可再生能源在建筑中的应用与发展

摘要：建筑的发展推动了经济的高速发展，成为经济发展的重要支柱之一，是历史发展的必然趋势；但是另一方面，建筑的发展带来了巨大的能源消耗，这在目前的技术水平条件下，则意味着不可再生能源的加速消耗和地球环境的日益恶化，为人类的可持续性发展设置障碍，成为自身发展的绊脚石。当前，我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾已十分突出，建筑能耗已占全国能源消耗的近30％。因此，“建筑节能问题，不仅是经济问题，而且是重要的战略问题”。建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用，加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展，建设节约型社会，有着举足轻重的作用。也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措，也是建设有中国特色社会主义现代化建设的一个重要过程。对可再生能源建筑应用相关产业及现有的工程项目进行统计，并对 可再生能源建筑应用现状进行深入剖析，发现目前存在的问题并为今后的发展指明了方向为建筑中节约常规能源提供参考。

关键词：可再生能源、太阳能、地源热泵、建筑应用

中图分类号：TK511文献标识码： A 文章编号：

能源是人类社会生存与发展的物质基础，开发利用可再生能源是确保能源供需平衡、减少环境污染的先决条件。目前我国正处于城市化和新型工业化快速发展时期，建筑能耗呈现快速增长态势。尤其是国家“两型社会”建设综合配套改革试验区的设立，为我国带来了前所未有的发展机遇，同时也给能源供应带来巨大压力。因此，利用太阳能、浅层地能是建筑能耗可再生能源中的一部分，这些能源可以解决建筑的采暖、空调、热水供应、照明、电器用电等功能设施，对替代常规能源，促进建筑节能具有重要意义。可再生能源目前在我国的建筑实际应用上并不多，主要还是局限在太阳能热水器的利用上。为了提高可再生能源的利用，可大面积推广屋顶太阳能发电、地源热泵等技术的应用，目前这几项技术已经比较成熟，但没有大面积的推广应用。本文从屋顶太阳能发电应用与地源热的利用两方面进行介绍。

1、光伏技术的介绍

太阳能现代技术设备的应用起步较晚，与全国先进地区相比差距较大。目前，在建筑工程太阳能利用方面较为成熟的两大产品是太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统。在太阳能发电技术工程中主要有太阳能路灯和太阳能屋顶发电，目前，在屋顶上利用太阳能发电还是不多，主要是起步晚，还有各种条件的制约而形成的。但在太阳能热水利用中还是比较好的，太阳热水利用在我国沿海一带已比较普遍，但在全国性上每千人太阳能热水器保有量仅为22，相对来说利用率还是比较低的。

2、屋顶太阳能发电技术应用

近些年，太阳能光伏产业一拥而上造出泡沫式的产能是业内公认的事实。今年光伏业的日子尤其难熬，昂贵的太阳能光伏板此前多数依赖出口，面临经济困境，欧美进口量锐减，为保护本国的光伏产业，今年还启动了对中国光伏业的反倾销和反补贴调查，为中国光伏产品出口设置壁垒。作为国内领先的光伏产业大省，浙江光伏产业迎来转机。省科技厅相关负责人说，浙江近期打算大批量试点太阳能光伏屋顶，在嘉兴、绍兴改造2万户屋顶。接下来的更大的计划是在浙江100万个屋顶上装上太阳能。

在屋顶太阳能发电技术的应用上，现在浙江富阳城郊，富春街道三桥店口村和洞桥镇洞桥村的17户民居屋顶实现了太阳能发电技术的应用，为这项技术应用大面积推广和宣传得到了很大的作用。这种技术设备利用光伏陶瓷瓦，结合屋顶瓦片特点而研制出一种新的光伏技术，将光能转换为电能的可直接应该到了村民的屋顶上。其技术优点：它是一种利用太阳可见光直接发电的装置，将太阳能电池板（晶硅太阳能模组）和以陶土为主要原料的陶瓷瓦片相组合，变成具有光伏发电功能的瓦类建材。不同于普通太阳能电池板，光伏陶瓷瓦在发电的同时，可通过保持屋顶外观原有的一致性，从而实现整个屋面传统的建筑风格。同时光伏陶瓷瓦的隔热防水性能异乎寻常，能将20%左右的太阳能量转换为电能，从而减少热量在屋面的积聚，有效阻燃；其渗水率是普通建筑瓦片的几十分之一，这样就不会因为天气寒冷，水分进入瓦片内部结冰，导致膨胀而缩短使用寿命。光伏陶瓷瓦的抗弯曲强度是普通瓦片的3倍以上，如果将一枚225克重的钢球从1米高处连续砸下25次，瓦片也不会留下任何伤痕。这种生产耗能低，工艺无污染的环保“高科技瓦片”荣誉多多，不仅在去年获得了国家能源科技进步奖，还得到了中央预算内产业化资金的支持，同时也是浙江省重大科技专项A类项目。

3、地源热泵介绍及应用

3.1 地源热泵技术

地源热泵技术属可再生能源利用技术，地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常在100米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。

到目前为止，浅层地热建筑应用项目已经涵盖了三大基本利用方式：地表水水源热泵、地下水水源热泵、土壤源热泵，这三者统称为地源热泵。地源热泵的技术特点：由于地源热泵系统采取了特殊的换热方式，使它具有普通中央空调系统不可比拟的优点:1)高效、节能夏季高温差的散热(制冷的冷凝温度降低)和冬季低温差的取热(热泵的蒸发温度提高),使得地源热泵机组能效比提高。2）一机多用，应用范围广，此系统可供暖、空调、地板采暖、还可供生活热水等。3）环境效益显著，地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置可节能40%以上。

3.2 地源热泵的应用状况

浅层地热能利用相对于欧美国家起步时间较晚，2004年才开始有第一个水源热泵项目。最近几年发展比较快，特别是在我国北方建筑工程上对地源热的利用上比较快。地源热泵作为一种新型的制冷供暖方式，现在虽然发展势头较好，但作为一个整体的系统来推广应用时，还是存在很多的问题。在我国南方还比较滞后，因气候、环境、地质、开发商、人们的生活习惯以及国家政策等因素制约。比如政府相关职能部门之间缺乏沟通机制，地源热泵和水源热泵项目的审批手续过于复杂，目前 还没有出台具体的管理办法，来引导项目进行办理相关的审批手续。例如湘江沿岸一些建筑项目，设计时考虑采用水源热泵，但在审批中过程牵涉到的部门太多、周期太长而放弃。

到目前为止，在我国沿海一带有几处零星的项目在做试点推广，其中嘉兴嘉善县为浙江建筑节能试点推广县，主要有政策的支持和鼓励。在国家于2006年颁发了《可再生能源法》后，各省市相继出台了各种激励办法和强制措施。但监督管理和执行力度都还不够，而没有大面积推广应用。

4建立可行的可再生能源建筑应用发展机制

自2007年12月14日国家发改委批准 为全国资源节约型、环境友好型建设综合配套改革试验区以来，在推进“两型”城市建设综合配套改革中，一直以可再生能源建筑应用视为工作重点。通过大规模在建筑用能系统推广应用可再生资源，实现调整建筑用能结构、节约建筑耗能，大力推进城市建筑节能发展。加强组织领导，各部门协调配合，解决推广工作中遇到的问题，督促各项工作的落实，总结工作中的经验教训等，积极而稳妥地推进可再生能源在建筑中应用的工作。结合可再生资源状况的特点，建立和完善具有特色的可再生能源建筑应用政策法规，研究制定适宜可再生能源建筑应用特点的相关经济激励政策措施。充分借助政策激励措施推动可再生能源建筑应用市场的发展，贯彻落实国家法律法规，制定强制性推广政策，发挥财政、税收等经济政策的引导和调控作用，促进可再生能源在建筑中应用和相应产业的发展政策。对符合规定要求的可再生能源建筑应用项目，及时支付补助款项。通过无障碍实施财政补助，以资金激励方式推动可再生能源建筑应用规模化。建立有效的项目管理体系,“十一五”期间完成太阳能光热建筑一体化、地表水地源热泵、地下水地源热泵、地埋管地源热泵等可再生能源建筑规模化应用示范项目，培育和促进可再生能源建筑应用产业发展。不断提高人们对能源状况的忧患意识和应用可再生能源重要意义的认识，使可再生能源建筑应用的知识进入到千家万户。

5 结论及建议

太阳能及浅层地热能建筑应用产业刚刚起步，技术较为薄弱，政策法规建设、产业发展等多方面存在诸多问题，因此，需要结合可再生能源及建筑应用的特点，建立和完善具有特色的可再生能源建筑应用政策法规、经济激励措施及技术、产品质量标准，引导可再生能源建筑应用产业健康、快速发展。

参考文献：

[1] 付祥钊. 可再生能源在建筑中的应用. 中国建筑工业出版社2009(09).

[2] 鲍斋. 太阳能与建筑一体化渐成发展趋势.经济参考报2008（01）

[3] 司建楠。可再生及新能源产业化获支持.中国工业报2007（12）

[4] 富阳新闻网