低碳型自然能熱利用是指把太陽輻射、地熱蘊藏的熱能提供給人類使用,它是目前無論在理論上還是在實踐中都最為成熟、成本最低、應用最廣泛的利用模式。太陽能的熱利用是應用集熱裝置將太陽輻射收集起來,再通過與介質的相互作用轉換成熱能而加以利用。在地熱能的熱利用上,可以直接利用,也可以通過熱交換係統用以供熱。低碳型自然能的熱利用,在能源利用中占有重要地位。當今,人們取暖、供熱所耗費的能源,大約占生活用能的一半以上,號稱用能“大戶”,因此,開發和推廣低碳型自然能熱利用技術,是節能減排、節約資源的重要途徑,也是低碳節約型建築的重要課題。
低碳型自然能熱利用在建築上的地位
一座大廈、一個小區,在建築上要做好規劃設計、結構設計,此外,還要搞好水、電、氣、熱各係統的配套設計。尤其是現代建築,供電、供熱的需求越來越高。在供熱方麵,我國“三北”地區的供暖、南方地區的沐浴以及各幢辦公及居住樓宇的生活熱水供應,都要耗費大量的能源。麵對這一形勢,開發、推廣、應用低碳型自然能,滿足人們在供熱方麵的需求,不僅能夠減輕對常規能源需求的壓力,更加能起到維護生態、保護環境的多種效益。在建築上推廣低碳型自然能熱利用技術,是我國建設方麵的重要方針,它具有多方麵的意義。
目前,低碳型自然能熱利用開發的重點是太陽能和地熱能。太陽能和地熱能分布廣泛,資源豐富,熱利用開發技術成熟,易於普及。太陽能供熱常用的設備是太陽能熱水器。我國是世界上最大的太陽能熱水器生產和應用的國家,年生產量達2340萬m2,2007年的年增長率約為30%。
我國約有三分之二的幅員地處冬季采暖區位,在如此廣闊國土上,所有建築群體以往絕大多數靠傳統的燃煤鍋爐供暖;如今,我們從經濟、資源、技術上完全有條件開發新能源和可再生能源來逐步替代汙染型的石化能源。目前,采用地熱能解決供暖問題已創造許多先例。例如天津市采用地熱采暖的建築麵積已達1000萬m2,采暖所用“熱源”就是占全市73%地域麵積的地下所蘊藏的低溫地熱資源。地熱供暖要比燃煤鍋爐便宜三分之一,而且熱水參數越高,供熱麵積越大,綜合效益就越好。
在建築上推廣低碳型自然能熱利用,是一項多方麵、綜合性的工程。在太陽能熱利用方麵,除熱水器外,還有太陽房、太陽能溫室、太陽灶、太陽能空調等;地熱能熱利用有地熱溫室、旅遊醫療、水產養殖、工業生產、地熱能空調等。太陽房是一種直接利用太陽能進行采暖和空氣調節的環保型節能建築,它是綜合利用太陽能的產物,太陽房建築廣泛利用太陽能實現采暖、通風、熱水、照明等功能。大力推廣太陽房建築,不僅具有明顯的經濟效益,而且具有環境效益和社會效益,同時也是貫徹國民經濟可持續發展的重要舉措。
低碳型自然能熱利用與建築一體化,已成為建築節能的一種新概念。自然能係統構件與建築結構相結合,渾為一體,成為一種新型美學的點綴,不失為一項難得的創造。在自然能熱利用技術的推廣應用中,許多廠家把平板型太陽能熱水器與坡麵屋頂相結合,與挑台、封閉陽台相結合,推出了許多結構新穎的產品;許多建築,選用翅片管式換熱器布置在風道中,將太陽能與自然通風有機結合,使之在過渡季節成為強化自然通風的動力。目前,太陽能熱水器如何進入高層建築;地熱輻射地板的構件化、模塊化設計,已成為當今一體化研討的熱門話題。可以預料,隨著科技進步,自然能熱利用與建築一體化,必將創造出更多的新方法、新工藝、新產品和新技術。眾多的一體化設計不僅保證了建築造型的美觀,而且充分體現了自然能在生態建築能量係統中的核心地位,使低碳型自然能技術與現代建築風格有機地融為一體。