浅析依托城市大中型建筑体平台的可再生能源的综合应用.doc

1、浅析依托城市大中型建筑体平台的可再生能源的综合应用摘要：在我国积极城镇现代化的建设中，大中型建筑体大量投入使用，其本身相对于传统低层建筑，体量，高度等关键数据都远远超出，成为现代化的地标性建筑，其功能全面，设施先进，极大满足了地区发展和城市生活的需要。但是这些大中型建筑体往往也成为了能源消耗的大户，其高能耗，高排放带来的副作用日益显现，解决能源短缺和城市发展，及环境保护这三者间的矛盾已成为重中之重。所以，依托此类大中型建筑体为平台的可再生能源应用成为未来建筑研究和发展的主要方向。可再生能源建筑的综合应用及技术推广，成为建筑领域打造技术创新型、资源节约型和环境宜居型城市的重要举措 关键词：建筑节

2、能；可再生能源；环境保护； Abstract: in the construction of positive town of our country modernization, large and medium-sized building large put into use, its relative to the traditional low building height, volume, and other key data are far beyond, become a landmark in modern, full-featured, advanced faciliti

3、es, to meet the great regional development and city life needs. But these large and medium-sized construction also often became the large energy consumption, high energy consumption, high emission bring side effects become more and more obvious, to solve the energy shortage and the city development

4、and environmental protection, the contradiction between the three has become a priority among priorities. So, based on the large and medium construction such as the main direction of future architectural research and development platform for renewable energy application. Comprehensive application an

5、d technology promotion of renewable energy in buildings, became an important measure of building area to create innovative technology, resource conservation and environment livable city. Keywords: building energy; renewable energy; environmental protection; 中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 1可再

6、生能源建筑的时代发展背景： 我国目前处于工业化和城镇化快速发展阶段，GDP 增长较快，能源消费和 CO2 排放总量呈较快上升趋势，据统计，全球城市人口占世界总人口的 50%，但却消耗超过 85%的资源和能源，排除 85%的废物和 CO2。而城市的建筑物的能耗主要集中在采暖、照明、制冷、热水、电力、通风等主要几大类。据统计，我国城市的建筑能耗已经达到城市总能耗的27.6%，并且这一比例还在逐年提高。所以，建筑节能对我国乃至全球气候变化和实施可持续发展战略都是意义重大的。 2可再生能源种类及建筑应用概念： 与化石能源石油、天然气相比，可再生能源是自然界可以不断再生、能够永续利用的资源，主要包括太阳

7、能、浅层地能、生物能、风能等。其中，可再生能源建筑应用是指利用太阳能、浅层地能、污水余热、风能、生物质能等可再生能源对建筑物提供采暖制冷、热水供应和供电照明，余电并网等。实现低能耗，高舒适度的完美结合，最大限度利用自然能源。 3主要可再生能源与建筑体的组合开发及应用： （1）太阳能的发展背景： 我国太阳能资源十分丰富，适宜太阳能发电的国土面积和建筑物受光面积也非常大，同时我国是太阳能光伏产品制造大国。仅在 2010 年时，全球太阳能光伏电池年产量 1600 万千瓦，其中我国年产量为 1000 万千瓦。近几年，随着全球光伏产品价格的大幅下降，中国已将新能源产业上升为国家战略产业，2012 年 7

8、 月 20 日， “十二五”国家战略性新兴产业发展规划发布，国家明确提出了到 2015 年，我国太阳能发电装机容量将达到 2100 万千瓦以上，光伏发电系统在用户侧实现平价上网。未来五到十年我国光伏发电有望规模化发展。 太阳能的建筑应用： 建筑体夜景照明及城市道路照明系统可全线采用了风光互补太阳能LED 灯组，彻底摆脱原有系统使用市电的传统模式，不仅大大缩短布缆线的施工周期，而且还降低了建筑能耗，达到环保节能的效果，据初步测算，仅路灯照明系统每天每公里可节约用电 460 度。 建筑体光伏电力系统可由屋面太阳能系统和墙面太阳能系统组合而成。屋面系统基本可移植较为成熟的地面光伏系统基站，墙面光伏系

9、统可结合幕墙系统，例如呼吸型节能幕墙，其外层玻璃采用太阳能光伏板或者遮光百页采用太阳能光伏板，最大限度的利用日照角度，实现建筑体自身降耗，节能，产能。 注：关于太阳能建筑发电，国家财政部和能源局已出台相应的财政补贴政策。 （2）热源系统的发展背景： 热源系统分为土壤源，空气源，水源三大类，在我国各个地区蕴藏丰富。我国上世纪 90 年代末开始接触此类技术，起步较晚，技术上正处于发展期。由于大型建筑体中的空调系统是能耗重点，所以针对制冷和制热的热源采集交换系统（热泵）成为了全世界各国大力推广的环保节能的建筑热能源系统。 热泵系统的建筑应用： 热泵总体分为水源热泵和土壤源热泵两大类，其中水源和土壤源

10、在建筑体中的利用方式主要为冬季地下浅表层土壤(或水)的低温热能能够被热泵抽取，供建筑采暖和制备热水，夏季反过来建筑向土壤(或水)排放热量。热泵整个系统耗电很少，维护费用较传统锅炉，直燃机或制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。日常维修量极少，折旧费和维修费也都大大地低于传统空调系统，运行费用每年每平方米仅为 15-18 元，比常规中央空 调系统低 40%左右，且机房面积小，建筑物整体可利用面积提高。 注：建议采用城市污水源，如采用地下水源，需注意政府地下水源利用政策。 （3）风能系统的发展背景： 风能系统作为清洁的可再生能源系统，受到世界各国的重视，其蕴量巨大。全球可利用的风能为 2

11、107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大 10 倍。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒 3 米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。 风能系统的建筑应用： 我国各地区的大中型建筑体数量众多，尤其是超高层建筑，屋面利用率很低，可考虑在建筑屋面及建筑空洞处，甚至建筑双塔之间设置垂直轴和水平轴风机系统，利用被建筑物强化和汇聚的强风产生风能，同时建筑体的设计方案要兼顾建筑效果和风能收集的两方面的最佳点。例如广州的*建筑，它借助建筑平面向南偏东 13 度,充分利用东南风,在塔楼设备层 24 层及 50 层设置与高

12、性能汽车引擎进风口外形相似的两个吸风口,并通过四个风涡轮发电系统进行风力发电,每组发电量约 6kWh,总发电量约 24kWh,预计日发电量为 288kWh,年发电量为 105-120kWh。预计风力发电系统总造价约 1000 万元,年节电费约 8.3 万元,开创了世界上超高层建筑运用风力发电的先河。 注：风力发电的不稳定性应引起建筑电气设计的足够重视 结束语： 除了以上所述太阳能，热能，风能这三大类主要可再生能源，还有如生物能源（沼气）系统，冷凝水、雨水收集系统，污水处理再生系统等建筑可再生能源。诸多可再生能源在建筑上的应用推广涉及水文、水利、电力等诸多部门，是一个跨多行业、多专业综合利用技术，需要多部门协调配合，解决应用工作中遇到的问题，总结工作中的经验教训，结合可再生资源状况的特点，研究制定适宜可再生能源建筑应用特点的经济激励性政策及强制性推广政策。2011 年，我国住房和城乡建设部、财政部发布的关于进一步推进可再生能源建筑应用的通知中明确指出，到 2020 年，实现可再生能源在建筑领域消费比例占建筑能耗的 15%以上。由此可见，可再生能源的开发利用在未来低碳环保建筑的发展中有着不可或缺的作用。可再生能源与建筑的结合，已经成为我国建筑发展的必然趋势！