可再生能源在土木建筑中的应用

可再生能源具有零污染、绿色节能的特点，将其应用在建筑中能显著减小能耗，实现能源低碳转型。《可再生能源在建筑中的应用》（全贞花等著，中国建筑工业出版社出版）一书聚焦于可再生能源在土木建筑中的应用，详述了太阳能、空气能、地热能、生物质能、风能等主要可再生能源的概念以及在建筑中的具体应用。

在建筑领域，太阳能应用广泛。太阳能热水系统由太阳能集热器、热交换器、保温水箱、管路、循环水泵、控制系统、辅助热源等构成。在对太阳能热水系统进行设计时要充分考虑集热、放热、过热保护、防冻保护、停电保护等问题，选择可靠的传感器和控制器。安装应充分考虑与建筑外观的协调性，不破坏建筑本身的风格，通常安装在建筑的屋顶、阳台、披檐等太阳光照充足的地方。夏季为了改善居住舒适度，建筑中普遍安装空调进行制冷，电能消耗巨大。利用太阳能进行空调制冷以代替常规电力驱动空调制冷能在很大程度上节约能源。太阳能空调具有优良的季节适应性，具备制冷、制热、提供热水等多种功能，应用范围广，可大大提高太阳能的利用率。以国家太阳能热水器质检中心顺义基地为例，其层高2层，建筑面积约1850 m2，在建筑内安装了太阳能溴化锂吸收式空调系统，夏季阳光充足时，该空调系统制冷能完全满足建筑对冷负荷的需求，实现建筑节能。

空气能是指空气中的低品位能源，利用空气能热泵将空气中的低品位能源收集并提升为高品位能源后，能够实现供暖、干燥、除霜、热水等功能。空气能具有较高的可靠性和稳定性，无污染，持续性也很好。实际应用中，以北京昌平马池口镇的一户平房住宅为例，该住宅顶部为玻璃棚顶，采光良好，且已经过节能保温改造。住宅建筑面积约171.8 m2，共8个房间，其中6个房间需要供暖，供暖面积约96.8 m2。改造前采用燃煤锅炉供暖，因功率太低无法满足冬季供暖的需求。改造后采用空气源热泵替代燃煤锅炉。经测算，改造后一个供暖季的折合耗电量相比于改造前降低了64%，足以体现出空气源热泵的节能性和环保性。

地热能是指贮存在地球流体、岩体、岩浆中的，由热蒸汽、干热岩等因素产生的能够被开发利用的热能。目前开发利用最多的地热能是蒸汽型地热能和热水型地热能。地热能可用于供暖、制冷、烘干、发电等，其中利用地热能供暖在我国最为常见。以重庆江北城CBD区域水源热泵项目为例，其使用江水源热泵对该区域进行集中供冷供热，初始建设成本比传统冷热水系统高约1.1亿元，在提供同等服务的范围内，其装机容量减少了60%，相应的每年的电力增容费大幅减少。水源热泵集中供冷供热系统正常运行时的运行费用年均减少约867万元，用水量年均减少约72万m3，CO2排放量年均减少约10438 t，在节水节能、环保效益上具有明显优势。

生物质涵盖了地球上的所有动植物和微生物，生物质能是指太阳能以化学能的方式存储在生物质中的能量，生物质能具有可再生、可储存可替代、储量大、环境污染小等特点。利用现代生物质能技术可将生物质转化为各种生物质燃料（沼气、甲醇、焦炭、液化油等），能大大提高能源的利用效率。实际应用中，以山东平原县热水式生物质供暖炉为例，该建筑面积96 m2，外墙附有一层聚氨酯。生物质炉以果壳、玉米芯、碎柴、秸秆等为燃料，利用送风机控制炉内进风量和炉温，配合钢板式散热器，实现炊事、取暖等功能。

风能是指地表空气流动产生的能够被开发利用的能量。我国风力资源分布广泛且蕴藏量大。在建筑中发展风力发电，将风能、太阳能和建筑融为一体，可实现绿色建筑。比如，上海新元昌青年公寓垂直风力机发电项目，就是在建筑物顶部建设小型风力发电系统，配合光伏系统联动为公寓供电，开创了上海市建筑风光互补系统发电的先例。

整体而言，《可再生能源在建筑中的应用》一书介绍了常用的可再生能源的概念，并给出了在建筑中的具体应用案例。本书内容饱满，通俗易懂，示例清晰，可作为建筑与新能源应用的相关专业参考用书使用。