建筑节能领域的新宠——光电—地热一体化建筑技术（GST-BIPV）

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所谓的建筑节能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应。众所周知，建筑能耗占已占到社会总能耗的30%—40%，成为耗能大户，而且我国每年新增房屋20亿平方米中，其中95%以上是高能耗建筑。面对日益增大的节能减排压力，国家陆续出台了相关的财政政策以扶持节能、绿色、低能耗建筑的发展，在国家相关政策的大力支持下，节能技术如地源热泵技术的应用面积从2005年的约3000万平米，上升到了2010年的1.2亿平米，LED照明、太阳能集热器、光伏发电等一批绿色能源技术、节能设备得到了大力的推广，节能理念也得到了很好的普及。

但是，因为可再生能源技术本身存在的一些问题，也造成目前节能建筑在使用中出现以下几个问题。比如：地源热泵技术受地下热能波动和气候环境影响较大，部分地区不适合推广；由于我国电力格局不平衡，峰谷电价政策不统一，导致蓄冷/蓄热技术仅在南方部分地区使用；光伏发电技术由于难以并网导致造价较高，现阶段不能大规模的推广；太阳能集热技术虽然相对成熟，但是完全取代市政供暖还为时尚早。更为突出的问题是：各节能技术厂家/各可再生能源技术各自为政、各自宣传自身产品的优势，从根本上忽略了可再生能源建筑其实是一个系统性、复合型的系统工程，整体规划、整体设计，从系统设计、工艺选择、设备选型、工程施工直至后期的运行维护措施都是一个不可分割的整体。这也是无法实现建筑整体节能或可再生能源建筑整体应用的最根本原因。

因此，建筑节能领域急需一种系统性、复合型的综合节能技术或节能系统。近年来，行业内一些优秀的企业不断创新和完善，尝试着去综合解决可再生能源建筑的供暖、制冷、热水和照明问题，以实现建筑的低能耗或微能耗。据悉，北京世能中晶能源科技有限公司分别与清华建筑设计研究院、同济大学建筑设计院等科研院所深入合作、大胆创新，积极研发光电—地热一体化建筑可再生能源技术。

该技术将太阳能光电、太阳能光热、地热能作为基础能源，配合能源高效利用技术（能源梯级利用、蓄冷、蓄热）及能源存储技术，将供暖、制冷、照明、生活热水等常规建筑能源供应、输送作为一个整体的系统来开发，以实现建筑的能源供应系统独立于常规的市政能源系统，从而最终构建建筑的可再生能源供应系统。据世能中晶的技术人员透露，该技术系统包括基础能源层、能源转化层和能源利用层。基础能源层由太阳能光电、太阳能光热和地热能这三种可再生能源形式组成，根据不同的地理环境和可再生能源的条件，因地制宜进行有机的组合，如地热能特别丰富的地区，在具体设计时可将大部分负荷由地热能来承担，将太阳能光热作为一个补充，在满足建筑热工指标及空调负荷指标的前提下，尽可能将某一种可再生能源优势发挥充分，达到最优化的系统运行状况，实现建筑的微能耗或零能耗。

从09年开始，北京世能中晶能源科技有限公司就在该领域开始了小规模的应用实验，实验项目取得了成功，供暖、制冷及生活热水供应满足设计要求，实际使用效果得到了用户的一致好评。2011年，北京世能中晶中标国内目前规模最大的节能建筑项目——内蒙古国泰150万平米光电-地热一体化建筑项目。该项目总建筑面积约为150万平方米，主要有2大部分组成，一为住宅小区，建筑面积约为80万平方米；二是建材市场和车站等附属建筑群，面积约为70万平方米，要求实现冬季供暖，夏季制冷和全年热水。世能中晶按照当地地热资源的特点，采用以地热能为主，太阳能为辅的工艺路线。利用热泵技术与地热梯级利用技术供应住宅及建材中心冬季供暖、夏季制冷及热水需求，地热结合热泵负担基础负荷，燃气锅炉负担尖峰负荷。生活热水部分采用地热尾水，除铁、锰、硫等元素后供入小区和建材中心。住宅小区末端采用地板辐射采暖系统，建材中心主力店采用风机盘管系统，冬夏均可用，建材中心无需供冷部分采用地板辐射采暖系统。置于建材中心屋顶的太阳能光伏列阵提供机房用电和整个项目照明用电。

按照世能中晶的设计思路，该项目多出的投资在系统运行一年后即可收回，此后年收益约两千万元左右，按照25年的运行时间计算，项目投资方可获近5亿元收益。该项目将地热能和太阳能的配合通过DCS智能控制系统，实现有机的结合，最大程度上实现效率最优、效果最佳的运营指标，为今后的可再生能源建筑设计和集成提供示范经验。

光电—地热一体化建筑技术系统本身不消耗常规能源，也没有能源费用产生，是比较彻底的节能系统，非常适宜在建筑节能领域大面积推广。十二五期间，建筑节能技术必将呈现出百花齐放、百家争鸣的局面，相信光电—地热一体化建筑技术必将成为其中的一朵奇葩，大放异彩。