池州地區(qū)可再生能源分布及建筑應(yīng)用淺析

張偉，洪敬峰，沈念俊

（1.池州市建筑管理處，安徽 池州 247100；2.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

0 引 言

隨著人們生活水平的提高，民用建筑與公共建筑的發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)人們對建筑環(huán)境的要求也越來越高，這勢必導(dǎo)致建筑能耗量的不斷攀升。隨著我國城市化的進(jìn)一步推進(jìn)，建筑能耗所占的比例將達(dá)到社會總能耗的25%～27%[1]，而且還在逐年上升。在能源短缺及環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，建筑用能中以可再生能源部分替代化石能源是一個(gè)合理的選擇。可再生能源是指指風(fēng)能、水能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿确腔茉础？稍偕茉淳哂匈Y源潛力大、環(huán)境污染低、可持續(xù)利用以及有利于人與自然和諧發(fā)展的特點(diǎn)。

1 池州市現(xiàn)狀

目前，池州市下轄貴池區(qū)、東至縣、青陽縣、石臺縣和九華山風(fēng)景區(qū)，面積8272km2，人口153萬，水域面積約為348.4km2，全市水資源總量為63.7億m3，年均降水量1469.7mm，年平均氣溫為16.3℃[2]。根據(jù)池州市的氣候條件、地理特征以及相關(guān)政策、技術(shù)等影響因素的分析得出，可應(yīng)用池州市建筑中的可再生能源主要包括太陽能、淺層地?zé)崮堋Ｏ旅鎸σ陨系貐^(qū)可再生能源分布情況進(jìn)行分析。

2 可再生能源在建筑中的應(yīng)用

2.1 太陽能在建筑中的應(yīng)用

太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，在能源利用中占有重要的地位，它具有分布范圍廣、資源儲量大的特點(diǎn)。池州地處亞熱帶地區(qū)，氣候溫暖，四季分明，雨量充足，光照充足，無霜期長，平均年日照時(shí)數(shù)2161.8h，平均日照百分率為48%，太陽總輻射年總量多年平均為4655.68MJ/㎡，如圖1。

按照我國太陽能資源的分區(qū)情況劃分，池州市屬Ⅲ類太陽能資源豐富地區(qū)，可采取合理有效的技術(shù)措施，進(jìn)行規(guī)模化太陽能資源的開發(fā)與利用。

圖1 池州市參考點(diǎn)歷年觀測的月太陽總輻射量

從池州市的實(shí)際情況和居民的經(jīng)濟(jì)能力出發(fā)，建筑中采用太陽能熱水器來提供熱水是最為合理有效的節(jié)能方式。對于多層及以下民用建筑，可以直接使用緊湊式太陽能熱水系統(tǒng)；在中高層的居住建筑中，由于受建筑高度和屋面面積的限制，不宜使用緊湊式太陽能熱水系統(tǒng)，只宜采用分體式太陽能熱水系統(tǒng)；而太陽能熱水系統(tǒng)在高層以上居住建筑上使用時(shí)，由于受容積率和樓間距的限制，其低層建筑區(qū)域（一般在10層以下）難以達(dá)到太陽能熱水系統(tǒng)最低日照時(shí)數(shù)的要求，此時(shí)可以采用混合安裝太陽能熱水系統(tǒng)，即低層區(qū)域在屋面上設(shè)置集中供熱水系統(tǒng)，日照時(shí)數(shù)達(dá)到要求的高層區(qū)域可以使用家用分體式太陽能熱水系統(tǒng)。

2.2 淺層地?zé)崮茉诮ㄖ械膽?yīng)用

近年來，隨著地源熱泵技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)夏季制冷、冬季供熱、四季供生活熱水的需求，淺層地?zé)崮艿睦靡训玫狡毡榈恼J(rèn)可。淺層地?zé)崮馨ㄍ寥涝础⒌叵滤春偷乇硭粗袃Υ娴牡蜏氐責(zé)豳Y源。

池州市地處沿江丘陵平原水文地質(zhì)區(qū)，根據(jù)池州歷史資料，初步確定勘察區(qū)范圍約55km2，具體位置包括池州市主城區(qū)清溪河以東、北至長江、東至平天湖、南至站前區(qū)。設(shè)計(jì)勘查面積約50km2。實(shí)際調(diào)查面積約50.26km2（見圖2）。

通過對池州市主城區(qū)調(diào)查范圍內(nèi)的地質(zhì)和水文勘查，200m以上的地質(zhì)及水文地質(zhì)特征為碎屑巖、灰?guī)r及古近～新近系、第四系松散層，自震旦～第四系均由出露，巖性有灰?guī)r、碎屑巖，松散層厚度小于50m。孔隙水主要分別占長江階地上，含水層以細(xì)砂、砂礫為主，水位埋深1m～3m，水量小于5～40m3/h，水質(zhì)HCO3-Ca.Mg；基巖裂隙水主要賦存于風(fēng)化帶及裂隙中，水位埋深2m～5m，水量小于10 m3/h，水質(zhì)HCO3-Na.Ca。

上述勘查發(fā)現(xiàn)，本區(qū)淺部埋藏淺，可采資源量大，含水層滲透條件好，回灌易，水質(zhì)無侵蝕性，水溫17℃～25℃，溫度適宜，具開發(fā)利用淺層地能地質(zhì)、水文地質(zhì)條件。而且各水體水系水質(zhì)達(dá)到Ⅱ～Ⅲ類批準(zhǔn)，滿足地表水水源熱泵使用要求。同時(shí)，依據(jù)《淺層地?zé)崮芸辈樵u價(jià)規(guī)范》（DZ/T0225-2009）、《地?zé)豳Y源勘查規(guī)范》（GB11615-89）和《地?zé)豳Y源評價(jià)方法》（D240-85）進(jìn)行估算得，池州市主城區(qū)地?zé)豳Y源（地?zé)崮埽┛偭繛?.00×1013千卡，可利用地?zé)崮苜Y源量為2.05×1012千卡，熱儲層中水儲存總量為3.61×108m3，其中容積儲存量為3.60×108m3；彈性存儲量為4.90×104m3。

因此，池州市主城區(qū)的土壤源熱能利用可以選取土壤綜合熱導(dǎo)率相對較好的地區(qū)作為優(yōu)先發(fā)展區(qū)域。在公共建筑中首選土壤源熱泵技術(shù)作為節(jié)能應(yīng)用方案，對達(dá)到使用要求的住宅建筑也可選擇土壤源熱泵系統(tǒng)。由于池州地區(qū)建筑冷負(fù)荷大于建筑熱負(fù)荷，并且夏季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間也要長于冬季，所以會出現(xiàn)每年向土壤排放熱量大于其吸收熱量的問題，在應(yīng)用土壤源熱泵系統(tǒng)要著重解決好土壤吸、放熱平衡的問題。對此，可以采用冷卻塔輔助冷源、夏季生活熱水回收、與地表水源相結(jié)合的系統(tǒng)形式，其中與地表水復(fù)合方式可以充分利用池州地區(qū)水網(wǎng)豐富的優(yōu)勢將多余熱量排放到水體中。

3 結(jié) 語

池州市將可再生能源應(yīng)用到建筑中，可以達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的巨大效益，還能夠起到推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級、促進(jìn)就業(yè)的社會效益。因此，要不斷健全與完善各項(xiàng)應(yīng)用政策體系，加大對可再生能源建筑的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)可再生能源在建筑中的充分利用。

圖2 池州市主城區(qū)淺層地?zé)豳Y源調(diào)查范圍圖

[1]江億.我國建筑節(jié)能狀況和實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的途徑[J].建筑節(jié)能，2013.

[2]2013年池州市統(tǒng)計(jì)年鑒[EB/OL].http://cztjj.chizhou.gov.cn/.