劉啟順
(劉啟順:浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院。)
能源短缺已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)面臨的共同問題,節(jié)約能源、有效地利用能源是我們應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的一個(gè)重要途徑。從當(dāng)前中國(guó)社會(huì)的現(xiàn)狀來看,能源消耗主要集中在工業(yè)和建筑業(yè)中,特別是我國(guó)的建筑能源消耗,已經(jīng)成為社會(huì)整體能源消耗中的大戶。這與我國(guó)在過去的建筑理念和建筑方式有關(guān),在經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展中,建筑被視為是經(jīng)濟(jì)能力的重要標(biāo)志和代表,追求建筑的高、新、奇是我國(guó)建筑行業(yè)在過去一段時(shí)間的基本理念。在過于重視外觀和規(guī)模的情況下,對(duì)于建筑物是否節(jié)能這個(gè)問題,考慮的就相對(duì)較少。高能源消耗是我國(guó)現(xiàn)有建筑和正在新建的部分建筑所擁有的共同特征。我國(guó)是世界上的人口大國(guó),相應(yīng)的對(duì)于能源的需求也列于世界前列,但是我國(guó)自有的能源極為有限,能源危機(jī)同樣是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)在未來發(fā)展的重要障礙之一。在此情形下,加強(qiáng)能源節(jié)約建設(shè),成為我國(guó)在積極開發(fā)新能源、利用新能源的同時(shí),應(yīng)對(duì)和緩解當(dāng)前我國(guó)能源危機(jī)的重要途徑。
可再生能源的利用,作為一項(xiàng)新的技術(shù)手段和新的開發(fā)領(lǐng)域,能否用于建筑節(jié)能是我們首先必須弄清的問題。我們從必要性和可行性兩個(gè)方面來對(duì)這一問題進(jìn)行分析。
從全球氣候變化的挑戰(zhàn)來看,各國(guó)都把努力發(fā)展低碳技術(shù),促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 作為尋找未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要的方向。各個(gè)國(guó)家也都將其列入重大戰(zhàn)略,采取了重大措施。歐洲通過再生能源的發(fā)展來調(diào)整能源結(jié)構(gòu),使這個(gè)新能源進(jìn)入生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)方面,尤其是應(yīng)用到與建筑的結(jié)合上,催生了各種低碳建筑、零碳建筑,在低碳節(jié)能的建筑上有了新的發(fā)展。而傳統(tǒng)的建筑節(jié)能主要是在房屋的結(jié)構(gòu)、房屋的墻壁、房屋的保溫性能包括玻璃門窗等方面采取了很多措施。歷史的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,如果中國(guó)繼續(xù)沿著依靠大量消耗資源快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的老路,雖然一方面促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但也會(huì)大量地排放各種污染氣體,給環(huán)境造成越來越大的壓力。建筑行業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)要走上一個(gè)低碳發(fā)展的道路,才能保證隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,建筑行業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)也能夠進(jìn)行重大的結(jié)構(gòu)調(diào)整,能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
將可再生能源應(yīng)用于建筑節(jié)能中,除了是一種應(yīng)對(duì)能源危機(jī)、保護(hù)生態(tài)平衡的必然選擇外,這種選擇還必須具有現(xiàn)實(shí)性和可操作性,可行性是我們推廣這項(xiàng)技術(shù)的重要前提。對(duì)于可再生能源與建筑節(jié)能的結(jié)合,從當(dāng)前世界各國(guó)的具體實(shí)踐和操作來看,是具有可行性的。一些先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到我們的建筑節(jié)能工程中。我們以2010年的上海世博會(huì)為例,在這次世博會(huì)上,許多國(guó)家的場(chǎng)館建設(shè)都充分的體現(xiàn)了建筑節(jié)能的理念,一些先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)被廣泛的運(yùn)用于場(chǎng)館的建筑設(shè)計(jì)中。特別是太陽(yáng)能利用,在多個(gè)國(guó)家的展館中被充分的利用,為本次世博會(huì)的開展,節(jié)約了大量的能源。從當(dāng)前我國(guó)在可再生能源方面開發(fā)與利用的現(xiàn)狀來看,在我國(guó)利用可再生能源技術(shù)進(jìn)行建筑節(jié)能是具有可行性的,能夠取得現(xiàn)實(shí)的效果。
對(duì)于可再生能源,國(guó)際能源機(jī)構(gòu)對(duì)它的定義是起源于可持續(xù)補(bǔ)給的自然過程的能源。目前在世界范圍內(nèi)認(rèn)可的可再生能源主要有以下幾種,包括太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、水能等較為常見的幾種。下面我們對(duì)這幾種能源在建筑節(jié)能中的具體應(yīng)用予以介紹和分析。
太陽(yáng)能是當(dāng)前我國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)化和利用中最為廣泛和最為常見的一種能源,但是對(duì)于很多非專業(yè)人士而言,對(duì)于太陽(yáng)能的理解還存在著一定的偏差。太陽(yáng)能的能量形式包括多種,電能、熱能、輻射能、其他形式的化學(xué)能等都是太陽(yáng)能的具體能源形式。光熱利用是當(dāng)前我國(guó)太能能利用最主要的兩個(gè)方面。除了傳統(tǒng)的在我國(guó)已經(jīng)普及較廣的太陽(yáng)能熱水器以外,在空調(diào)中利用太陽(yáng)能技術(shù)是近些年我國(guó)能源節(jié)約的一個(gè)新型亮點(diǎn)。將太陽(yáng)能利用到建筑節(jié)能工作中,從熱能利用方面來講,我們以熱水器為例,對(duì)熱水器中的集熱部件進(jìn)行改良設(shè)計(jì),針對(duì)不同的建筑特征進(jìn)行集熱部件的調(diào)整,將不同的熱水器運(yùn)用到不同的建筑中。這樣有區(qū)別的改良會(huì)使太陽(yáng)能熱水器的效果發(fā)揮到最佳。其次,對(duì)太陽(yáng)能集熱器的安裝角度進(jìn)行選擇和調(diào)整,太陽(yáng)能的主要能量來源在于太陽(yáng)的溫度和光線,在這種情況下,選擇合適的建筑方位和合適的建筑角度,有利于更好的發(fā)揮太陽(yáng)能的使用效果。這是我們?cè)趯?duì)太陽(yáng)能光熱利用方面應(yīng)該注意和重視的問題。
光伏技術(shù)是太陽(yáng)能能源利用的又一個(gè)重要形式,光伏技術(shù)在當(dāng)前主要是光伏電池,也就是我們所說的光伏器件最基本的形式。將光伏技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代建筑節(jié)能中,我們從以下兩個(gè)方面來進(jìn)行分析。首先,將光伏組件與其他能源系統(tǒng)、電力設(shè)備有效的結(jié)合起來,使整個(gè)建筑的電力系統(tǒng)有效的聯(lián)系起來,不僅僅是單獨(dú)的能源轉(zhuǎn)化利用,而是與建筑中的正常電網(wǎng)設(shè)備、電力輸送結(jié)合起來,在常規(guī)電力輸送不足時(shí)通過光伏系統(tǒng)轉(zhuǎn)化能源。其次,將光伏組件與建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合,光伏組件的形狀和外形具有一定的靈活性,這就為光伏組件代替一些建筑材料或者與建筑材料融合成為一種可能,對(duì)于當(dāng)前建筑能源消耗最大的兩部分,外墻和窗戶,完全能夠通過使用光伏軟件來進(jìn)行能源的轉(zhuǎn)化和開發(fā)這種能源轉(zhuǎn)化方式,可謂一舉多得。
地?zé)崮?,指的就是在地殼深處的一種自然儲(chǔ)存能量和太陽(yáng)輻射吸收的一種能源。地?zé)豳Y源已經(jīng)成為能源開發(fā)重視和利用的一種重要形式,這與地?zé)崮茉吹姆植挤秶退薮蟮哪芰績(jī)?chǔ)存有著密切的關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界地?zé)豳Y源,轉(zhuǎn)化為熱量是全球煤炭資源的17000萬倍,這是一個(gè)極為可觀的數(shù)據(jù),也就意味著地?zé)豳Y源的開發(fā)具有巨大的潛力和市場(chǎng)。地?zé)崮茉丛诮ㄖ?jié)能中的應(yīng)用,我們需要從兩個(gè)方面來入手。首先,就是利用地?zé)徇M(jìn)行采暖,過去采暖主要依靠暖氣和空調(diào)進(jìn)行,這兩種方式對(duì)于能源的消耗都極為嚴(yán)重。使用地暖來進(jìn)行取暖,是近些年技術(shù)發(fā)展的潮流,地暖地板、地暖地毯在市場(chǎng)上已經(jīng)有所推廣。其次,利用地?zé)嵯到y(tǒng)供熱水。這是節(jié)約能源消耗的另一個(gè)重要途徑,傳統(tǒng)的燒熱水都是通過煤炭、電、天然氣等方式取得,利用地?zé)崽峁崴畬?huì)成為節(jié)約能源的一個(gè)新途徑和新方式。
風(fēng)是自然界的一種不可控資源,風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能轉(zhuǎn)化的一個(gè)重要形式。風(fēng)能技術(shù)的利用,對(duì)地理環(huán)境有著一定的要求,在一些風(fēng)能比較充足的地方,風(fēng)能轉(zhuǎn)化已經(jīng)取得一定的成績(jī)。將風(fēng)能利用在建筑節(jié)能中,最主要的利用方式也是風(fēng)能的電力轉(zhuǎn)化。風(fēng)能發(fā)電運(yùn)用在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)更為適宜,例如在農(nóng)村中建立小型的風(fēng)力型發(fā)電機(jī),并且通過蓄電系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電中的能量?jī)?chǔ)存起來,這樣就可以在用電量超負(fù)荷的時(shí)節(jié)減緩電力輸送的壓力。這是當(dāng)前風(fēng)能發(fā)揮節(jié)能效果的主要方式。
生物質(zhì)能與上面我們提到的幾種能源形勢(shì)相比,更具有抽象性。它主要指的就是儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的某些化學(xué)能量,例如我們通常所說的綠色植物的光合作用,這就是一種生物質(zhì)能。目前在我國(guó)能夠被利用的生物質(zhì)能主要有甲烷、酒精燃料、固體廢棄物、垃圾氣體等物質(zhì)。生物質(zhì)能在建筑節(jié)能中的應(yīng)用,也是更多的使用在農(nóng)村地區(qū),這是因?yàn)楫a(chǎn)生生物質(zhì)能的這些物質(zhì)往往由于自身的特殊性更多的是存在于農(nóng)村。目前推廣較為普遍的就是農(nóng)村的生物沼氣工程、秸稈利用工程等,這是發(fā)揮生物質(zhì)能,在農(nóng)村地區(qū)減少能源消耗,實(shí)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)的建筑節(jié)能。這是生物質(zhì)能當(dāng)前發(fā)揮作用的主要形式。
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