既有建筑采用可再生能源节能改造技术分析

【摘要】本文以可再生能源的现状与发展趋势的介绍开始，接着对可再生能源在既有建筑领域应用现状做了进一步的分析，最后通过实际情况对既有建筑可再生能源节能改造技术进行了探讨。

【关键词】既有建筑，可再生能源，节能改造

一、前言

随着时代的不断发展，对可再生能源节能改造技术的需求也越来越高，这就要求设计和施工单位必须加强对可再生能源节能改造技术的研讨，努力提高既有建筑可再生能源节能改造技术，为既有建筑工程质量提供有力的保障。

二、可再生能源的现状与发展趋势

现在石油、煤炭、天然气是全世界各个国家大规模生产利用的主要能源，但是从世界经济的可持续发展来看，这些广泛利用的不可再生能源逐渐显示其局限性。在这种情况下，可再生能源的重要性将与日俱增，太阳能、风能、地热能等可再生能源的开发和利用，会在未来社会的经济发展具有重要地位。在当今不可再生能源日益局限的情况下，开发利用可再生能源是未来能源安全的需要，也是为了减少当今社会环境污染的需要，更是能源可持续发展的需要。

我国是以煤炭为主要能源的国家，经过不断的发展努力，我国能源消耗中煤炭的比重已经逐年下降，而可再生能源的开发利用受到高度重视。现阶段，降低矿物能源的开发利用，从以煤炭、石油、天然气为主的矿物能源系统转向可再生能源持久性能源系统，提到可再生能源在经济发展中的结构比重，推动可再生能源的开发利用已成为我国经济发展的一项基本国策。而在既有建筑行业中，如何最少的消耗资源，合理规划设计以求用最小量达到最高效率的使用能源，将既有建筑这一高消耗发展转变为低耗能高效率的问题，已是我国未来既有建筑业发展的必然选择。

三、可再生能源在既有建筑领域应用现状

1、太阳能

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最清洁环保且取之不尽的优质能源。按照利用途径，太阳能在既有建筑领域的应用技术可分为太阳能热利用、太阳能光利用和太阳能储存转换利用三大类。目前多数既有建筑对太阳能的光热利用还普遍停留在“生产生活热水”这样低水平的应用层面上，加之产品成本较高，价格恶性竞争等原因，一些产品粗制滥造质量低劣，导致消费者对太阳能的技术产生信任危机，从而使太阳能技术产品的推广应用陷入举步维艰的境地。

2、风能

风是一种由太阳辐射热引起的自然现象。风能利用主要是风力发电和风能动力两种主要形式，其中又以风力发电为主。我国风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿，内蒙古、新疆和甘肃河西走廊以及东北、西北、华北和青藏高原的部分地区。我国目前在风电技术和设备制造方面也已处于世界领先地位，当务之急应当加快探索在我国沿海岛屿、城镇乡村的既有建筑领域、尤其是城市高层既有建筑因地制宜地发展直接利用风能资源技术。

3、地热能

地热能是贮存于地球内部的一种巨大的洁净能源。我国拥有丰富的地热资源，全国地热资源可采储量是已探明煤炭可采储量的2.5倍，其中距地表2000米以内储藏的地热能约为2500亿吨标准煤。目前正在逐渐受到人们重视且在既有建筑领域应用潜力巨大的是地源热泵技术，其最大的技术特点就是消耗少量的高品位能源，即能开发利用蕴藏在浅层地下的低品位能源满足既有建筑物的供暖、空调和热水供应需求，既实现了节能减排，又不污染环境，因此，利用热泵技术开发利用浅层地热能是目前最受欢迎的一项新技术。但是，和发达国家相比，我国的热泵技术还处于初级阶段，其主要差距是我国各地区目前还缺少对岩土地质材料性质进行全面系统的测试和统计分析工作，地源热泵技术仍处于按经验设计实施阶段，热泵系统运行效果与设计要求偏离过大的现象时有发生，造成地热资源的浪费或不足。

四、既有建筑可再生能源节能改造技术

1、风能

（一）、风力发电

风力发电的历史非常悠久，时间可以追溯到公元五千年前，它是埃及人在进行航海活动时，借助风能推动航行速度。风能在发展中慢慢的被推广使用，人们逐渐的利用风能来研磨谷物以及汲水等等。随着社会生产力不断发展，在上个世纪中风力涡轮机被生产而出。该设备可以给偏远地区带来电力，电力得到了普及，人们的生活质量得到了提高。

（二）、既有建筑设计思路

既有建筑设计中要融入风力发电系统，必须考察好当地的风力资源状况，设计中考虑设备噪音度，尽量的减少噪音给居民带来的影响。风力大电机虽然具有取之不尽用之不竭的好处，但是和其他能源相比，稳定性掌握比较难。解决了风力发电的稳定性问题，该发电方式将被普及，将提高能源可持续发展程度。解决该问题主要几种解决方案：可以通过电网连接的方式，将高效的电能引入。使用大型蓄电池自行产电，从而控制产电的功率。也可以使用风力采油机帮助发电，从而得到较强的电力资源。风轮机的产电功率和风速形成正比的关系，风力越大发电的功率越大，因此风力发电机一般都放置在房顶上。

（三）、自然通风

人们都希望既有建筑物能够接受到自然风，达到自然通风的效果。这主要考虑到自然通风的作用，首先：自然通风能够改善室内温度，净化室内空气。在炎热的夏季，人们都希望室内温度低，自然通风能够自行降低室内温度，减少空调耗能节约了电能，有效的减少了“既有建筑综合症“出现。自然通风能够消除室内污染物和潮气的程度，降低了空调耗能。自然通风实现被动式降温主要有两种方式：一是通风能够增强人体舒适度，二是夜间通风协助降温。其次，在冬季人们的需求成反向，人们希望室内温度高，也愿室内空气质量高。

2、既有建筑设计思路

（一）、分析数据

既有建筑想要提高风能的利用率，想要获得良好的室内温度，最关键在于设计既有建筑初期的材料收集和分析。气象材料的收集必须准确，场地调查数据获取来源必须精准，风环境数据分析思路也必须清晰。场地的风能数据收集必须包含以下几个方面：无风日数、平均风速、场地既有建筑以及风速频率等等。这是构成场地数据收集的重要组成部分，它对设计既有建筑有着推动作用。前期准备工作落实之后，在设计阶段时，可以根据这些数据设计出高质量的方案，通过风洞检验以及计算机计算，模拟出精准的建设模型，从而制作出风压分布图。该分布图给建设师带来极大的帮助，高效的优化了既有建筑外形，将设计中的优势发挥出来。适当调整风能进口高度，精准计算出中面性的位置，提高室内适宜温度。

（二）、注意问题

在该设计中要注意一下几个问题：自然通风会引起采暖负荷过大，因此避免负荷出现;夏季出现过热现象常常出现，在进行设计时避免自然通风引起超能热度;房间内的风速保持在一定范围内，避免使用者因为风力过大出现不适症状;通风窗口要避免使用过程中造成的噪音，影响使用者正常休息等等。这些问题在设计既有建筑时，必须考虑到，这对提高能源利用率有推动作用。

3、地热能

地源热泵是一个广义的术语，它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的系统。地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。地源热泵是将浅层和深层的大地能量（土壤、地下水、地表水等天然能源）进行综合利用来作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。

五、结束语

综上所述，加强对既有建筑可再生能源节能改造技术的剖析，能够对可再生能源节能改造进行把握，进而能够提出一些好的对策，如此方可在工程建造中对提高可再生能源节能改造的效益。

参考文献

[1]诺伯特・莱希纳.既有建筑师技术设计指南――采暖・降温・照明[M].中国既有建筑工业出版社，2014

[2]彰国社.被动式太阳能既有建筑设计[M].中国既有建筑工业出版社，2012

[3]王荣光，沈天行，可再生能源利用与既有建筑节能2013