陈德玉 孟蕾
天津市建筑设计院 天津市 300074
摘要：随着社会的发展，能源短缺问题也逐渐显现。可再生能源是当前较为重要的能源类型，具备突出的优势，在建筑行业中使用可再生能源，能够有效降低建筑行业的高耗能现状。因此，在建筑设计中，设计师应当要将可再生能源应用到其中，并对其加以利用，以降低建筑过程中的能耗，提高建筑行业的“清洁性”。
关键词：可再生能源；地热能；应用
1可再生能源在建筑设计中利用的意义
建筑行业的发展在当前越来越快，虽然确实在较大程度上满足了人们的多方面需求，提升了人们的居住舒适度，但是在能耗方面的要求同样也越来越突出，尤其是伴随着人们要求的不断提升，这种能耗损失越来越严重，这也就进一步加剧了整个社会发展的能源短缺问题。基于这一局面，在建筑设计中充分利用可再生能源也就显得极为必要。①对于可再生能源在建筑设计中的利用，其能够较好实现对于传统能源消耗的控制，逐步降低传统能源的利用数量，这也是最为直接的积极作用表现，有助于实现我国能源结构的调整优化；②在建筑设计中充分利用可再生能源还能够较好实现对于我国以往社会发展中环境污染问题的有效控制，降低了因为传统能源运用产生的较大环境破坏威胁，体现出了较强的清洁性。另外，不可再生资源迟早会枯竭，如果在建筑设计中过度依赖不可再生资源，那么，当某天这种不可再生资源枯竭了，就会对建筑行业造成巨大的冲击，因此，要想实现我国建筑行业绿色、可持续发展，必须要转变其使用的能源的类型，这样不仅有利于设计的可持续，而且还为国家节省了大份额的能源，间接推动其他使用不可再生能源的行业的发展。
2地热能的优势
2.1储量巨大
众所周知，地球深部岩浆呈高温高压状态，这些热能构成了深层地热能;地球浅部由于太阳光照射和热量交换，构成了浅层地热能，深层地热能与浅层地热能共同构成了广义上的地热能。地热能储量非常巨大，据科研数据初步推测，整个地球地热能理论储量为1.25×1031J，相当于3×1020t石油的能量，是地球上全部石油、天然气、煤炭所蕴藏能量的上亿倍。目前，随着科技的进步，人类已经可以利用地下5km深度的地热能，在这个范围内可采的地热能约为1.4×1025J，相当于3.4×1015t石油的能量，换算成煤炭，超过地球上全部煤炭所蕴藏能量的5000万倍。我国也是地热资源大国，从目前的地质勘查研究成果分析，西藏、四川、云南、河北、山东等地区是我国地热资源主要的分布区。
2.2用途广泛
地热能按使用方式可分为直接利用和间接利用。直接利用是指不经过能量形式转换，利用温差直接使用地热能为目标加热或散热，如地热水直接用于洗浴、温室种植、水产养殖等。目前我国天津市、北京市、陕西省、河北省等部分地区都已经有成功直接利用地热能的相关项目。地热能的间接利用是指通过能量形式的转化将地热能转化为其他形式的能量而加以利用，其中，地热发电是一种最重要的地热能间接利用方式，即通过将地热能转变为机械能，机械能再转变为电能的方式间接利用地热能。我国利用地热能发电已有数十年的历史，西藏羊八井在上世纪70年代已建成并运行了高温地热发电厂，到目前已安全运行40余年。在中低温地热发电方面，广东省丰顺县邓屋和湖南省宁乡县灰汤两处300kW地热发电厂从上世纪70年代正常运行至今，取得了良好的经济效益。除地热发电外，浅层地热能的利用在我国近年来也发展迅速，目前我国采用地源热泵技术供暖(制冷)建筑面积已超过1.9×108m2，而且仍在快速增长中。
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2.3利用系数高
数据统计分析表明，地热能的利用系数是目前已知所有可再生能源中最高的。联合国世界能源评估报告(WEA)数据显示:风力发电、光伏发电年运行时间约2500h，而地热发电年运行时间能达到近8000h，是风力发电、光伏发电年运行时间的3～4倍;风力发电机组年利用系数为21%，光伏发电机组年利用系数为14%，而地热发电机组年利用系数可以高达85%～95%，其利用系数是风力发电的3.4倍、太阳能发电的5.1倍。同时，地热能稳定性强。太阳能、风能受气候条件的限制和影响大，而地热能则较为持续且稳定。尽管从资源分布的角度来看，地热资源并不是到处都一样丰富，具有一定的地域性，但地热资源开发利用后不会出现由于气候及天气等条件的变化而停运的问题。
3地热能在建筑设计中的应用
地热能是可再生能源之一，在建筑设计中使用地热能同样能够达到良好的节能环保效果，且地热能的使用对建筑室内的温度调节有着十分重要的作用。但是在实际情况中，设计师在进行对建筑设计的过程中，需要对建筑地点的地热能分布情况进行分析，对于地热能分布较为充分的地区，建筑设计所产生的效果会更为理想。通常，设计师会用地下水的流动情况来调节室内温度，其中最为核心的组成部分是地源热泵的处理，该装置的处理需要结合建筑地点地热能的整体状况来展开设计。比如：英国伦敦的水晶大楼，采用太阳能和地热能来为室内提供能源，大楼内部无需燃烧任何燃料即可保持恒温的状态。
4地热能利用的国家扶持政策
从目前国家政策扶持力度和未来发展趋势看，可再生能源(尤其是地热能)利用的政策导向性和倾斜性明显，在产业政策、财政补贴、税收等方面国家会持续加大投入和扶持力度。近年来，国家发改委、国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部等国家部委相继出台政策，从资金扶持、税费优惠等方面鼓励和支持地热能的开发利用。《中国能源“十二五”规划》第十一章《推动能源生产和利用方式改革》，要求积极发展太阳能、生物质能、地热能等其他新能源;《中国新能源“十二五”规划及投资战略咨询报告》第八章，对我国的地热能开发利用作出了专项规划与分析;国家财政部财税［2011］118号曾明确:自2011年供暖期至2015年12月31日，对供热企业向居民个人供热而取得的采暖费收入继续免征增值税;国家《产业结构调整指导目录(2011年本)》(鼓励类项目)中第二十二条中，对纳入鼓励类项目的产业按照应纳税所得额15%计算交纳企业所得税;2017年1月国家发改委印发实施的《地热能开发利用“十三五”规划》(发改能源［2017］158号)中，明确了“十三五”时期要新增地热能供暖(制冷)面积11×108m2，新增地热发电装机容量500MW，到2020年，地热供暖(制冷)面积累计达到16×108m2，地热发电装机容量约530MW。可以看出，国家对于地热能的开发利用给予了大力的政策扶持。
结论
可再生能源的利用对于建筑行业的良性发展来说非常重要，不仅能够达到节能的目的，还可以对周边环境起到环保保护作用。因此，设计师在对进行建筑设计的过程中，应当结合实际情况，要尽量使用可再生能源为建筑提供电能、热能等，降低建筑过施工和使用中的过度消耗，促进建筑行业的健康发展。
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论文作者:陈德玉,, 孟蕾
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年2月下
论文发表时间:2018/11/1
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