可再生能源技术在我国绿色建筑中的应用

王继雪

中国矿业大学工程咨询研究院（江苏）有限公司 江苏 徐州 221008

引言

在数十年的改革开放过程中，我国一直专注于促进社会经济发展，对自然生态环境有所忽视，因此造成了难以挽回的环境污染和能源过度消耗问题。现如今，我国民众的生态环保意识有了明显提高，为了更好地改善我国生态环境和能源问题，近年来国家有关部门一直在号召和鼓励可再生新能源开发和利用，从而有效推动了我国可再生能源技术的快速发展，建筑行业也顺应国家的环保和生态建设要求，积极开展绿色建筑建设，研究和探索可再生能源技术在绿色建筑中的具体应用及创新发展策略，有利于进一步提高我国绿色建筑的环境效益。

1 绿色建筑与可再生能源技术

现代绿色发展理念下诞生的绿色建筑，秉持绿色节能的发展理念，既做到对建筑功能的最大满足，又做到对资源的高效利用，这种建筑物尽量不对周边环境产生任何影响，以建筑理念的开拓创新为人类造福，有力促进可持续发展理念的推行。这种理念的概念发端在英国的一家建筑学院，正式成为一种引领风气之先的理念是在美国绿色建筑协会的倡导下形成的，他们对环境和能源的发展规划提出了先导性的意见，就绿色建筑理念和践行制定了规范化标准，随后迅速崛起，走入良性发展的快车道。这种先进理念走进中国是在20世纪90年代以后，由于国内当时这一领域一片空白，理念也不为大众理解和认知，所以它的引进是由政府出面引导和资助的，绿色建筑的果实一经被国人认识和品尝即被广泛接受，引进渐成规模。进入千禧年后，这种先进技术逐渐在国内生根开花，以清华大学超低耗实验室等为代表的绿色建筑成为国内收获的第一批果实，起到了示范和标杆作用，绿色建筑以其极低的资源消耗库，科学合理的布局和结构，独具特色的建筑风格以及极其讲究的环境保护特色而广受好评，绿色建筑从规划设计到最终拆除的整个生命周期，环境保护和绿色节能理念都贯穿始终。

可再生能源也是一种新型理念，有可再生能源，就有不可再生能源，二者是辩证对立的。可再生能源从大自然发端，可供人类循环利用，其种类代表很多，包括太阳能，地热能，风能，海洋能，生物质能以及水能等都在其列，人类社会发展到今天，环境污染和能源枯竭已经成为摆在世界各国面前的头道难题，让可再生能源技术走上历史发展的前台，成为一种必然选择。国内早在2011年就由多个相关部委联合发布了相关纲领性文件，对国家“十二五”发展规划执行期间，包括生物质能、太阳能以及浅地层地能等在内的可再生能源在绿色建筑中的利用权重新做了重要部署，提出以2020年为发展期限，把建筑工程耗能的消费比例提升到一个最高点，正式确立了建筑行业中可再生能源利用的主导地位。这份方向明确的指导文件为可再生能源的普及发展起到了巨大的推动作用，为建筑工程实现节能降耗提供了先决条件[1]。

2 可再生能源技术在我国绿色建筑中的应用

2.1 太阳能系统

在可再生能源的庞大队伍中，太阳能占据绝对重要位置，它的最大优势就是资源的丰富来源，由太阳能转化成其他能源，没有任何环境污染隐患。绿色建筑要实现对太阳能的充分利用，需要工程设计人员提前在设计方案中为太阳能的使用预留前提条件，从建筑工程实际需要出发，结合太阳能技术特点，实现二者的有机高度融合，确保太阳能在建筑工程中的充分合理性，太阳能系统类型主要有供电，供暖以及空调等。

2.1.1 太阳能供电系统。太阳能光伏是绿色建筑对太阳能系统利用的重要一环，它是通过太阳能电池实现对太阳能光能的充分吸收，再实现电能的转化为人类提供服务，这个系统的主要构件有蓄电池和控制器等电源系统是太阳能蓄电池，保护系统是控制器，起核心作用且价值最大的是太阳能电池板，由它实现太阳能到电能的转化，它生产的电流被太阳能蓄电池保存，蓄电池的存在能有效克服太阳能输出方面的缺陷，逆变器构件负责从直流电到交流电的切换，所有构件通力合作实现太阳能供电系统的高效运转，达到可再生能源为绿色建筑服务的目的。

2.1.2 太阳能空调与供暖系统。太阳能空调的原理是：空调的正常运行能源来自转化后的太阳能，太阳集热器负责吸收太阳热能，由专业设备进行转化为空调提供运转能源，这是由热能到冷能的转变。而利用太阳能实现供暖则有被动和主动两种方式，被动式太阳能供暖是结合建筑物所处环境，通过科学规划建筑空间，达到寒冷季节对太阳能的收集利用，实现冬季供暖，这种技术的缺陷是对冬季室内温度带来极大波动性，住户舒适度体验较差，严重情况下室内温度无法达到供暖目标，太阳能供暖的主动式，是把这种供电技术当作辅助措施来使用的，它是利用热水循环泵实现管道持续循环达到供暖目的，值得注意的是，太阳能集热器技术进步很快，热管式真空管的出现，以其优良性能为主动式太阳能供暖系统创造了广阔的使用前景，它能为太阳能的晚间供暖也提供充足的热能储备。

2.1.3 太阳能热水系统。对太阳能这种可再生能源利用最普遍的就是太阳能热水系统，它以集热器和冷热水箱及其管道共同构成太阳能热水器系统在绿色建筑内的整个系统，有整体式和循环式等多种流动方向，这个系统是所有太阳能系统中的最基本形式，包括多种太阳能热水器种类，它体现与建筑完美融合的最好方式，就是在建筑物屋面安装太阳能集热器，以最高标准设置它的强度和刚度，还要通过与建筑装饰同步色调的设计达到外形的和谐美观，也有利于方便快捷的安装作业。

2.2 地热在绿色建筑中的应用

地热顾名思义，其热能来自地下，它主要为空调系统提供能源，这种技术有很强的普适性，全球都可看到它的身影，它的技术特点从诞生伊始到逐步发展，都具备极高的完善性，而且还在持续改进中，它是把换热器埋设到地下，实现对地热的转化来提供能源。它充分利用了恒定的地表温度特点，以极少的电能消耗换取地温的最大化利用，把低热能转化成高热能，寒冷季节通过管道水循环实现对地热能的转化，最高温度可达70℃，供给室内取暖[2]。

2.3 自然通风在绿色建筑中的应用

自然通风的实现需要风压提供条件，它让室内空气实现循环，也属于可再生能源的利用范畴，以沿海地区应用比较普遍。对这种技术加以利用须科学规划建筑设计，结合空气和环境因素，为建筑物创造某种程度的风压条件，促进建筑内部空气的流动循环，让建筑物具备了自带通风效果的属性，这种技术在高楼林立且空气流通不畅的城市内部须把捕风装置设置在建筑物的高处，利用垂直分布的风能特点，为室内环境创造改善的条件。

3 可再生能源在建筑中的发展及创新

3.1 大力推广应用太阳能光热建筑

3.1.1 制定太阳能光热系统研发方向和推广应用目标。把热泵技术和太阳能光热系统有机结合在一起，对这两种技术合二为一的太阳能光热系统进行普及推广，把新能源的利用率提高到一个新水平，在城镇化建筑建设的新浪潮中积极发展太阳能光热系统，实现规划设计和施工验收全过程的同步运作，政策优惠向已经安装太阳能光热系统的用户倾斜，对热水用量巨大的用户加大宣传推广力度，尤其要重点推进农村地区的应用力度[3]。

3.1.2 加快太阳能光热系统与建筑一体化进程。要求城市新建和改扩建规划区所有低于12层的公共设施强制实施一体化推进太阳能光热系统，超过12层的住宅楼也要加快逐步推进的力度，强调所有具备安装条件的公共设施起到率先垂范作用，尤其是那些政府资助建筑和政府机构设施更要带头。

3.1.3 完善太阳能光热产品质量监督服务体系。把认证体系贯彻到太阳能光热系统的推广应用中，对它的成套技术节能产品也采取同等措施，为合格产品设立政府采购清单，对太阳能产品进行强力市场整治，把准入门槛设置在合理水平，积极推行鼓励政策，让拳头产品企业进行兼并重组，把龙头企业做大做强，鼓励更多企业生产高质量产品，逐步形成规模和生产基地，把整个产业发展引入良性发展轨道。

3.1.4 落实扶持政策，加快推广应用步伐。为研发和推广太阳能光热系统技术的产品企业提供专项资金，以节能优惠和财政补贴等形式进行产业扶持，重点发掘那些具有巨大市场发展潜力，良好品牌声誉，售后服务完善以及具备很高创新能力的企业给予政策倾斜，对太阳能集热系统具备良好示范性开发项目进行优先推介，加大资金划拨力度，对建筑与太阳能实现一体化发展的项目，尤其是新建的太阳能光热系统利用较好的工程加强宣传推广和示范，就相关扶持政策构建配套体系，由政府牵头引导，市场经济驱动，企业作为践行主体构建完善的政策模式，让太阳能光热系统得到更大更快的普及推广[4]。

3.2 加快新能源和节能环保产业发展

3.2.1 发展太阳能光热利用和光伏产业。对太阳能供热和新型绿色制冷产品与建筑一体化做得较好的技术研发和生产企业进行重点扶持，加快这些绿色能源产品的应用步伐，宣传推介示范性较强的项目，对那些已经安装了太阳能热水系统的用户给予政策支持奖励，推荐热水用量巨大的用户安装相关系统，县市区等政府机构所在地新改扩建的低于和包括12层在内的公共设施与住宅楼推荐安装太阳能光热系统，超过12层的住宅楼鼓励逐步推进该系统的安装应用。

3.2.2 加快地热能综合利用。对水源，地源热泵技术加大研发力度，对供暖，热水供应技术以及热泵技术的研发要强调有利于保护水资源并节能环保，投入人力、物力、财力资源对热泵空调，地热测评软件以及无机超导热管等新技术产品进行研制，医疗服务要重点发掘地热温泉洗浴等先进产业，打造温泉城市，公共设施要带头应用土壤源地源热泵，就相关热泵技术应用推出示范工程[5]。

3.3 新能源利用与建筑完美融合

在国内中小城市推广壁挂或屋面太阳能热水系统，以及利用太阳能进行公共照明和光伏发电，达到综合利用太阳能资源的目的，形成社会规模，让城市发展做到充分利用新能源。

3.4 积极建设太阳能＋地热能综合应用示范工程

目前国内在利用太阳能进行空间系统，光伏发电以及取暖系统建设方面已经初见成效且稳步发展，实现了综合利用，但是成本居高不下，有必要就地热能和太阳能的综合利用开发推出示范项目，开展试点工作，吸收国内外的技术经验，研判发展趋势，实现平稳发展[6]。

3.5 利用中水促进建筑能效提高

中水在供暖制冷方面的应用社会，经济以及环境效益较好，对中水进行能量提取，能有效保护环境，还提高建筑能效，能源也得以优化结构，对排放和污染方面的负作用可降到最低，是对废弃能源的再发掘利用，把中水实现了资源化，有利于推进可持续发展战略。

3.6 建筑施工优先使用再生水

现代城市水资源紧张，可开发的第二水源就是再生水，它是把城市污水进行再生处理的综合利用方式，对水资源紧张是一种很好的缓解措施，并作为优先考虑措施，得到国家相关部门的鼓励支持，可以在建筑施工和生态景观建设中推广应用，有利于建筑工程节约用水，政府还需在政策引导方面加大资金奖励的优惠扶持力度[7]。

4 结束语

在国家不断宣传倡导下，生态环保理念已经深入人心，而绿色建筑也越来越受社会各界的青睐和欢迎，在绿色建筑中合理应用可再生能源技术，对于我国环境问题和能源问题都有一定的改善作用，其现实意义是显而易见的。目前最重要的，就是深层次、多角度地研究可再生能源在绿色建筑中的创新发展策略，以便进一步提高绿色建筑的社会和经济效益。