既有建筑采用可再生能源節(jié)能改造技術(shù)分析

吳存華 黃健

【摘要】本文以可再生能源的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的介紹開始，接著對可再生能源在既有建筑領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀做了進(jìn)一步的分析，最后通過實際情況對既有建筑可再生能源節(jié)能改造技術(shù)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】既有建筑，可再生能源，節(jié)能改造

一、前言

隨著時代的不斷發(fā)展，對可再生能源節(jié)能改造技術(shù)的需求也越來越高，這就要求設(shè)計和施工單位必須加強(qiáng)對可再生能源節(jié)能改造技術(shù)的研討，努力提高既有建筑可再生能源節(jié)能改造技術(shù)，為既有建筑工程質(zhì)量提供有力的保障。

二、可再生能源的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

現(xiàn)在石油、煤炭、天然氣是全世界各個國家大規(guī)模生產(chǎn)利用的主要能源，但是從世界經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展來看，這些廣泛利用的不可再生能源逐漸顯示其局限性。在這種情況下，可再生能源的重要性將與日俱增，太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉吹拈_發(fā)和利用，會在未來社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要地位。在當(dāng)今不可再生能源日益局限的情況下，開發(fā)利用可再生能源是未來能源安全的需要，也是為了減少當(dāng)今社會環(huán)境污染的需要，更是能源可持續(xù)發(fā)展的需要。

我國是以煤炭為主要能源的國家，經(jīng)過不斷的發(fā)展努力，我國能源消耗中煤炭的比重已經(jīng)逐年下降，而可再生能源的開發(fā)利用受到高度重視。現(xiàn)階段，降低礦物能源的開發(fā)利用，從以煤炭、石油、天然氣為主的礦物能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)向可再生能源持久性能源系統(tǒng)，提到可再生能源在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的結(jié)構(gòu)比重，推動可再生能源的開發(fā)利用已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項基本國策。而在既有建筑行業(yè)中，如何最少的消耗資源，合理規(guī)劃設(shè)計以求用最小量達(dá)到最高效率的使用能源，將既有建筑這一高消耗發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)榈秃哪芨咝实膯栴}，已是我國未來既有建筑業(yè)發(fā)展的必然選擇。

三、可再生能源在既有建筑領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

1、太陽能

太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，也是人類可利用的最清潔環(huán)保且取之不盡的優(yōu)質(zhì)能源。按照利用途徑，太陽能在既有建筑領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)可分為太陽能熱利用、太陽能光利用和太陽能儲存轉(zhuǎn)換利用三大類。目前多數(shù)既有建筑對太陽能的光熱利用還普遍停留在“生產(chǎn)生活熱水”這樣低水平的應(yīng)用層面上，加之產(chǎn)品成本較高，價格惡性競爭等原因，一些產(chǎn)品粗制濫造質(zhì)量低劣，導(dǎo)致消費者對太陽能的技術(shù)產(chǎn)生信任危機(jī)，從而使太陽能技術(shù)產(chǎn)品的推廣應(yīng)用陷入舉步維艱的境地。

2、風(fēng)能

風(fēng)是一種由太陽輻射熱引起的自然現(xiàn)象。風(fēng)能利用主要是風(fēng)力發(fā)電和風(fēng)能動力兩種主要形式，其中又以風(fēng)力發(fā)電為主。我國風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在東南沿海及附近島嶼，內(nèi)蒙古、新疆和甘肅河西走廊以及東北、西北、華北和青藏高原的部分地區(qū)。我國目前在風(fēng)電技術(shù)和設(shè)備制造方面也已處于世界領(lǐng)先地位，當(dāng)務(wù)之急應(yīng)當(dāng)加快探索在我國沿海島嶼、城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村的既有建筑領(lǐng)域、尤其是城市高層既有建筑因地制宜地發(fā)展直接利用風(fēng)能資源技術(shù)。

3、地?zé)崮?/p>

地?zé)崮苁琴A存于地球內(nèi)部的一種巨大的潔凈能源。我國擁有豐富的地?zé)豳Y源，全國地?zé)豳Y源可采儲量是已探明煤炭可采儲量的2.5倍，其中距地表2000米以內(nèi)儲藏的地?zé)崮芗s為2500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。目前正在逐漸受到人們重視且在既有建筑領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大的是地源熱泵技術(shù)，其最大的技術(shù)特點就是消耗少量的高品位能源，即能開發(fā)利用蘊(yùn)藏在淺層地下的低品位能源滿足既有建筑物的供暖、空調(diào)和熱水供應(yīng)需求，既實現(xiàn)了節(jié)能減排，又不污染環(huán)境，因此，利用熱泵技術(shù)開發(fā)利用淺層地?zé)崮苁悄壳白钍軞g迎的一項新技術(shù)。但是，和發(fā)達(dá)國家相比，我國的熱泵技術(shù)還處于初級階段，其主要差距是我國各地區(qū)目前還缺少對巖土地質(zhì)材料性質(zhì)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測試和統(tǒng)計分析工作，地源熱泵技術(shù)仍處于按經(jīng)驗設(shè)計實施階段，熱泵系統(tǒng)運行效果與設(shè)計要求偏離過大的現(xiàn)象時有發(fā)生，造成地?zé)豳Y源的浪費或不足。

四、既有建筑可再生能源節(jié)能改造技術(shù)

1、風(fēng)能

（一）、風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電的歷史非常悠久，時間可以追溯到公元五千年前，它是埃及人在進(jìn)行航?；顒訒r，借助風(fēng)能推動航行速度。風(fēng)能在發(fā)展中慢慢的被推廣使用，人們逐漸的利用風(fēng)能來研磨谷物以及汲水等等。隨著社會生產(chǎn)力不斷發(fā)展，在上個世紀(jì)中風(fēng)力渦輪機(jī)被生產(chǎn)而出。該設(shè)備可以給偏遠(yuǎn)地區(qū)帶來電力，電力得到了普及，人們的生活質(zhì)量得到了提高。

（二）、既有建筑設(shè)計思路

既有建筑設(shè)計中要融入風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，必須考察好當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力資源狀況，設(shè)計中考慮設(shè)備噪音度，盡量的減少噪音給居民帶來的影響。風(fēng)力大電機(jī)雖然具有取之不盡用之不竭的好處，但是和其他能源相比，穩(wěn)定性掌握比較難。解決了風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性問題，該發(fā)電方式將被普及，將提高能源可持續(xù)發(fā)展程度。解決該問題主要幾種解決方案：可以通過電網(wǎng)連接的方式，將高效的電能引入。使用大型蓄電池自行產(chǎn)電，從而控制產(chǎn)電的功率。也可以使用風(fēng)力采油機(jī)幫助發(fā)電，從而得到較強(qiáng)的電力資源。風(fēng)輪機(jī)的產(chǎn)電功率和風(fēng)速形成正比的關(guān)系，風(fēng)力越大發(fā)電的功率越大，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般都放置在房頂上。

（三）、自然通風(fēng)

人們都希望既有建筑物能夠接受到自然風(fēng)，達(dá)到自然通風(fēng)的效果。這主要考慮到自然通風(fēng)的作用，首先：自然通風(fēng)能夠改善室內(nèi)溫度，凈化室內(nèi)空氣。在炎熱的夏季，人們都希望室內(nèi)溫度低，自然通風(fēng)能夠自行降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)耗能節(jié)約了電能，有效的減少了“既有建筑綜合癥“出現(xiàn)。自然通風(fēng)能夠消除室內(nèi)污染物和潮氣的程度，降低了空調(diào)耗能。自然通風(fēng)實現(xiàn)被動式降溫主要有兩種方式：一是通風(fēng)能夠增強(qiáng)人體舒適度，二是夜間通風(fēng)協(xié)助降溫。其次，在冬季人們的需求成反向，人們希望室內(nèi)溫度高，也愿室內(nèi)空氣質(zhì)量高。

2、既有建筑設(shè)計思路

（一）、分析數(shù)據(jù)

既有建筑想要提高風(fēng)能的利用率，想要獲得良好的室內(nèi)溫度，最關(guān)鍵在于設(shè)計既有建筑初期的材料收集和分析。氣象材料的收集必須準(zhǔn)確，場地調(diào)查數(shù)據(jù)獲取來源必須精準(zhǔn)，風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)分析思路也必須清晰。場地的風(fēng)能數(shù)據(jù)收集必須包含以下幾個方面：無風(fēng)日數(shù)、平均風(fēng)速、場地既有建筑以及風(fēng)速頻率等等。這是構(gòu)成場地數(shù)據(jù)收集的重要組成部分，它對設(shè)計既有建筑有著推動作用。前期準(zhǔn)備工作落實之后，在設(shè)計階段時，可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計出高質(zhì)量的方案，通過風(fēng)洞檢驗以及計算機(jī)計算，模擬出精準(zhǔn)的建設(shè)模型，從而制作出風(fēng)壓分布圖。該分布圖給建設(shè)師帶來極大的幫助，高效的優(yōu)化了既有建筑外形，將設(shè)計中的優(yōu)勢發(fā)揮出來。適當(dāng)調(diào)整風(fēng)能進(jìn)口高度，精準(zhǔn)計算出中面性的位置，提高室內(nèi)適宜溫度。

（二）、注意問題

在該設(shè)計中要注意一下幾個問題：自然通風(fēng)會引起采暖負(fù)荷過大，因此避免負(fù)荷出現(xiàn);夏季出現(xiàn)過熱現(xiàn)象常常出現(xiàn)，在進(jìn)行設(shè)計時避免自然通風(fēng)引起超能熱度;房間內(nèi)的風(fēng)速保持在一定范圍內(nèi)，避免使用者因為風(fēng)力過大出現(xiàn)不適癥狀;通風(fēng)窗口要避免使用過程中造成的噪音，影響使用者正常休息等等。這些問題在設(shè)計既有建筑時，必須考慮到，這對提高能源利用率有推動作用。

3、地?zé)崮?/p>

地源熱泵是一個廣義的術(shù)語，它包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統(tǒng)。地源熱泵技術(shù)是一項值得大面積推廣的建筑供能技術(shù)。地源熱泵是將淺層和深層的大地能量（土壤、地下水、地表水等天然能源）進(jìn)行綜合利用來作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng)，是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。

五、結(jié)束語

綜上所述，加強(qiáng)對既有建筑可再生能源節(jié)能改造技術(shù)的剖析，能夠?qū)稍偕茉垂?jié)能改造進(jìn)行把握，進(jìn)而能夠提出一些好的對策，如此方可在工程建造中對提高可再生能源節(jié)能改造的效益。

參考文獻(xiàn)

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