可再生能源建筑应用技术及其发展前景

摘要：可再生能源建筑应用技术对我国建筑行业的发展具有重要意义和作用，实现建筑能源的循环利用。文章在研究中主要以可再生能源建筑应用技术为核心，探究可再生能源建筑应用技术及其发展前景，进而促进我国建筑业可持续发展。

关键词：可再生能源；建筑；应用技术；发展前景

在现代化时代背景下，构建健康化、高效化、生态化的社区不仅是人们居住需求，同时也是不可阻挡社会潮流。在这一层面上，可再生能源建筑凭借自身的绿色属性与建造程序，逐渐获得越来越多的关注与认可，可以为人们提供舒适、健康以及经济性极强的居住环境，具体非常巨大的发展潜力。对此，在这样的环境背景下，探究可再生能源建筑应用技术及其發展前景具有非常重要的现实意义。

1.建筑节能与可持续发展综合分析

能源是社会发展、经济增长的物质条件，自工业革命开始，世界能源消费情况日益剧增，能源急剧消耗，使得自然生态环境遭到破坏，进而导致全球变暖现象。对此，为了供给国内正常生产、生活需求，我国将能源消费逐渐转向可再生能源消耗，特别是对于建筑节能而言，其能源消耗范围相对较广，就此成为可再生能源重要的应用平台。在实际应用中，其建筑节能分为以下几方面：第一，技术节能。在建筑气候条件前提下，要对建筑选址、布局以及体形进行合理规划设计，适当改善建筑环境微气候，结合通风和日照等自然条件因素，利用建筑保温隔热技术和节能产品，减低建筑能耗。第二，管理节能。根据市场利益驱使属性，在提高建筑建造方节能积极性方面存在一定的困难。对此，要进一步强化政府公共管理职能，适当的利用行政权力推进建筑建设，以实现建筑管理节能。第三，行为节能。在进行建筑建设中，采暖、照明以及电气等方面能耗和建筑功能息息相关，也和使用者能源消费行为有关。对此，要加大节能宣传，树立用户节能意识，促发用户节能行为，进而实现行为节能。

2.可再生能源建筑应用技术

2.1地源热泵技术

热泵作为一种热源节能装置，主要是通过高位将热量逐渐转向为高位热源，利用冷凝器释放热量来实现供热效果的一种采暖系统，同时也是利用蒸发器蒸发吸收热量来实现制冷效果的一种制冷系统。从环保角度上看，地源热泵技术主要是通过热泵将不能直接使用的地位热能转化为高位热能，其系统主要包括地源热泵机组、空调系统以及地热能交换系统，具有供热和制冷的双重功能，进而成为一种高效节能空调技术，逐渐被应用和推广。地源热泵是利用土壤、地下水以及低层等作为热源，由于地层常年恒温，在冬季其温度会高于室外温度，在夏季会低于室外温度，这样会有效提高地源热泵供热供冷效率。另外，冬季利用热泵将大地热量进行建筑供热，会降低大地温度，为大地储存冷量，为夏季制冷提供必要条件；在夏季利用热泵将建筑物热量再次传输到大地中，降低建筑物温度，在大地中储存热量以供给冬天热量使用。其工作流程为以下内容：第一，供热循环。在地源热泵系统供热循环中，土壤热能与压缩机、风机消耗电能会传输到生活热水和建筑物空气中，以形成热量循环流动。第二，制冷循环，在制冷循环中，其热量流动方向与供热循环相反，主要将建筑物热能和压缩机、泵消耗电能传输到土壤中。第三，热水循环。生活热水循环属于可选循环，主要利用安装在热泵压缩机排除中的过热蒸汽冷却器实现热水供应。夏季制冷中，通过系统废热形成生活热水，不会形成热泵负荷。

2.2太阳能光热热水技术

太阳能热水作为太阳能应用领域中产业化技术，被广泛的应用在社会生活和生产领域，具有经济竞争力、成熟技术以及市场潜力等特点。在实际应用中，太阳能热水系统主要以太阳能集热器为核心，收集太阳辐射能对水进行加热，以实现热水供应。太阳能集热器在收集太阳辐射能后，会将其能量转化为热能，利用热能加热太阳能集热器中的水。当太阳能集热器中的水温达到预设温度后，温度传感器、电磁阀以及水泵等装置会将水传输到热水储存箱中，同时系统会自动补进冷水，直到水位达到热水储存箱上限。太阳能热水器主要包括集热器、绝热储水箱、连接管道、支架控制系统，根据使用属性可以将太阳能热水器分为季节性、全年性以及辅助热源等；根据太阳能集热器结构可认为平板型、真空管热水器，无论是哪种热水器其核心系统都是太阳能集热器，吸收太阳辐射能产生热量，同时将这些热能销传输到热工质装置，以实现系统供热目的。

2.3太阳能空调采暖制冷技术

太阳能空调系统在实际应用中具有供热、制冷双重功能，在学校、游泳馆、商场等地具有非常广泛的应用。太阳能制冷主要通过太阳能集热器供给吸收式制冷机所需热媒水，其热媒水温度越高，制冷机性能系数就会随之增高，进而提高空调系统制冷效果。例如，当热媒水温度在60摄氏度时，制冷机性能系数为0-40；当热媒水温度在90摄氏度时，制冷机性能系数为0-70；当热媒水温度为120摄氏度时，制冷机性能系数会超过110。通过大量实践证明，热管式真空管集热器和溴化锂吸收式制冷机结合，衍生出太阳能空调技术已经为太阳能应用领域开辟出新的方向和发展空间。在采暖功能中，利用太阳能集热器对热媒水进行加热，并传输到末端实现采暖；制冷功能通过吸收式制冷模式，通过同太阳能集热器供给吸收式制冷机运行所需热媒水，在绿色概念领域下提高可再生能源利用率。

2.4太阳能光电利用技术

太阳能发电主要有光热发电与光伏发电两部分，其光伏发电是通过半导体界面光形成伏特效应，把光能转化为电能。其核心元件为太阳能电池，太阳能电池串联后进行封装保护，以形成太阳能电池组件，功率控制器加以辅助，进而构成光伏发电装置。太阳光发电排除热过程直接把光能转化为电能，其中主要涉及到光伏发电、光感应发电以及光化学发电等，其发电原理主要是通过太阳能半导体电子器件吸收和收集太阳光辐射能，并将其能量转化为电能进行发电。在实际应用中，光伏方阵和建筑集成可以构成BIPv高级形式，对光伏组件具有极高的性能要求，光伏组件的除了满足正常供电之外，还要兼顾建筑基本使用功能，主要以建筑屋面结合为主，不会占用建筑物其他空间，进而提高建筑物的使用功能。在实际应用中，太阳能光电利用技术主要有两种组合形式，一是BAPv，即是建筑和光伏系统组合，将封装过的光伏组件安装到建筑物屋顶中，后连接逆变器、蓄电池和控制器等装置，在一定条件下还要和公共电网进行连接。二是建筑和光伏器件组合。通常情况下，建筑物外墙涂料或者是幕墙玻璃主要起到保护和装饰的作用，若用光伏器件进行代替，可以实现建材、发电双重功能。同时，光伏器件具有保温、绝缘、防水等功能，在保证建筑物使用功能和使用质量的同时，可以降低其建筑成本，实现经济效益的提升。

3.可再生能源建筑应用技术发展前景

在资源环境限制下，建筑节能减排作为一项长期任务，对我国经济发展和资源利用具有非常重要的意义和作用。对此，除了不断强化新技术成果之外，还要对本土环保技术与工艺进行发展和挖掘，将传统建筑节能技术和可再生能源建筑应用技术进行充分结合，组建应用组织和机构，以实现可再生能源建筑应用技术的发展和应用。同时要创新投融资体制，制定经济扶持政策，建立完善的激励政策，实现可再生能源建筑应用技术研发和推广。

4.结语

文章通过对可再生能源建筑应用技术及其发展前景研究，从地源热泵技术、太阳能光热热水技术、太阳能空调采暖制冷技术、太阳能光电利用技术等方面人手，优化各项节能技术，在绿色概念领域下提高可再生能源利用率。

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