淺談可再生能源建筑應(yīng)用

1、淺談可再生能源建筑應(yīng)用作者:吳子軍班級(jí):給水排水0701 學(xué)號(hào):20070271 摘要:本文主要討論可再生能源(太陽能、淺層地?zé)崮茉诮ㄖ械膽?yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展策略。通過對(duì)太陽總輻射資料、地區(qū)前期勘測(cè)的地質(zhì)水文資料等大量資料的查閱,對(duì)現(xiàn)有的太陽能和淺層地能資源狀況進(jìn)行了簡單分析;在問卷調(diào)查和實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上,對(duì)可再生能源建筑應(yīng)用相關(guān)產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)有的工程項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并對(duì)可再生能源建筑應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行深入剖析,發(fā)現(xiàn)目前存在的問題并為今后的發(fā)展指明了方向;結(jié)合的實(shí)際情況提出了一些具有針對(duì)性和可操作性的建議,找到適合可再生能源建筑應(yīng)用的思路,為建筑中節(jié)約常規(guī)能源提供參考。關(guān)鍵詞:可再生能源、建筑節(jié)能、太陽能、地源

2、熱泵、建筑應(yīng)用引言能源是人類社會(huì)生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),開發(fā)利用可再生能源是確保能源供需平衡、減少環(huán)境污染的先決條件。是典型的能源匱乏城市,能源供需缺口大,據(jù)統(tǒng)計(jì),電力、石油、天然氣等能源的市外凈調(diào)入量占全市消費(fèi)總量的90%左右。目前正處于城市化和新型工業(yè)化快速發(fā)展時(shí)期,建筑能耗呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢(shì)。尤其是國家“兩型社會(huì)”建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)的設(shè)立,為帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,同時(shí)也為的能源供應(yīng)帶來巨大壓力。因此,利用太陽能、淺層地能等可再生能源解決建筑的采暖空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明等,對(duì)替代常規(guī)能源,促進(jìn)建筑節(jié)能具有重要意義,在“兩型社會(huì)”的建設(shè)中尤為重要與迫切。本文主要討論中華人民共和國可再生能源

3、法中界定的可再生能源種類中(包括風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能與建筑較為相關(guān)的太陽能及淺層地?zé)崮堋? 太陽能建筑應(yīng)用現(xiàn)狀1.1 太陽能資源概況是湖南省省會(huì),位于湖南省東部偏北,其地域范圍為東經(jīng)111°53114°15,北緯27°5128°411。屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū),溫和濕潤,季節(jié)變化明顯,冬寒夏熱,四季分明。地區(qū)年平均氣溫為17.1,1月最冷,平均4.8,7月最熱,平均氣溫28.82。對(duì)19892008年太陽總輻射資料進(jìn)行分析計(jì)算,多年平均太陽年總輻射量為3866MJ/ (m2·a,屬于太陽能資源四類地區(qū),資源貧乏區(qū);年平均

4、日照時(shí)數(shù)為1490h,日照時(shí)數(shù)大于6小時(shí)的天數(shù)為163天,在這些天數(shù)中,具有較好的可利用價(jià)值;的太陽能資源不太穩(wěn)定,長期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示太陽能資源不僅在季節(jié)方面存在明顯的輻射量差異,而且應(yīng)考慮太陽能在少數(shù)年份的不穩(wěn)定性;正午太陽時(shí)1113時(shí)的太陽能平均輻射強(qiáng)度與年平均輻射時(shí)間在一天之中都是最強(qiáng)、最長的,因此太陽能資源日最佳利用時(shí)間是中午1113時(shí)。1.2 太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析太陽能現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用起步較晚,與全國先進(jìn)地區(qū)相比差距較大。太陽能熱水器的普及率還不算高,每千人太陽能熱水器保有量僅為22。目前,在太陽能利用方面較為成熟的兩大產(chǎn)品是太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng);太陽能供熱采暖系統(tǒng)和太陽

5、能空調(diào)系統(tǒng),在還屬空白。太陽能建筑一體化工程還處于試驗(yàn)階段,未全面推廣。太陽能光伏利用基本以太陽能路燈、小區(qū)燈等為主。太陽能熱水器企業(yè)眾多,但本土企業(yè)均沒有掌握太陽能熱水器的核心技術(shù)和生產(chǎn)集熱管的能力,大部分商家是手工作坊式運(yùn)作。通過對(duì)太陽能市場(chǎng)上市場(chǎng)占有率達(dá)到80%以上,規(guī)模相對(duì)較大的四家企業(yè)的調(diào)研統(tǒng)計(jì),主要經(jīng)營的產(chǎn)品為家用太陽能熱水器、集中太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能路燈、信號(hào)燈等。調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見圖1和圖2。 300003500040000450002006年2007年2008年歷年產(chǎn)量(集熱面積m 205001000抽樣集熱器面積分布圖 集熱器類型圖5為調(diào)研工程項(xiàng)目中太陽集熱器不同種類使用情況

6、,在調(diào)研工程項(xiàng)目中,太陽能熱水器主要有平板型和真空管型。平板型和真空型太陽能熱水器占有的比例分布為81%和19%,平板型太陽能熱水器是目前 太陽能集中熱水系統(tǒng)工程項(xiàng)目中主要使用形式。2 淺層地?zé)崮芙ㄖ?yīng)用現(xiàn)狀2.1 淺層地?zé)崮苜Y源概況在大地構(gòu)造位置上, 位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的東南隅,次級(jí)構(gòu)造單元 平江斷陷盆地的西南部,緊鄰華南褶皺系。地層主要發(fā)育第四系、白堊系、泥盆系、石炭系、二疊系地層,第三系在區(qū)內(nèi)局部有分布,而侏羅系在區(qū)內(nèi)僅有零星分布,志留系在區(qū)內(nèi)缺失。區(qū)內(nèi)分布最廣的地層是中生界白堊系、中元古界板溪群,其次為新生界第四系3。區(qū)域大部分地區(qū)平均土壤綜合導(dǎo)熱系數(shù)在1.52.5 W/(m 之間,淺層土

7、壤平均溫度在1825之間。水資源以地表水為主,全市水能蘊(yùn)藏量24.53萬千瓦,為 提供了豐富的水資源,但現(xiàn)僅利用16.72%。 水文特征:水系完整,河網(wǎng)密布;水量較多,水能資源豐富;冬不結(jié)冰,含沙量少。 支流河長5公里以上的有302條,地下水資源儲(chǔ)量大,2008年地下水總儲(chǔ)量12.94億m3/年,富水區(qū)域占市區(qū)總面積的80%以上。2.2 地源熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀淺層地?zé)崮芾脮r(shí)間相對(duì)較晚,2004年才開始有第一個(gè)水源熱泵項(xiàng)目。最近幾年發(fā)展比較快,根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止到2009年7月,已經(jīng)竣工的項(xiàng)目共計(jì)19個(gè),總面積達(dá)18.6萬m2。圖6、圖7分別為 近5年地源熱泵項(xiàng)目工程數(shù)量和地源熱泵系統(tǒng)空調(diào)面積

8、分布圖。圖6 近5年地源熱泵工程數(shù)量分布圖 圖7 近5年地源熱泵空調(diào)面積分布圖 到目前為止, 淺層地?zé)峤ㄖ?yīng)用項(xiàng)目已經(jīng)涵蓋了三大基本利用方式:地表水水源熱泵、地下水水源熱泵、土壤源熱泵。圖8為本次調(diào)研的地源熱泵項(xiàng)目中水源與土壤源熱泵空調(diào)面積分布圖, 地源熱泵主要使用形式為水源熱泵,空調(diào)面積為12.7萬m2,占地源熱泵總空調(diào)面積的68%。圖8 近5年水源熱泵與土壤源熱泵 圖9 從事地源熱泵相關(guān)機(jī)構(gòu)比例圖工程數(shù)量(個(gè)010000200003000040000500006000070000800002004年2005年2006年2007年2008年空調(diào)面積m 2的快速發(fā)展,企業(yè)數(shù)量也從原來的幾家發(fā)展

9、到現(xiàn)在的近30家,產(chǎn)品、技術(shù)也日臻趨于成熟。目前地區(qū)從事淺層地?zé)崮芙ㄖ?yīng)用的科研院校有6家,勘察設(shè)計(jì)單位5家,設(shè)備廠家及集成商18家。由圖9可以看出,設(shè)備廠家及集成商所占比例較大為62%,科研院校和勘察設(shè)計(jì)單位所占比例分別為21%和17%。3 可再生能源建筑應(yīng)用發(fā)展中存在的問題3.1 太陽能建筑應(yīng)用(1缺乏相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制和政策,并且行動(dòng)較為滯后。在國家于2006年頒發(fā)了可再生能源法后,其它省市相繼出臺(tái)了各種激勵(lì)辦法和強(qiáng)制措施.但湖南仍處于觀望和等待階段。(2真空管質(zhì)量問題。場(chǎng)上真空管長度為1.21.8m,其質(zhì)量出現(xiàn)良莠不齊現(xiàn)象,主要表現(xiàn)在集熱效果和鍍膜技術(shù)兩個(gè)方面,有待加強(qiáng)太陽能產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督

10、、檢測(cè)、檢查和管理,淘汰質(zhì)量低劣的產(chǎn)品。(3尚無從事太陽能應(yīng)用研究的專業(yè)機(jī)構(gòu),專業(yè)人才缺乏。由于對(duì)太陽能應(yīng)用技術(shù)研究的嚴(yán)重不足,從而制約了我省太陽能應(yīng)用的開發(fā)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。(4太陽能熱水器制造廠家停留在仿制省外產(chǎn)品,規(guī)模小,技術(shù)含量低,無法與省外的太陽能熱水器競(jìng)爭。目前市場(chǎng)上90%左右的太陽能熱水器產(chǎn)品是在非承壓的狀態(tài)下運(yùn)行,有些非承壓產(chǎn)品質(zhì)量性能不夠穩(wěn)定,返修率高,售后服務(wù)跟不上,在一定程度上影響其推廣使用。3.2 淺層地?zé)崮芙ㄖ?yīng)用地源熱泵作為一種新型的制冷供暖方式,在雖然發(fā)展勢(shì)頭較好,但作為一個(gè)整體的系統(tǒng)來推廣應(yīng)用時(shí),還是存在很多的問題。(1缺乏詳細(xì)的勘察調(diào)研。地水源熱泵市場(chǎng)的開發(fā)需要

11、對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘察,但目前大部分項(xiàng)目并沒有進(jìn)行前期的勘察和土壤的熱物性測(cè)試,造成部分項(xiàng)目的設(shè)計(jì)不能滿足實(shí)際的負(fù)荷需求,運(yùn)行效果上出現(xiàn)問題,在一定程度上制約了地源熱泵機(jī)組的推廣使用。(2地區(qū)地質(zhì)條件相對(duì)較為復(fù)雜,地源熱泵對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)要求相對(duì)要高,地質(zhì)結(jié)構(gòu)如出現(xiàn)卵石層、巖石層會(huì)增加投資成本和工期,因此很多建設(shè)單位擔(dān)心會(huì)增加建設(shè)成本,并對(duì)節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行效果表示憂慮而最終選擇放棄,為地源熱泵的大面積推廣增加了障礙。(3政府相關(guān)職能部門之間缺乏溝通機(jī)制,地源熱泵和水源熱泵項(xiàng)目的審批手續(xù)過于復(fù)雜,目前還沒有出臺(tái)具體的管理辦法,來引導(dǎo)項(xiàng)目進(jìn)行辦理相關(guān)的審批手續(xù)。例如湘江沿岸一些建筑項(xiàng)目,設(shè)計(jì)時(shí)考

12、慮采用水源熱泵,但在審批中過程牽涉到的部門太多、周期太長而放棄。(4大部分的建筑設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)使用地源熱泵時(shí),需要依賴生產(chǎn)單位或技術(shù)咨詢公司,而二者的溝通渠道通常因?yàn)槔鎲栴}不是非常順暢,設(shè)計(jì)單位怕增加工作難度和承擔(dān)相關(guān)責(zé)任,而勸說建設(shè)單位放棄地源熱泵的設(shè)計(jì)方案,從而也增大了地源熱泵的推廣難度。4 可再生能源建筑應(yīng)用發(fā)展的策略自2007年12月14日國家發(fā)改委批準(zhǔn)為全國資源節(jié)約型、環(huán)境友好型建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)以來,在推進(jìn)“兩型”城市建設(shè)綜合配套改革中,一直以可再生能源建筑應(yīng)用視為工作重點(diǎn)。通過大規(guī)模在建筑用能系統(tǒng)推廣應(yīng)用可再生資源,實(shí)現(xiàn)調(diào)整建筑用能結(jié)構(gòu)、節(jié)約建筑耗能,大力推進(jìn)城市建筑節(jié)能發(fā)

13、展。4.1 建立專職組織機(jī)構(gòu)可再生能源建筑應(yīng)用的推廣涉及水文、水利、電力等諸多部門,是一個(gè)跨多行業(yè)、多專業(yè)綜合應(yīng)用技術(shù),各級(jí)部門的領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)高度重視可再生能源的綜合利用,成立專門的可再生能源建筑應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組。加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),各部門協(xié)調(diào)配合,解決推廣工作中遇到的問題,督促各項(xiàng)工作的落實(shí),總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等,積極而穩(wěn)妥地推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的工作。4.2 完善可再生能源建筑應(yīng)用政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)合可再生資源狀況的特點(diǎn),建立和完善具有特色的可再生能源建筑應(yīng)用政策法規(guī),研究制定適宜可再生能源建筑應(yīng)用特點(diǎn)的相關(guān)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策措施。以政府引導(dǎo)的方式推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用工作,規(guī)范可再生能源建筑應(yīng)用

14、市場(chǎng),使建筑節(jié)能工作持續(xù)、穩(wěn)定、科學(xué)發(fā)展。4.3 完善經(jīng)濟(jì)激勵(lì)制度,擴(kuò)寬籌資渠道充分借助政策激勵(lì)措施推動(dòng)可再生能源建筑應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展,貫徹落實(shí)國家法律法規(guī),制定強(qiáng)制性推廣政策,發(fā)揮財(cái)政、稅收等經(jīng)濟(jì)政策的引導(dǎo)和調(diào)控作用,促進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用和相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策。爭取中央財(cái)政的專項(xiàng)補(bǔ)助,充分利用財(cái)政收入來激勵(lì)和推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用;充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制,引導(dǎo)社會(huì)資金投入。4.4 制定財(cái)政資金使用計(jì)劃,保障可再生能源建筑領(lǐng)域應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金使用管理的好壞是地方能否成功推廣可再生能源建筑應(yīng)用的關(guān)鍵。應(yīng)組織相關(guān)制定可再生能源建筑應(yīng)用城市示范應(yīng)用專項(xiàng)資金暫行管理辦法,力求做到公平合理,撥款程序嚴(yán)格

15、按制度透明操作,對(duì)符合規(guī)定要求的可再生能源建筑應(yīng)用項(xiàng)目,及時(shí)支付補(bǔ)助款項(xiàng)。通過無障礙實(shí)施財(cái)政補(bǔ)助,以資金激勵(lì)方式推動(dòng)可再生能源建筑應(yīng)用規(guī)?；?。4.5 培育和促進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展借助兩型社會(huì)建設(shè)的有利政策,以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)為指導(dǎo),示范引路,以點(diǎn)帶面,建立有效的項(xiàng)目管理體系,“十一五”期間完成太陽能光熱建筑一體化、地表水地源熱泵、地下水地源熱泵、地埋管地源熱泵等可再生能源建筑規(guī)?；瘧?yīng)用示范項(xiàng)目,培育和促進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。4.6 應(yīng)大力宣傳和推廣可再生能源在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷提高人們對(duì)能源狀況的憂患意識(shí)和應(yīng)用可再生能源重要意義的認(rèn)識(shí),使可再生能源建筑應(yīng)用的知識(shí)進(jìn)入到千家萬戶。報(bào)

16、社、電臺(tái)、電視臺(tái)、文化教育及有關(guān)社會(huì)團(tuán)體,應(yīng)充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),通過形式多樣的宣傳教育活動(dòng),營造社會(huì)各界廣泛參與,人人支持的良好輿論氛圍。5 結(jié)論及建議5.1 年平均太陽總輻射量雖然不是很豐富,但平均日照時(shí)間較長,特別是夏季日照較為充足,具有較好的可利用價(jià)值。太陽能企業(yè)均以代銷外地品牌熱水器為主;太陽能產(chǎn)業(yè)總體呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢(shì),主要以光熱利用為主,隨著政府對(duì)太陽能光伏發(fā)電的重視和推廣,光伏發(fā)電也得到進(jìn)一步發(fā)展。太陽能集中熱水系統(tǒng)主要為醫(yī)院和賓館使用,工程數(shù)量及竣工項(xiàng)目集熱器面積逐年增加,平板型太陽能熱水器是目前太陽能集中熱水系統(tǒng)工程項(xiàng)目中主要使用形式。5.2 具有豐富的地表水資源,大部分地區(qū)適合土壤源熱泵系統(tǒng),淺層地?zé)崮芾脻摿^大。地源熱泵產(chǎn)業(yè)近幾年得到較快發(fā)展,從最初的以水源熱泵為主且項(xiàng)目投資和服務(wù)面積較小,到土壤源熱泵系統(tǒng)