太陽(yáng)能建筑：一體化尚須“內(nèi)外兼修”

　　為告別建筑高能耗的時(shí)代，將太陽(yáng)能熱利用這一可再生能源系統(tǒng)與建筑融為一體，利用太陽(yáng)能集熱器替代屋頂覆蓋層或保溫層，被業(yè)界公認(rèn)為建筑節(jié)能的最佳選擇。

　　實(shí)際上，太陽(yáng)能與建筑“聯(lián)姻”在我國(guó)已倡導(dǎo)多年，但迄今為止卻仍“叫好難叫座”。

　　在中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)熱利用專業(yè)委員會(huì)主任鄭瑞澄看來(lái)，太陽(yáng)能建筑一體化并非只是太陽(yáng)能和建筑的簡(jiǎn)單“相加”，而是要更加重視系統(tǒng)內(nèi)在的功能和節(jié)能效益。

　　建筑能耗堪憂

　　建筑業(yè)一直是高耗能、高排放的大戶。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)稱，我國(guó)每年的建筑能耗總量約占全國(guó)能源消費(fèi)總量的27.45%，每平方米的采暖能耗就約為發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍。

　　在我國(guó)，總量龐大的高耗能建筑潛伏著巨大的能源危機(jī)。

　　截至目前，我國(guó)城鄉(xiāng)既有建筑面積達(dá)430多億平方米，而能夠達(dá)到節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)的僅占5%左右，即使是新建筑，也有90%以上屬于高能耗。

　　國(guó)家新能源工程技術(shù)研究中心研究員何梓年表示，建筑最大的耗能點(diǎn)就是熱水、采暖和空調(diào)。

　　2010年，我國(guó)建筑總能耗共計(jì)8.16億噸標(biāo)煤。據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委能源研究所預(yù)測(cè)，到2020年，建筑能耗至少還要增加到10億~13億噸標(biāo)煤，預(yù)計(jì)占全球能源消耗的8%。

　　除耗能以外，建筑用能對(duì)全國(guó)溫室氣體排放的貢獻(xiàn)率也已經(jīng)達(dá)到了25%。

　　4月2日，在第九屆國(guó)際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)上，太陽(yáng)能與建筑一體化被業(yè)界普遍看好。“一體化”的概念是指將既清潔又取之不盡的太陽(yáng)能納入環(huán)境的總體設(shè)計(jì)，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，真正使太陽(yáng)能設(shè)施成為建筑不可或缺的一部分。

　　“太陽(yáng)能的利用轉(zhuǎn)化率約為10%~12%，采用太陽(yáng)能的建筑可節(jié)約采暖能源近70%?！焙舞髂瓯硎?，太陽(yáng)能熱利用將是建筑節(jié)能的最佳手段。

　　重在節(jié)能效益

　　太陽(yáng)能在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用主要有光熱利用、光電利用兩種形式。具體包括太陽(yáng)能熱水制備技術(shù)、太陽(yáng)能供暖／供冷技術(shù)、太陽(yáng)能綠色照明技術(shù)等。

　　目前，我國(guó)太陽(yáng)能光熱企業(yè)已有3000多家。2011年，全國(guó)太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)量約5760萬(wàn)平方米；太陽(yáng)能光熱建筑應(yīng)用面積達(dá)21.5億平方米，比2010年增加近50%。

　　問(wèn)題是，盡管企業(yè)投入的熱情高漲，但在全國(guó)大中型城市的房地產(chǎn)項(xiàng)目，特別是新建高層建筑中，卻難覓太陽(yáng)能建筑一體化的成功案例，太陽(yáng)能似乎只成為建筑的“美麗點(diǎn)綴”。

　　華中科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院副教授徐燊通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，城市形態(tài)與可利用的太陽(yáng)能資源狀況有重要關(guān)聯(lián)。對(duì)比西方國(guó)家，我國(guó)的城市形態(tài)多為中高密度建筑，這就存在因輻射遮擋而導(dǎo)致的太陽(yáng)能收集不徹底的問(wèn)題。

　　如此看來(lái)，隨著城市住宅容積率的不斷增高，太陽(yáng)能光熱的大面積應(yīng)用還將面臨挑戰(zhàn)。

　　鄭瑞澄對(duì)此表示，太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)在安裝設(shè)計(jì)之初，首先就要進(jìn)行日照分析，在保證日照充分的同時(shí)，提升屋頂太陽(yáng)能集熱器的安裝數(shù)量。然而，開(kāi)發(fā)商卻并未重視這一環(huán)節(jié)，導(dǎo)致太陽(yáng)能熱利用率甚至僅為20%，造成資源的極大浪費(fèi)。

　　作為綠色能源和新建筑理念兩大革命的交匯點(diǎn)，太陽(yáng)能建筑熱利用系統(tǒng)貫穿了工程建設(shè)的全過(guò)程，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、效益評(píng)估等各個(gè)環(huán)節(jié)，也涵蓋了結(jié)構(gòu)、設(shè)備、排水、暖通、電氣等建筑學(xué)的所有專業(yè)。

　　“這并不僅僅只是如何把集熱器安裝在建筑上的簡(jiǎn)單問(wèn)題。”鄭瑞澄直言，“現(xiàn)在12層以下建筑必須強(qiáng)制安裝太陽(yáng)能系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)商大多只是為了應(yīng)付才安裝，不重視節(jié)能效果，各地的建筑設(shè)計(jì)部門(mén)也只是配合，影響了工作效率和系統(tǒng)質(zhì)量?！?/p>

　　不僅如此，鄭瑞澄表示，國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)能產(chǎn)品還應(yīng)該在“熱損系數(shù)”指標(biāo)上進(jìn)行改善，提高系統(tǒng)的熱性能，使得安裝的太陽(yáng)能集熱器能夠真正達(dá)到節(jié)能效益。

　　“太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)外在的安全、美觀和內(nèi)在的功能、節(jié)能效益應(yīng)該同時(shí)兼顧，這才能達(dá)到真正意義上的建筑一體化?！编嵢鸪握f(shuō)。

　　標(biāo)準(zhǔn)亟待修訂

　　在鄭瑞澄看來(lái)，今后太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在城市所有的新建建筑以及繼有建筑中，應(yīng)該全部安裝，至少替代40%以上的常規(guī)能耗；太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)將應(yīng)用于5%的城市建筑及20%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村建筑，替代常規(guī)能耗30%以上。

　　然而，上述目標(biāo)就現(xiàn)有的太陽(yáng)能建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)的難度依然較大。

　　“雖然建筑太陽(yáng)能利用的多部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖集已經(jīng)發(fā)布實(shí)施，但是在建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備專業(yè)的設(shè)計(jì)人員中沒(méi)有產(chǎn)生應(yīng)有的影響和作用。”鄭瑞澄指出，“特別是在熱計(jì)量以及效益檢測(cè)與評(píng)估方面，過(guò)去標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)注度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”

　　利好消息是，據(jù)中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院顧問(wèn)總建筑師張樹(shù)君透露，為了淘汰落后的技術(shù)產(chǎn)品，提升整個(gè)太陽(yáng)能行業(yè)的整體水平，建設(shè)部已經(jīng)在對(duì)2005年頒布的《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）進(jìn)行修訂。

　　張樹(shù)君稱，節(jié)能效益分析是評(píng)價(jià)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的一個(gè)重要方面，也是系統(tǒng)方案選擇的重要依據(jù)。為此，新修訂的《規(guī)范》著重增加了節(jié)能效益分析的內(nèi)容，其中包括預(yù)評(píng)估和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)兩大部分。

　　據(jù)張樹(shù)君介紹，預(yù)評(píng)估是指在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，確定其集熱面積、集熱性能的參數(shù)，在設(shè)計(jì)的集熱器傾角以及給定的氣候條件下，分析系統(tǒng)在壽命期內(nèi)的節(jié)能效益；長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)是指在系統(tǒng)建成后，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)分析其得到的實(shí)際節(jié)能效益。

　　“總之，這次修訂的主要原則就是力圖從工程實(shí)際需要出發(fā)，根據(jù)技術(shù)要求去調(diào)整產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，保證太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在建筑上應(yīng)用的工程質(zhì)量?！睆垬?shù)君說(shuō)。

　　現(xiàn)如今，在節(jié)能減排這一大旋律下，地方政府為推動(dòng)太陽(yáng)能與建筑的應(yīng)用，也出臺(tái)了一系列強(qiáng)制性安裝措施。但在鄭瑞澄看來(lái)，要想推動(dòng)太陽(yáng)能建筑的規(guī)?；l(fā)展，后期補(bǔ)貼也不失為一種激勵(lì)舉措。

　　“太陽(yáng)能熱水器也像‘家電下鄉(xiāng)’、‘節(jié)能產(chǎn)品惠民工程’一樣，直接將補(bǔ)貼惠及用戶。對(duì)于建筑一體化太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)，審批通過(guò)也可以獲得國(guó)家一定比例的投資補(bǔ)助?！编嵢鸪斡X(jué)得，通過(guò)后期補(bǔ)貼，不僅可以實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，還能優(yōu)化貸款融資環(huán)境，實(shí)現(xiàn)合同能源管理的良性循環(huán)。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 　 作者：李惠鈺 　

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