的应用，以及可再生能源的不断开发，分析了目前可再生能源在建筑领域的发展现状，提出了未来建筑用可再生能源的可持续发展趋向。

【关键词】可再生资源太阳能风能

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2011）04-020-02

能源是人类生存和发展的重要物质条件。煤炭、石油、天然气等化石能源支持了19和20世纪近200年来人类文明进步和经济社会发展，但煤炭、石油、天然气等不可再生能源持续增长的大量消耗，不仅使人类面临资源枯竭的压力，同时更感到了环境问题的严重威胁。

面对能源资源和环境问题，国际社会采取了积极的应对措施，特别是1992年召开的联合国环境与发展大会和2002年召开的可持续发展世界首脑会议，使可持续发展思想逐渐成为国际社会的共识。目前，提高能源利用效率、开发利用可再生能源、保护生态环境、实现可持续发展已成为国际社会的共同行动。加强全球合作，妥善应对能源和环境挑战，实现可持续发展，是世界各国的共同愿望，也是世界各国的共同责任。随着世界经济的不断发展，能源和环境问题日益突出。如果能源和环境问题得不到有效解决，不仅人类社会可持续发展的目标难以实现，而且人类的生存环境和生活质量也会受到严重影响。可再生能源丰富、清洁，可永续利用。加强可再生能源开发利用，是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路，也是人类社会实现可持续发展的必由之路。

我国目前的确是世界上每年新建建筑量最大的国家，平均每年要建20亿平方米左右的新建筑，相当于全世界每年新建建筑的40%，水泥和钢材消耗量占全世界的40%。这是因为我国正处在快速城市化的过程中，需要建造大量的建筑，预计这一过程还要持续25~30年。有资料显示，我国在建筑上消耗的能源已经占到社会能源消耗总量的近28％，而且每年还在以1％以上的速度增长，如此发展下去．到2020年，林立的高楼将可能占据中国能源消耗的40％。这说明可再生能源在建筑领域的大量应用已经成为最迫切的社会需求，解决好了这方面的问题，也就保障了国家建设的顺利进行。尤其在当前贯彻落实科学发展观、大力推进新型能源的形势下，使用可再生能源更具有其现实紧迫性与重要的战略意义。

一、太阳能技术：

光伏电池（PV）：光伏太阳能电池，它是由半导体材料所制成，将太阳光直接转换为电流。最简单的光伏电池可以为手表、计算器等诸如此类的东西提供能量，再复杂一点的能够为屋子提供照明，还可以向电网供电。

被动式太阳能采暖、制冷和采光：建筑的设计综合考虑了被动太阳能和采光的因素，如采用大的朝南的窗户和可以吸热但散热缓慢的建筑材料。在被动太阳能采暖方面没有采用机械的方法。总的来说，综合型的被动太阳能设计可以减少50%的采暖费用，这种设计还包括采用自然通风来制冷。

集中式太阳能：集中式太阳能技术是用反射材料如镜子，来聚集太阳的能量，然后将聚集起来的热能转换为电。

太阳能热水器、空间采暖及制冷器：太阳能热水器就是利用太阳的光热来加热蓄水箱里的水或其他传热流体。利用这样的一个系统加热水可以比传统加热方法节省2/3的费用。高温太阳能热水器能够为大型商业和工业设备提供高效的热水和热水加热。

太阳能节能建筑分主动式或被动式两种。前者与常规能源采暖系统基本相同，仅以太阳能集热器作为热源代替传统锅炉。后者是利用建筑本身的结构，吸收和储存太阳能，达到取暖的目的。

我国据2010年不完全统计，已推广太阳能热水器１9０万平方米，被动太阳能节能房３4万平方米，太阳能农用温室３３万公顷，太阳灶１3万台。我国光伏电池已有4.5兆瓦生产能力。高效电池、非晶硅电池的实验室水平与国外相差不大，但在向生产力转化和应用领域方面差距很大，有待开拓。

二、地源热泵技术：

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能生态空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量"取"出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，排放到地能中去。地源热泵系统属于典型的可再生能源利用技术，其显著特点是系统（EER）能效比高，运行高效节能，不受环境气候的影响，全年工况稳定。

地源热泵可再生能源建筑利用的最好条件是节能建筑，这样可以大大降低系统的初投资。必须保证建筑围护结构符合节能规范的要求，以降低供暖、空调系统的负荷需求。

同时，地源热泵最好与采暖供水温度低，制冷供水温度高的末端系统配套使用。如地面辐射采暖、毛细管平面辐射供暖/制冷、天棚平面辐射供暖/制冷等。

三、风能技术

在现代建筑的使用中，照明、采暖、空调、电梯、家用电器以及办公设备等，都要消耗电能。目前的发点方式以火力发电为主，主要是煤炭、石油和天然气等化石能源。这些能源资源有限，不可再生。而且每年用在用电方面都是一笔不小的消耗。而风能取之不尽，且中国的风能资源丰富，尤其西北、东北和沿海地区。

风能技术相比较那些化石能源不仅具有取之不尽的优点，而且还具有绿色环保无污染的特点。

试想，如果在西北、东北以及广大沿海地区修建高层建筑的同时，在高层建筑的顶端架设风力发电系统。哪怕它只能保证这一栋建筑的所有用电消耗，那么它的意义也是无比巨大的。它会给整个建筑领域合理利用可再生能源，做出一个标榜。把清洁、环保、廉价的可再生能源和建筑本身联系起来必将成为未来建筑设计的指导方针和发展方向！

四、结束语

专家估计，我国可再生能源资源可获得量是每年73亿吨标煤，2010年的开发量不足4000万标煤，有足够的资源以供使用。根据发展改革委能源局的规划，到2020年，中国可再生能源在一次能源消费结构中的比重将由目前的7％左右提高到15％左右。可再生能源在建筑领域的应用之路将越走越宽，让我们集思广议，大胆创新，以科学发展观指导可再生能源在建筑领域的应用工作，为全面建设和谐社会做出应有的贡献！

参考文献

[1]、中国建筑科学研究院.《地源热泵系统工程技术规范》.北京:中国建筑工业出版社,2005.

[2]、徐伟.《地源热泵工程技术指南》.北京:中国建筑工业出版社,2001.

[3]、王承煦.《风力发电实用技术》北京:金盾出版社,1999.

作者简介：戚连智（1977-），男，满族，辽宁省丹东市人，现为辽宁省蚕业科学研究所工程师。