建筑节能领域可再生能源的利用方式研究

2021-03-10谢明煜

建材与装饰 2021年5期

谢明煜

（百色市墙体材料改革中心，广西百色 533000）

近年来，可再生能源产业快速发展，这得益于各领域的积极应用，同时能源消费需求增加。根据统计数据显示，2017—2019年可再生能源增速分别为3.7%、4.0%、3.7%，贡献全球一次能源消费增长的一半以上，其中风能与太阳能实现两位数增长。目前，可再生能源的身影已经出现在很多领域，建筑领域中利用此类能源，对降低能源消耗，保护生态环境，促使建筑持续化发展，起到积极的作用。

1 建筑节能领域可再生能源的利用价值

近年来，很多城市积极推广可再生能源建筑，形成带动示范的效应。通过将可再生能源，例如地下水源与太阳能以及地热能等，应用到建筑系统，获得积极的效果，对环境没有危害或者危害极小，同时资源分布比较广泛，在自然界能够实现循环再生。以某城市为例，开展了系列示范项目，地下水源与土壤源热泵空调示范项目总计44 项，示范应用面积为155.409 万m2；太阳能光热利用示范项目总计60 项，太阳能集热器面积总计50755.3m2，打造了系列可再生能源建筑。可再生能源的利用效果整理如表1所示。由此可见，建筑节能领域可再生能源的应用，能够获得较为突出的节能效果，具有推广应用价值。现结合利用实践，总结利用方法。

2 建筑节能领域可再生能源的应用形式

2.1 建筑太阳能光伏系统

将太阳能发电技术运用的建筑中，常用的方式为建筑光伏系统，主要包括BAPV 与BIPV，也就是附加光伏系统和光伏建筑一体化系统。具体情况如下：①BAPV。将光伏板放置到建筑屋顶，或者将光伏板设置在建筑的立面。因为屋顶轻易不会被障碍物遮挡，而且墙体多样化，因此适合设置光伏装置；②BIPV。建设的光伏采光顶指的是将具有较好透光性能以及发电性能的太阳能光伏板，设置到建筑屋面。一般来说，要求透光率达到10%~50%。建设的光伏幕墙，指的是将具备发电功能的光电玻璃，用作为玻璃幕墙，通过将太阳能有效转化为电能，促使幕墙能够产能。常用的光电玻璃，主要为硅基薄膜以及CDTE 薄膜。利用光伏板当作遮阳构件以及围护构件，取代建筑构件，既能够节约建筑构件材料，还可以丰富建筑外观。光伏建筑具有以下优势：①能够减少污染；②节约能源与土地一级建材等。然而光伏建筑具有造价高与成本高等缺陷，影响着推广应用。我国是太阳能电池的第一生产国。根据IEA 预测，到2020年，中国城市中光伏建筑一体化可应用面积能够达到17.9 亿m2，新增光伏建筑应用装机容量可以达到1000 万kW。

2.2 风能

建筑节能设计实践中，风能占据着重要的地位，属于一类可再生能源，采用科学合理化设计手段，可有效促使风能的作用发挥，提高建筑内部的质量，获得不错的节能清洁效益。一般来说，采用的利用方式为主动式利用与被动式利用。其中，被动式的应用，通过对建筑进行合理设计与优化，通过建筑结构优化设计与朝向布局等，促使建筑物能够形成良好的自然通风条件，营造良好的室内环境，减少机械通风的利用，进而获得节能效果。夏季建筑运行工况下，自然通风的热量排出效果较为突出。

表1 可再生能源的利用效果

2.3 地热能

目前，很多地热能源丰富的地区，在建筑节能设计中都在积极推广应用地热能利用技术。整个技术的应用，地源热泵的设置为关键，借助设备的力量，能有效服务于建筑物。在暖通系统运行方面，获得理想状态。从现有的建筑项目分析，地源热泵的应用，主要利用类型为水—水型、土—气型，设计时结合实际情况选择适宜的方案，促使地热能源的价值得以有效发挥。若想增强地热能的应用效果，制定设计方案时要做好环境条件的研究，分析地热资源应用系统是否存在安全隐患，采取有效的防范措施，切实保障建筑的安全性与稳定性。

2.4 生物能

建筑节能设计实践中采用的生物能，也可起到服务建筑的积极作用。在建筑设计实践中，多通过城区垃圾处理带来的热电联产渠道，或者沼气开发运用。其中，沼气属于一类资源，可较好作用于建筑物应用，同时能够取代传统能源，避免能源浪费。建筑设计方案的编制，要合理配置沼气生成装置，促使能源得到有效利用。

3 建筑节能领域可再生能源的利用策略

3.1 加大应用政策的支持力度

建筑节能领域可再生能源的推广应用，需相关政策的支持与推动，促使工程中广泛应用各类能源。以广西为例，根据国家可再生能源建筑应用政策，结合自身的实际情况，出台了系列可再生能源建筑应用有关的政策法规以及标准规范等，例如《推进可再生能源建筑应用实施意见》，创建了包括南宁和柳州等在内的可再生能源建筑应用示范城市以及示范区，积极推广可再生能源技术在建筑节能领域的应用。充分发挥政策法规的推动作用，为可再生能源技术的应用，提供强有力的支持与保障[1]。

3.2 坚持因地制宜的推广应用原则

建筑节能领域可再生能源的应用，要坚持因地制宜的原则，丰富能源与技术的应用形式，积极拓展能源应用领域，扩大可再生能源的应用规模，鼓励社会资金的参与，为可再生能源建筑的建设与技术推广，提供强有力的支持与保障。以新建与既有建筑节能改造工程为主要对象，积极推广太阳能和空气能等能源，促使建筑建造水平得到提高。除此之外，在城市中低层住宅和酒店等各类公共建筑中广泛推广可再生能源技术。通过配套设计以及建可再生能源利用装置，带动太阳能与地热能等的应用[2]。

3.3 加大可再生能源利用技术的研究

建筑节能领域可再生能源的推广应用，还面临着很多技术挑战与难题，需加大对能源利用技术的研究力度，提出能源创新利用的方式方法，为建筑工程持续化发展提供支持，降低建筑系统的能源消耗，减少对周围生态环境的不利影响，创造积极的效果，保障能源利用效益水平得到提高。根据现有的可再生能源建筑建造与运行管理经验，深度分析能源利用面临的技术挑战与困难，组织相关技术人员进行研究，结合本地区的气候与建筑建造现场条件等，进行深入的分析，切实保障建筑节能领域可再生能源利用的效益，创造更多的效益，促使建筑持续化发展[3]。

3.4 做好可再生能源利用的效果控制

建筑节能领域可再生能源的利用，要围绕建筑工程展开，做好能源利用效果的有效把控，切实保障能源的利用效果。实践中采取以下措施：①做好建设区域的条件调查。若想实现对可再生能源的高效利用，要求根据建设区域的环境条件，做好全面严格的把控，最大限度建筑节能领域可再生能源的有效利用，实现能源的应用价值，促使建筑节能目标得以实现[4]；②做好可再生能源建筑的建造质量控制。建筑节能领域可再生能源的利用，要求围绕建造环节做好全面严格的把控，最大限度保障能源利用率，切实提高利用效率。实践中对使用的装置与材料等做好质量检验检测，分析存在的不足与问题，保障能源利用系统的建造质量达标，避免造成不安全隐患或者其他问题，促使建筑节能效益目标得以实现，创造更多的价值[5]。