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摘要：本文以可再生能源节能改造的必要性及现状介绍开始，接着对可再生能源在既有建筑领域应用现状做了进一步的分析，最后通过实际情况对既有建筑可再生能源节能改造技术进行了探讨。
关键词：既有建筑，可再生能源，节能改造
一、既有建筑的节能改造的必要性
在我国城镇化的进程中，最显著的特征就是城市面积的急剧扩大和高层建筑的拔地而起。我国每年建成房屋面积高达17~18亿平方米，超过西方发达国家建成建筑面积的总和。经过多年的建设发展，我国目前已存在既有建筑面积超过430亿平方米。大量的建筑带来了巨大的能耗，目前，我国建筑能耗占我国能源总消耗量的三分之一，并且浪费非常严重，能耗增长的速度大大超出了能源生产的速度。根据统计，在既有的超400亿平方米建筑中，仅有1%为节能建筑，其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2-3倍。既有建筑在建造的过程中，首先由于时代的原因和技术的限制，节能技术的应用普遍不多，能源利用效率一般偏低；其次，在能源价格偏低，建筑整体用能总量较少的时期，节能的需求也不是十分迫切；最后在城镇化发展的过程中，地方政府过于偏重GDP的增长，单纯的进行数字游戏，而忽视了矿石资源消耗所带来的环境污染，从而间接助长了高能耗建筑的大规模产生。如果对这种高耗能建筑不重视，仍让其不断发展下去，国家整体能源生产势必不能满足其快速增长的要求，从侧面引发能源价格的大幅变动并对经济的发展造成一定的困难，同时大量既有的高能耗建筑消耗资源所产生的污染物对环境的破坏日益加剧，国民所期待的蓝天白云越来越成为往日记忆。因此，针对既有建筑开展节能改造非常迫切，这是贯彻可持续发展，实现节能减排规划目标，改善人们居住环境的重要举措，符合新时代全球发展趋势。
二、可再生能源在既有建筑领域应用现状
2.1风能
风是一种由太阳辐射热引起的自然现象。风能利用主要是风力发电和风能动力两种主要形式，其中又以风力发电为主。我国风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿，内蒙古、新疆和甘肃河西走廊以及东北、西北、华北和青藏高原的部分地区。我国目前在风电技术和设备制造方面也已处于世界领先地位，当务之急应当加快探索在我国沿海岛屿、城镇乡村的既有建筑领域、尤其是城市高层既有建筑因地制宜地发展直接利用风能资源技术。
2.2太阳能
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最清洁环保且取之不尽的优质能源。按照利用途径，太阳能在既有建筑领域的应用技术可分为太阳能热利用、太阳能光利用和太阳能储存转换利用三大类。目前多数既有建筑对太阳能的光热利用还普遍停留在“生产生活热水”这样低水平的应用层面上，加之产品成本较高，价格恶性竞争等原因，一些产品粗制滥造质量低劣，导致消费者对太阳能的技术产生信任危机，从而使太阳能技术产品的推广应用陷入举步维艰的境地。
2.3地热能
地热能是贮存于地球内部的一种巨大的洁净能源。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国拥有丰富的地热资源，全国地热资源可采储量是已探明煤炭可采储量的2.5倍，其中距地表2000米以内储藏的地热能约为2500亿吨标准煤。目前正在逐渐受到人们重视且在既有建筑领域应用潜力巨大的是地源热泵技术，其最大的技术特点就是消耗少量的高品位能源，即能开发利用蕴藏在浅层地下的低品位能源满足既有建筑物的供暖、空调和热水供应需求，既实现了节能减排，又不污染环境，因此，利用热泵技术开发利用浅层地热能是目前最受欢迎的一项新技术。但是，和发达国家相比，我国的热泵技术还处于初级阶段，其主要差距是我国各地区目前还缺少对岩土地质材料性质进行全面系统的测试和统计分析工作，地源热泵技术仍处于按经验设计实施阶段，热泵系统运行效果与设计要求偏离过大的现象时有发生，造成地热资源的浪费或不足。
三、既有建筑可再生能源节能改造技术
3.1既有建筑设计思路
分析数据：既有建筑想要提高风能的利用率，想要获得良好的室内温度，最关键在于设计既有建筑初期的材料收集和分析。气象材料的收集必须准确，场地调查数据获取来源必须精准，风环境数据分析思路也必须清晰。场地的风能数据收集必须包含以下几个方面：无风日数、平均风速、场地既有建筑以及风速频率等等。这是构成场地数据收集的重要组成部分，它对设计既有建筑有着推动作用。前期准备工作落实之后，在设计阶段时，可以根据这些数据设计出高质量的方案，通过风洞检验以及计算机计算，模拟出精准的建设模型，从而制作出风压分布图。该分布图给建设师带来极大的帮助，高效的优化了既有建筑外形，将设计中的优势发挥出来。适当调整风能进口高度，精准计算出中面性的位置，提高室内适宜温度。
注意问题：在该设计中要注意一下几个问题：自然通风会引起采暖负荷过大，因此避免负荷出现;夏季出现过热现象常常出现，在进行设计时避免自然通风引起超能热度;房间内的风速保持在一定范围内，避免使用者因为风力过大出现不适症状;通风窗口要避免使用过程中造成的噪音，影响使用者正常休息等等。这些问题在设计既有建筑时，必须考虑到，这对提高能源利用率有推动作用。
3.2自然通风
人们都希望既有建筑物能够接受到自然风，达到自然通风的效果。这主要考虑到自然通风的作用，首先：自然通风能够改善室内温度，净化室内空气。在炎热的夏季，人们都希望室内温度低，自然通风能够自行降低室内温度，减少空调耗能节约了电能，有效的减少了“既有建筑综合症“出现。自然通风能够消除室内污染物和潮气的程度，降低了空调耗能。自然通风实现被动式降温主要有两种方式：一是通风能够增强人体舒适度，二是夜间通风协助降温。其次，在冬季人们的需求成反向，人们希望室内温度高，也愿室内空气质量高。
3.3太阳能的利用
太阳能是取之不尽、用之不竭、无运输成本、无环境污染的纯绿色能源，被首选为未来能源的供应方式之一，尤其作为建筑运行能源，已在许多国家和地区获得了良好的运行效果。目前，太阳能在建筑节能中应用的主要方向是光伏发电技术和光热转换技术。从长远来看，太阳能光伏发电技术为城市类型的居住建筑提供了广阔的前景，但是由于其初投资高、转化效率低，以及既有建筑节能改造对改造成本的要求的特点，限制了太阳能光伏发电技术在既有建筑节能改造中的应用。因此，对太阳能光热转换技术在既有建筑节能改造中的利用进行可行性探讨。通过对既有建筑的能耗分析可见，为满足该建筑物的热负荷需求所消耗的化石能源占整个建筑物所消耗能源的近2/3。对太阳能的利用效率与建筑物所在的地理位置、方位及形式有关。
3.4地热能
地源热泵是一个广义的术语，它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的系统。地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。地源热泵是将浅层和深层的大地能量（土壤、地下水、地表水等天然能源）进行综合利用来作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。
结束语
综上所述，开发利用可再生能源满足或部分满足建筑物能耗需求，对优化我国能源结构、缓解能源与环境危机具有重要意义。
参考文献
[1]诺伯特·莱希纳.既有建筑师技术设计指南――采暖·降温·照明[M].中国既有建筑工业出版社，2014
[2]陈捷,潘琪斌,褚豪.可再生能源技术在既有建筑节能改造中应用的研究[J].企业导报,2014(6):139-141.
[3]彰国社.被动式太阳能既有建筑设计[M].中国既有建筑工业出版社，2012
[4]谢勤娟.可再生能源利用在既有建筑节能改造中的应用研究[J].中国房地产业,2011(3):297-298.
论文作者:丁焱
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/11
标签：建筑论文; 能源论文; 太阳能论文; 技术论文; 可再生能源论文; 风能论文; 节能论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;