可再生能源在建筑中的应用

浅谈可再生能源在建筑中的应用

摘要：本论文讨论了可再生能源（太阳能、浅层地热能）在建筑中的应用现状及目前所面临的问题，通过对本市太阳总辐射资料、地区前期勘测的地质水文资料等大量资料的查阅，对现有的太阳能和浅层地能资源状况进行了简单分析；结合实际情况提出了一些具有针对性和可操作性的建议，找到适合可再生能源建筑应用的思路，为建筑中节约常规能源提供参考。

关键词：可再生能源太阳能地源热泵建筑应用

abstract: this paper discusses the application the facing problems of renewable energy (solar energy, shallow geothermal energy) in the building. by consulting the large amounts of data of global solar radiation in this city and the geological and hydrological data from regional preliminary investigation, the paper also makes a simple analysis on the situation of the existing solar and shallow geothermal energy resources, and puts forward several specific targeted and feasible suggestions according to the practical situation, so as to find the ideas suitable for application of renewable energy construction, providing reference for saving conventional energy sources in construction.

key words: renewable energy; solar energy; ground source

heat pump; application for construction

中图分类号：p754.1 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）

引言

能源是一个国家国民经济和社会发展的基础，是整个人类社会赖以生存和发展的物质保障。建筑能耗在能源消耗中占的比例为30%，随着社会的发展，这一比例会呈现上涨的趋势，运用建筑节能技术是降低建筑能耗的重要手段，而可再生能源的利用是实现建筑可持续发展的重要环节。大力开发利用可再生能源，减少化石能源的消耗，保护生态环境，减缓全球气候变暖，推进人类社会可持续发展已成为世界各国的共识。2011年9月26日，安阳市申报国家可再生能源建筑应用示范城市获得成功，从此，安阳市的建筑业掀开了新的篇章，重点工作将侧重于调整能源结构，提高能源利用效率，并将目光投向可再生能源的利用。可再生能源已成为实现能源结构多样化、应对全球气候变化和实现可持续发展的重要替代能源。

一、能源在建筑中的应用现状

1、太阳能

（1）太阳能资源情况

安阳市境版图略呈半环形，地势西高东低，呈阶梯状展布。西部为太行山区及丘陵区，东部为平原区，海拔高度48.4～1632米。城市区沃野坦荡，一望无垠，为华北大平原的一部分，海拔高度75.5

米，夏秋多雨，雨热同季，气候较为干燥，日照充足，年日照时数2225.3小时。安阳市在中国太阳能资源带分布中位于第三个资源带，紧邻第二资源带，太阳辐照量为4200~5400 mj/(m2·a)，月平均气温≥10℃，日照小时数≥6h的天数在200~250天，见图1。安阳市可以作为发展太阳能的理想基地。

图1 中国太阳能资源分布带/[100mj/(m2·a)]（2）太阳能产业的发展

太阳能现代技术设备的应用与全国先进地区相比差距不是很大。目前，在太阳能利用方面较为成熟的两大产品是太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统；太阳能供热采暖系统和太阳能空调系统，在本地区尚未得到应用。安阳市作为可再生能源示范城市，将大力发展太阳能光热建筑一体化应用示范项目。

（3）太阳能的应用

太阳能热水器企业众多，本土企业已经掌握太阳能热水器的核心技术和生产集热管的能力。通过对太阳能市场上市场占有率达到相当大的比例。我市目前已完成太阳能光伏利用示范项目4个，分别为广厦新苑、四海嘉苑、中国文字博物馆和桂花园小区基本以公共照明为主。

2、浅层地热能

（1）浅层地热能资源概况

安阳市中心城区位于洹河冲洪积扇主体带上，面积173.9 k㎡，洹河冲洪积扇是一个完整的水文地质单元，含水层顶板埋深30 m

左右，含水层厚9-40 m，含水介质为卵砾石，含水层底板埋深100 m左右，浅层地下水含水层厚度大、埋藏浅水量丰富。中心城区地下水允许开采量为38.86万m3/d，14183.9万m3/a，地下水储存量为68502万m3。安阳市中心城区浅层地能资源主要储存于洹河冲洪积扇地下水中和地下水含水层岩石中。由于卵砾石良好的透水性，其渗透系数在300～500米/日，故本区地下水迳流通畅，较利于采用地下水源热泵技术取热或取冷后的地下水回灌。因此，安阳市利用浅层地能为建筑进行供热、制冷的地源热泵技术应用前景广阔。

（2）地源热泵产业的发展

早在“十一五”期间就有三个项目成功申报可再生能源示范项目，并且运行效果良好。总建筑面积达20多万平方米。安阳市在成功申报可再生能源示范城市后，大力发展地源热泵项目，截止日前在建示范项目建筑面积为230万㎡。

（3）热泵工作原理（见图2）

作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向低温。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这也是热泵的节能特点。

地源热泵是地热利用的一种形式 ,是将低位热能用热泵提升