可再生能源建筑應用系統(tǒng)檢測與評價分析

蔣 輝（廣西壯族自治區(qū)建筑工程質量檢測中心，廣西南寧530005）

可再生能源建筑應用系統(tǒng)檢測與評價分析

蔣 輝（廣西壯族自治區(qū)建筑工程質量檢測中心，廣西南寧530005）

可再生能源在建筑領域的應用對于降低能源消耗具有重要意義，在進行專業(yè)系統(tǒng)應用評價時能夠更好的符合“低碳環(huán)保”的理念，對于節(jié)約能源也具有一定的作用。在建筑領域倡導綠色的理念，其實沒有拋開現(xiàn)實，同樣的，它也需要追求一定的效益和效果。本文將對可再生能源建筑應用系統(tǒng)進行探討，并對其檢測和評價體系進行分析。

可再生能源；建筑應用；檢測；評價

前言

在社會主義現(xiàn)代化建設過程中，建筑領域在社會總體資源消耗中占據(jù)約1/3左右，消耗量相對較大。隨著《中華人民共和國可再生能源法》的頒發(fā)，我國為了逐步的對建筑領域的能耗消費模式進行相應的轉變，財政部實際行動對住房和城鄉(xiāng)建設相關部門下發(fā)了一系列的激勵舉措，這些措施實際上是促進了可再生能源在建筑領域內的集中和規(guī)?；瘧脤嵺`，并且能夠在一定程度上緩解我國非可再生資源相對短缺的現(xiàn)狀。本文主要是圍繞可再生能源建筑應用進行相關闡述，通過對我國可再生能源建筑應用系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析等，希望通過探討能夠促進可再生資源建筑能源系統(tǒng)的高效利用，促進我國更好更快的建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會。

1 當前我國可再生能源建筑應用狀況

從整體來看，我國的可再生能源比較豐富，諸如太陽能、風能等等，而這些能源是可以通過一定的方式將其應用于建筑領域的。在建筑領域內應用這些能源有利于減少傳統(tǒng)化石能源的消耗，從而調整能源消耗結構和格局，對我國建筑方面的節(jié)能進步起一個推進作用。在我國居民的生活中，太陽能熱水器起著重要作用。另外，隨著技術發(fā)展，對于居民建筑中的采暖領域也可采用可再生能源。

2 可再生能源建筑應用的必要性以及發(fā)展途徑

之所以要在建筑領域引入可再生能源，是因為我國在建筑領域有節(jié)能環(huán)保的需要。而所謂的建筑能耗主要是指建筑在修建過程中產生的能源消耗量，它所包含的又不單單是建造房屋所需的能耗，并且涉及到照明、采暖與家用大功率電器的使用等等。建筑能耗是非可再生的能耗，也就是說當這個能源消耗掉之后就再也回不來了，一去不返。引入可再生資源進入建筑領域，主要是想通過這些資源使用量的增加，從而相應的減少化石燃料的使用，雖然可能對這類資源的壓縮程度有一定限度，但總的來說還是會產生一定的效果，對于減少我國對石油等燃料的剛需也具有重要的作用。

可再生能源建筑應用應由點及面，提升整體技術水平以及豐富技術種類，其中進一步提高可再生能源在建筑能耗中所占的比例則需要從以下方面入手：①提高應用水平：a.對于淺層地能的應用，提高系統(tǒng)綜合性能系數(shù)。b.對于光熱、光伏技術，提高組件與建筑一體化程度。c.提高可再生能源在有限空間內可再生能源綜合利用效率，及在單位建筑面積上應用的密集度。②提高應用水平將空氣源熱泵技術、工業(yè)余熱與城市廢熱技術、農村新型生物質能技術等相對較成熟的技術可以被納入可再生能源建筑應用技術的范疇中。③控制能耗總量：a.對于新建建筑應適當提高建筑能效標準。b.對于既有建筑，可以由對建筑本身的節(jié)能改造和供熱計量改造兩方面入手。c.在農村地區(qū)開展以太陽能、淺層地能以及生物質能等可再生能源為主的新農村能源系統(tǒng)建設，同時大幅度改進北方農村建筑的保溫性能和采暖方式，實現(xiàn)滿足可持續(xù)發(fā)展要求的社會主義新農村建設。d.優(yōu)化住宅和普通辦公建筑的室內熱環(huán)境控制解決方案。e.大型公共建筑的節(jié)能運行和節(jié)能改造。

3 可再生能源建筑應用系統(tǒng)檢測探討

可再生能源建筑應用系統(tǒng)測評的內容包含形式檢查，性能檢測和能效評估三部分。形式檢查主要是對項目預驗收資料，實施情況進行檢查，看資料是否齊全，實施量與示范項目申報書或設計文件是否一致，運行情況是否正常等；性能檢測主要是對系統(tǒng)情況進行現(xiàn)場檢測，得出系統(tǒng)參數(shù)數(shù)值；能效評估就是對性能檢測得到的數(shù)據(jù)進行計算分析，對系統(tǒng)節(jié)能效益、環(huán)境效益，社會效益進行評價。

在進行可再生能源建筑應用系統(tǒng)測評前，為了保護可再生能源的可持續(xù)利用，在建筑工程中需要進行一定水平的預留。而對預留的檢查主要依靠建筑項目的業(yè)主來進行監(jiān)督和控制。另外需要注意的就是在檢測過程中要保障數(shù)據(jù)的準確，減少數(shù)據(jù)測量過程中的誤差，科學檢查預留。技術的好壞有時往往對最終檢測結果具有重要影響。在可再生能源建筑應用系統(tǒng)進行檢測之前，還需要做好相應的準備工作，其中包括基本材料的準備和整理、內容和條件的評定以及規(guī)范的檢測操作流程等。

3.1 太陽能熱水系統(tǒng)檢測

太陽能熱水系統(tǒng)檢驗項目包括：集熱系統(tǒng)效率、系統(tǒng)總能耗、集熱系統(tǒng)得熱量、貯熱水箱熱損因數(shù)、供熱水溫度等。

《可再生能源建筑應用工程評價標準》（GB/T50801-2013）規(guī)定：太陽能熱水系統(tǒng)測試分為長期測試和短期測試。長期測試的周期不應少于120d，且應連續(xù)完成，長期測試開始的時間應在每年春分（或秋分）前至少60d開始，結束時間應在每年春分（或秋分）后至少60d結束；短期測試的時間不應少于4d。短期測試期間的運行工況應盡量接近系統(tǒng)的設計工況，且應在連續(xù)運行的狀態(tài)下完成。

不論是長期測試還是短期測試，每個系統(tǒng)都會得到多個工況的測試數(shù)據(jù)，可以用來對項目全年性能進行分析計算。但實際工作中，由于工作量和檢測效率的關系，以及考慮到工程檢測經濟性的因素，一般選擇短期測試方法。短期測試影響太陽能熱水系統(tǒng)檢測的因素主要有：測試階段氣象條件，計算工況點太陽能輻照量的選取，太陽能熱水系統(tǒng)運行控制方式等。因此，在對太陽能熱水系統(tǒng)進行測試時，應考慮各地區(qū)不同的氣候條件，選擇合適的太陽能輻照量作為計算工況點，并結合項目現(xiàn)場情況，安裝合理的測試點，確保檢測數(shù)值真實有效。

3.2 地源熱泵系統(tǒng)檢測

地源熱泵系統(tǒng)一般分為地源熱泵熱水系統(tǒng)和地源熱泵空調系統(tǒng)，也存在二者皆有的情況。對于地源熱泵熱水系統(tǒng)不需要檢測室內效果測試參數(shù)。

在進行地源熱泵系統(tǒng)現(xiàn)場測試時主要測試的參數(shù)：①熱泵機組性能測試參數(shù)：機組用戶側進出、口溫度，機組用戶側流量，機組熱源側進出、口溫度，機組熱源側流量，機組耗電量。②熱泵系統(tǒng)性能測試參數(shù)：系統(tǒng)用戶側進、出口溫度，系統(tǒng)用戶側流量，系統(tǒng)熱源側進、出口溫度，系統(tǒng)熱源側流量，系統(tǒng)總耗電量，機組總耗電量，循環(huán)水泵總耗電量。③室內效果測試參數(shù)：室內溫濕度，室外溫濕度。

地源熱泵系統(tǒng)的測評同樣也可分為長期和短期測試，值得注意的一點是長期測試需要對傳感器收集到的數(shù)據(jù)進行準確度的核查，短期測試注意在測試工作路徑上謹慎選擇。對于不同的工況區(qū)，諸如制冷段和制熱段，要采取適當?shù)脑u估標準。檢測的難點在于地源熱泵系統(tǒng)雙季使用時，短期測試只能在某一典型季節(jié)測試其制冷或制熱相對應的性能參數(shù)?？紤]到檢測工程經濟性、項目驗收的及時性，如何在只測試地源熱泵系統(tǒng)某一季節(jié)的性能參數(shù)，而有效準確估算其全年節(jié)能量的問題值得探討。

4 可再生能源建筑應用系統(tǒng)的評價分析

關于太陽能熱水的應用分析和評價，主要是考慮此系統(tǒng)的整體設計水平、太陽能面板的集熱能力和水箱儲水的保溫能力等。但是需要考慮的一點是不同地區(qū)之間存在著太陽輻射量上的差異，相應的溫度要求也不盡相同。根據(jù)各地接受太陽總輻射量的多少，可將全國劃分為五類地區(qū)。一類地區(qū)為我國太陽能資源最豐富的地區(qū)，日輻射量5.1～6.4kWh/m2。這些地區(qū)包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最為豐富，日輻射量6.4kWh/m2，居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。二類地區(qū)為我國太陽能資源較豐富地區(qū)，日輻射量4.5～5.1kWh/m2。這些地區(qū)包括河北西北部、山西北部、內蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。三類地區(qū)為我國太陽能資源中等類型地區(qū)，日輻射量3.8～4.5kWh/m2。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、蘇北、皖北、臺灣西南部等地。四類地區(qū)是我國太陽能資源較差地區(qū)，日輻射量3.2～3.8kWh/m2。這些地區(qū)包括湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陜南、蘇北、皖南以及黑龍江、臺灣東北部等地。五類地區(qū)主要包括四川、貴州兩省，是我國太陽能資源最少的地區(qū)，日輻射量只有2.5～3.2kWh/m2。因為氣候區(qū)會影響到太陽能熱水系統(tǒng)的狀態(tài)，所以也需要進行相應的劃分。在做好劃分工作之后，就可以對不同地區(qū)的不同太陽能系統(tǒng)進行研究和評價，通過多方面的比較，對其相應參數(shù)例如太陽能轉換效率、熱能保溫能力等進行對比評價，由分到總，對太陽能熱水系統(tǒng)做出評定。太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益的分析評定指標包括：①太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量；②太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費用 （簡單年節(jié)能費用和在壽命期內的總節(jié)省費用）；③太陽能熱水系統(tǒng)增加的初投資回收期 （靜態(tài)回收期和動態(tài)回收期）；④太陽能熱水系統(tǒng)的環(huán)保效益（二氧化碳減排量和其他污染物的環(huán)境增量效益）。從節(jié)約能源和經濟可行性方面的評價決策分析，找到最適合方案。

地熱是不受天氣、季節(jié)變化影響的能源，最大優(yōu)勢在于其安全性、穩(wěn)定性、連續(xù)性和利用率高，具有清潔、低碳、可再生等特點。關于地熱系統(tǒng)的應用分析和評價，主要是考慮其系統(tǒng)在制熱和制冷方面的基本性能。其系統(tǒng)評價指標還需要考量系統(tǒng)應用的環(huán)保和經濟效益，在系統(tǒng)運行過程中重要的數(shù)據(jù)要準確記錄，這樣不僅方便之后的分析還是依據(jù)其水平進行相關改進措施的基本依據(jù)。鑒于地熱資源利用對促進生態(tài)文明建設具有重要意義，對城市治污減霾作用巨大，地熱資源相關管理部門需要根據(jù)地熱開發(fā)利用實際，制定流程簡便、分工明確、監(jiān)管有力的地熱能開發(fā)利用項目管理辦法，簡化審批辦法，提高行政效率，加強項目后續(xù)運行及環(huán)境保護監(jiān)管，建立信息監(jiān)測體系，完善設備檢測認證制度等，在涉及地熱資源應用政策制定、項目技術推廣會商時，給予積極支持。同時，政府相關部門也應當大力支持地熱資源技術應用，從政策、資金、技術推廣等方面對從事干熱巖供熱技術研發(fā)的企業(yè)加大支持力度，不斷擴大市場份額，為節(jié)能減排、治污減霾發(fā)揮更大的作用。

5 結語

近幾年來，一些發(fā)達國家陸陸續(xù)續(xù)提出了關于建筑物走向設定更低能耗標準的國家級目標，而當前我國在這一領域還沒有出臺定規(guī)定量的國家級目標。但無論我國具體的建筑能耗消耗目標按照什么樣的方式規(guī)定，不斷的降低基礎的建筑能耗水平將會使得可再生能源的角色日益重要?，F(xiàn)今，我國在國家發(fā)展規(guī)劃層面，在“十二五”期間對于可再生能源建筑應用系統(tǒng)的能源種類、基本評價體系的量化目標都提出了比較明確且細致的要求，并且也逐步明確了目標完成的時間點，想必，只要各方積極努力，實現(xiàn)可再生能源建筑應用系統(tǒng)的完善指日可待。

[1]張明波.基于綠色理念的建筑規(guī)劃節(jié)能設計探討[J].城市建設理論研究（電子版），2014（21）：2753～2754.

[2]張昕宇，由世俊，徐 偉，等.太陽能建筑應用系統(tǒng)效果評價體系研究[J].建筑科學，2013，29（2）：21～28.

[3]張昕宇，何 濤，黃祝連，等.太陽能光電建筑應用系統(tǒng)評價方法探討[J].建設科技，2012（17）：46～48.

[4]《可再生能源建筑應用工程評價標準》（GB/T50801-2013）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

TU111.195

A

2095-2066（2016）34-0174-02

2016-11-10

蔣 輝（1982-），男，工程師，碩士研究生，主要從事建筑節(jié)能檢測方面工作。