论建筑节能与可再生能源应用

曹嘉惠 李寿鑫

(辽宁工业大学，辽宁 锦州 121001)



论建筑节能与可再生能源应用

曹嘉惠 李寿鑫

(辽宁工业大学，辽宁 锦州 121001)

分析了可再生能源在建筑节能中存在的问题，从太阳能、地热能、风能、海洋能等方面，阐述了可再生能源在建筑节能中的应用，指出将建筑节能与可再生能源相融合，能够最大限度地降低建筑能耗。

建筑节能，可再生能源，太阳能，地热能

目前，大力发展可再生能源，提高能源效率，已成为我国甚至全世界国家的发展目标。我国将风能、水能、地热能、太阳能等自然可利用的能源定义为可再生能源，并尝试将这些可再生能源利用到建筑节能工作中，减少建筑能源消耗。因此，对于我国建筑企业和建筑设计师来说，建筑节能与可再生能源应用是其关注并要解决的首要问题。

1 可再生能源在建筑节能中存在的问题

1.1 成本过高

在可再生能源与建筑节能工作中，成本过高是存在的首要问题。目前在建筑中使用的太阳能光伏发电系统，其过高的造价，给社会及建筑企业带来过重的经济负担，且其技术要求高，很容易导致无法产生规模效应的问题，很难进行投资回收。此外，太阳能光伏电池制造成本较高，用于太阳能的发电成本与常规能源的使用成本差距较大，同时，设备多、系统复杂，也是建筑节能工作中不可回避的问题[1]。

1.2 技术难度

以太阳能为例，由于太阳能的辐射能量密度较低，因此在采光面积问题上需要建筑师们在建筑允许的基础上进行扩大。且太阳能随着气候、昼夜等自然因素的变化而变化，使太阳能具备的不稳定性弊端加大，这使得与建筑物所需的持续能源产生矛盾。在地热能利用中，地下的岩土层热容量较大，但是受其较小的导热系数和较差的热扩散能力影响，在开采地热能时，就要做大量的埋管工作，导致土地被大面积的利用，造成较大投资金额的情况发生。

2 可再生能源在建筑节能中的应用

2.1 太阳能

把阳光、太阳热量转换为电能的一种能源是太阳能，太阳能是可再生能源之一，也是一种人们熟知的绿色能源。在我国建筑节能工作中，建筑师们通常对太阳能合理广泛的应用，以达到减少能源的目的[2]。

2.1.1 太阳能热水系统

利用温室原理，将太阳能通过科学技术手段转化为热能，并把热量传递给水，从而获得热水，即是太阳能热水系统。太阳能热水系统利用了太阳能光热技术，是目前太阳能技术中，应用最广泛的、发展最快的、最经济化的、科学技术最成熟的系统。蓄热容量、太阳能集热器、管道和控制系统等是太阳能热水系统的主要组成部分。目前，我国家用的提供生活热水的小型太阳能就是利用了太阳能热水系统。随着我国建筑节能政策的实行，我国将对太阳能热水系统进行优化，大力发展集中式太阳能热水系统。集中式太阳能热水系统就是将供热基本单元以单栋住宅的形式，优化了之前家用小型太阳能单独家用的形式，给社会、经济及环境带来了显著的效益。未来，人均屋面面积将随着城市高层建筑的增多而越来越少，导致建筑集热器的采光、采暖面积受到限制，这就要求建筑必须使用集中式太阳能热水系统。对传统热水系统加以改进，调整太阳能集热器的形式，安排太阳能热水系统的输水管道、电缆等设备，是将集中式太阳能热水器应用于建筑节能中的基础。

2.1.2 太阳能采暖技术

主动式采暖及被动式采暖是太阳能采暖技术的两种形式。通过建筑物的周围环境及朝向，对建筑物建筑材料和结构进行选择，使存储热能可以合理的被建筑物汲取，从而达到采暖目的，即是被动式采暖技术。利用被动式采暖技术的应用有太阳能温室、太阳房等。通过控制阳光和空气进入建筑物的质量，对建筑内部合理的分配并储存热量是其特点。被动式采暖技术投资低，使用的设备简单，对中小型建筑的设计比较适宜。但太阳能利用率低，且其具有不稳定性，夜晚及阴雨天无法对室内进行供暖是其缺点。主动式供暖主要是通过借助设备，如太阳能集热器、管道、换热器等，对太阳能采暖工作进行实现。主动式采暖技术一般是利用水作热媒的技术，其采取的采暖方式以太阳能地板辐射居多。由于我国的太阳能主动式采暖技术发展缓慢，目前仅建成采暖试点工程，并没有应用到实际的建筑工作中。对建筑物采暖问题的解决，是减少能耗，实现建筑节能的方法之一[3]。

2.1.3 太阳能制冷技术

太阳能吸收式制冷技术、太阳能固体吸附式制冷技术、太阳能干燥冷却制冷技术等都是太阳能制冷技术。其中，太阳能溴化锂吸收制冷技术因其实用性广、可靠性高及经济实惠等优点，使用范围较大，发展较成熟。在太阳能溴化锂吸收制冷技术中，单效溴化锂吸收制冷技术能最大发挥太阳能集热器的功效，降低成本，在建筑节能应用中被广泛应用。

2.2 地热能

贮存在地球内部的热能是地热能。地热能产生的热能有两种，一种是地球本身放射性元素在地球深层发生衰变，从而产生热能。此种方式产生的热能通常表现在水蒸气和地下热水中，尤其其温度较高，且技术交成熟，所以在我国建筑节能的设计工作中，通常用在发电、供暖方面。此外，由地球浅层对太阳能热量的接收，从而产生热量，是地热能产生热量的另一种形式。此种方式产生的热能，温度较低，开采技术较简单、开采成本较低，且地理环境对其影响小，对于建筑物的供暖与制冷技术有很大帮助[4]。

浅层地热能的能量主要来源于太阳辐射，它蕴藏在地球浅表层的土壤砂石和水中，是太阳能和地热能结合的产物。由于浅层地能的土壤温度受四季变化影响小，夏季温度低，冬季温度高，再生长速度快，取之不尽用之不竭，所以浅层地能被广泛应用在我国建筑节能设计工作中。

2.3 风能

风能主要是利用风力发电机组相关设备，利用科技手段将风能转换为电能的一种形式。目前，我国有关风能技术较成熟，发展较快，且风能具备经济效益及社会效益，因此风能这种可再生能源被广泛应用。在我国风力资源丰富的沿海地区，西北地区的建筑设计中，都将风能应用到建筑节能工作中，没有明显的温室效应、可靠性高、没有有害气体的排放、使用寿命长等优点，成为我国建筑师们常用的清洁能源之一。

2.4 海洋能

同地热能不同，海洋能是指蕴藏在海水中的能源，海洋能也是被广泛利用的可再生能源之一。海洋能包括范围广，潮汐能、海水温差能、海流能、波浪能、海水盐差能等能量都属于海洋能。其中，海流能及潮汐能两种能源主要由月球对太阳的引力变化产生的，而其他能源均来源于太阳能。目前，我国对于海洋能的利用只是发电，如潮汐发电、波浪发电、海流发电等。海洋中的能量种类丰富、数量繁多，且海洋地理面积广阔、分布广泛。在我国建筑节能中利用海洋能，能很好的解决建筑物发电问题，有利于缓解我国电力工作紧张的局面，从而减少能源消耗[5]。

3 结语

本文从可再生能源在建筑节能中存在的问题、可再生能源在建筑节能中的应用两方面进行分析，对当代建筑师来说，如何优化可再生资源的弊端，最大化利用可再生资源的优点，将可再生资源与建筑节能工作完美融合，从而达到缓解能源消耗的目的，是目前建筑师们工作的重点。建筑师们在原有的小区规划、能源管理及节能措施中，综合利用太阳能、地热能、风能、海洋能等可再生能源，在做好建筑工作的基础上，大力开展建筑节能设计工作，将建筑节能与可再生能源在建筑应用中相融合，从而降低建筑能源消耗。

[1] 张英魁,张正梅.可再生能源建筑应用技术及其发展前景[J].现代城市研究,2010(2):35-39.

[2] 康艳兵,马志永.建筑节能领域可再生能源的利用方式[J].中国能源,2002(6):37-40.

[3] 刘金铭.可再生能源在建筑节能中的应用[J].技术与市场,2013(10):26-27.

[4] 孙建梅,刘云昭.可再生能源在建筑节能中的应用[J].绿色科技,2014(1):239-241.

[5] 陈 捷,潘琪斌,褚 豪.可再生能源技术在既有建筑节能改造中应用的研究[J].企业导报,2014(6):139-141.

Discussion on building energy saving and renewable energy application

Cao Jiahui Li Shouxin

(LiaoningUniversityofIndustry,Jinzhou121001,China)

The thesis analyzes renewable energy problems in building energy saving, describes the application of renewable energy in building energy saving from aspects of solar energy, geothermal energy, wind energy and ocean energy, and points out that: the integrity of building energy saving and renewable energy can reduce building energy consumption as much as possible.

building energy saving, renewable energy, solar energy, geothermal energy

1009-6825(2016)28-0174-02

2016-07-25

曹嘉惠(1992- )，女，在读本科生； 李寿鑫(1992- )，男，在读本科生

TU201.5

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