既有建筑采用可再生能源節能改造技術分析

吳存華 黃健

【摘要】本文以可再生能源的現狀與發展趨勢的介紹開始，接著對可再生能源在既有建筑領域應用現狀做了進一步的分析，最后通過實際情況對既有建筑可再生能源節能改造技術進行了探討。

【關鍵詞】既有建筑，可再生能源，節能改造

一、前言

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

二、可再生能源的現狀與發展趨勢

現在石油、煤炭、天然氣是全世界各個國家大規模生產利用的主要能源，但是從世界經濟的可持續發展來看，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、風能、地熱能等可再生能源的開發和利用，會在未來社會的經濟發展具有重要地位。在當今不可再生能源日益局限的情況下，開發利用可再生能源是未來能源安全的需要，也是為了減少當今社會環境污染的需要，更是能源可持續發展的需要。

我國是以煤炭為主要能源的國家，經過不斷的發展努力，我國能源消耗中煤炭的比重已經逐年下降，而可再生能源的開發利用受到高度重視。現階段，降低礦物能源的開發利用，從以煤炭、石油、天然氣為主的礦物能源系統轉向可再生能源持久性能源系統，提到可再生能源在經濟發展中的結構比重，推動可再生能源的開發利用已成為我國經濟發展的一項基本國策。而在既有建筑行業中，如何最少的消耗資源，合理規劃設計以求用最小量達到最高效率的使用能源，將既有建筑這一高消耗發展轉變為低耗能高效率的問題，已是我國未來既有建筑業發展的必然選擇。

三、可再生能源在既有建筑領域應用現狀

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保且取之不盡的優質能源。按照利用途徑，太陽能在既有建筑領域的應用技術可分為太陽能熱利用、太陽能光利用和太陽能儲存轉換利用三大類。目前多數既有建筑對太陽能的光熱利用還普遍停留在“生產生活熱水”這樣低水平的應用層面上，加之產品成本較高，價格惡性競爭等原因，一些產品粗制濫造質量低劣，導致消費者對太陽能的技術產生信任危機，從而使太陽能技術產品的推廣應用陷入舉步維艱的境地。

2、風能

風是一種由太陽輻射熱引起的自然現象。風能利用主要是風力發電和風能動力兩種主要形式，其中又以風力發電為主。我國風能資源豐富的地區主要分布在東南沿海及附近島嶼，內蒙古、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。我國目前在風電技術和設備制造方面也已處于世界領先地位，當務之急應當加快探索在我國沿海島嶼、城鎮鄉村的既有建筑領域、尤其是城市高層既有建筑因地制宜地發展直接利用風能資源技術。

3、地熱能

地熱能是貯存于地球內部的一種巨大的潔凈能源。我國擁有豐富的地熱資源，全國地熱資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米以內儲藏的地熱能約為2500億噸標準煤。目前正在逐漸受到人們重視且在既有建筑領域應用潛力巨大的是地源熱泵技術，其最大的技術特點就是消耗少量的高品位能源，即能開發利用蘊藏在淺層地下的低品位能源滿足既有建筑物的供暖、空調和熱水供應需求，既實現了節能減排，又不污染環境，因此，利用熱泵技術開發利用淺層地熱能是目前最受歡迎的一項新技術。但是，和發達國家相比，我國的熱泵技術還處于初級階段，其主要差距是我國各地區目前還缺少對巖土地質材料性質進行全面系統的測試和統計分析工作，地源熱泵技術仍處于按經驗設計實施階段，熱泵系統運行效果與設計要求偏離過大的現象時有發生，造成地熱資源的浪費或不足。

四、既有建筑可再生能源節能改造技術

1、風能

（一）、風力發電

風力發電的歷史非常悠久，時間可以追溯到公元五千年前，它是埃及人在進行航海活動時，借助風能推動航行速度。風能在發展中慢慢的被推廣使用，人們逐漸的利用風能來研磨谷物以及汲水等等。隨著社會生產力不斷發展，在上個世紀中風力渦輪機被生產而出。該設備可以給偏遠地區帶來電力，電力得到了普及，人們的生活質量得到了提高。

（二）、既有建筑設計思路

既有建筑設計中要融入風力發電系統，必須考察好當地的風力資源狀況，設計中考慮設備噪音度，盡量的減少噪音給居民帶來的影響。風力大電機雖然具有取之不盡用之不竭的好處，但是和其他能源相比，穩定性掌握比較難。解決了風力發電的穩定性問題，該發電方式將被普及，將提高能源可持續發展程度。解決該問題主要幾種解決方案：可以通過電網連接的方式，將高效的電能引入。使用大型蓄電池自行產電，從而控制產電的功率。也可以使用風力采油機幫助發電，從而得到較強的電力資源。風輪機的產電功率和風速形成正比的關系，風力越大發電的功率越大，因此風力發電機一般都放置在房頂上。

（三）、自然通風

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

2、既有建筑設計思路

（一）、分析數據

既有建筑想要提高風能的利用率，想要獲得良好的室內溫度，最關鍵在于設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確，場地調查數據獲取來源必須精準，風環境數據分析思路也必須清晰。場地的風能數據收集必須包含以下幾個方面：無風日數、平均風速、場地既有建筑以及風速頻率等等。這是構成場地數據收集的重要組成部分，它對設計既有建筑有著推動作用。前期準備工作落實之后，在設計階段時，可以根據這些數據設計出高質量的方案，通過風洞檢驗以及計算機計算，模擬出精準的建設模型，從而制作出風壓分布圖。該分布圖給建設師帶來極大的幫助，高效的優化了既有建筑外形，將設計中的優勢發揮出來。適當調整風能進口高度，精準計算出中面性的位置，提高室內適宜溫度。

（二）、注意問題

在該設計中要注意一下幾個問題：自然通風會引起采暖負荷過大，因此避免負荷出現;夏季出現過熱現象常常出現，在進行設計時避免自然通風引起超能熱度;房間內的風速保持在一定范圍內，避免使用者因為風力過大出現不適癥狀;通風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、地熱能

地源熱泵是一個廣義的術語，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。地源熱泵技術是一項值得大面積推廣的建筑供能技術。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）進行綜合利用來作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統，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系統。

五、結束語

綜上所述，加強對既有建筑可再生能源節能改造技術的剖析，能夠對可再生能源節能改造進行把握，進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能改造的效益。

參考文獻

[1]諾伯特·萊希納.既有建筑師技術設計指南——采暖·降溫·照明[M].中國既有建筑工業出版社，2014

[2]彰國社.被動式太陽能既有建筑設計[M].中國既有建筑工業出版社，2012

[3]王榮光，沈天行，可再生能源利用與既有建筑節能2013