太陽能與建筑一體化亟須技術(shù)黏合

　　據(jù)報(bào)道，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、財(cái)政部聯(lián)合下發(fā)《加強(qiáng)太陽能光電建筑應(yīng)用示范后續(xù)工作管理通知》，要求各地相關(guān)主管部門切實(shí)加大對示范工程的督促指導(dǎo)及協(xié)調(diào)管理，抓緊抓好驗(yàn)收評估等后續(xù)工作，高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)地完成太陽能光電建筑應(yīng)用示范任務(wù)。《通知》的出臺，加快了太陽能光電建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目以下簡稱示范項(xiàng)目驗(yàn)收評估，加強(qiáng)了對后續(xù)工作管理，再次引起人們對于新能源應(yīng)用的關(guān)注。有關(guān)人士分析認(rèn)為，被寄予厚望的太陽能建筑一體化已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。

　　一體化產(chǎn)生1+1大于2的效應(yīng)

　　太陽能與建筑結(jié)合是讓太陽能成為建筑的一個有機(jī)組成部分，把已經(jīng)成熟的太陽能技術(shù)產(chǎn)品真正融入到建筑中去，是打造低碳、節(jié)能、環(huán)保的綠色建筑重要方式。

　　力諾瑞特工程公司副經(jīng)理亓琨認(rèn)為太陽能和建筑之間不存在著依附的關(guān)系，太陽能為建筑節(jié)能做的是“加法”，實(shí)際效果就是用1%的建筑成本彌補(bǔ)10%的建筑能耗。節(jié)能建筑最重要的是在節(jié)能技術(shù)上的突破，當(dāng)前最成熟、最便利、最有效地利用技術(shù)便是太陽能與建筑一體化技術(shù)。而太陽能與建筑一體化的綜合應(yīng)用方式包括：太陽能光熱與建筑一體化、太陽能光伏與建筑一體化、太陽能與常規(guī)能源綜合應(yīng)用一體化。所有這些應(yīng)用方式都是為了最終實(shí)現(xiàn)太陽能與建筑的完美融合，使建筑的高智能化控制居住者的高舒適度享受，而95%的建筑用能全部來自于太陽能。

　　目前，國內(nèi)建筑能耗占全社會總能耗的比重比較大，熱水、空調(diào)和采暖能耗占建筑能耗的65%左右，而綜合利用太陽能，全面實(shí)現(xiàn)太陽能與建筑一體化及太陽能光熱光電綜合應(yīng)用一體化，太陽能熱水可補(bǔ)充15%的建筑能耗，采暖、制冷系統(tǒng)可解決50%的建筑能耗，光伏發(fā)電可節(jié)約30%的建筑能耗，就可建成最理想的零能耗房。針對建筑需求提供不同的解決方案。

　　現(xiàn)存難題有待技術(shù)升級

　　亓琨指出，隨著建筑設(shè)計(jì)建設(shè)的多樣化發(fā)展，客觀要求太陽能與建筑結(jié)合的形式也隨之朝著多樣化、高品質(zhì)化發(fā)展，并且有著由單一的熱水需求向熱能需求擴(kuò)展的趨勢。原有的產(chǎn)品已不能適應(yīng)現(xiàn)在建筑樓層的不斷增高，業(yè)主熱水需求品質(zhì)的提高，系統(tǒng)后期管理權(quán)的復(fù)雜化。市場需要技術(shù)創(chuàng)新，針對建筑不同需要能提供新技術(shù)新系統(tǒng)解決方案。而且隨著城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村改造的加快以及工業(yè)節(jié)能的迫切需求，目前的太陽能與建筑一體化市場已經(jīng)逐漸細(xì)分為城市市場、農(nóng)村市場、住宅需求和工業(yè)熱能需求、新建建筑和既有建筑改造等多個方面，給市場操作和技術(shù)帶來新的挑戰(zhàn)。

　　市場問題的解決一方面需要企業(yè)、建筑設(shè)計(jì)院、房產(chǎn)商、消費(fèi)者等多方協(xié)商解決，但最有效的解決辦法還是產(chǎn)品技術(shù)的不斷升級。在日前舉辦的“太陽能建筑一體化”行業(yè)沙龍上，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院綠色建筑研究所室主任吳曉海表示，工程中大量使用太陽能有一定難度，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)太陽能的應(yīng)用主要有三個問題需要解決。

　　首先，太陽能熱量補(bǔ)充的問題。太陽能的能量密度比較低，需要集熱的面積有要求。在能保證太陽能的滿足使用需求的同時(shí)，需要有參數(shù)來證明太陽能熱水器實(shí)際的運(yùn)行效果。通常情況下，收集的太陽熱能只是一部分，并不能滿足用戶的需要，這時(shí)就要用電來補(bǔ)充，可由電熱管直接加熱或是用熱泵加熱。目前最普遍的是用電加熱來補(bǔ)充熱量。一個建筑用太陽能和不用太陽能會帶來運(yùn)行方式的改變，熱能的轉(zhuǎn)換是推廣太陽能需要解決的問題。太陽能的熱不足時(shí)，熱水是靠天然氣或者城市的熱力換熱，用能方式是取自于天然氣或城市的熱力站，這樣看來其實(shí)并不是節(jié)能的做法。

　　其次，太陽能管路過長的問題。為了更好的收集太陽能，集熱板無論是樓頂安裝還是地面安裝都會集中在陽面，而水罐一般會放在陽臺，但是絕大多數(shù)會使用熱水的廚房和廁所卻是在陰面。這樣一來，勢必要把管道引導(dǎo)北邊，從設(shè)計(jì)角度來說管路比較長。管路長帶來一系列的問題，一是熱水的循環(huán)，滿足隨用隨有的要求就要加壓泵和循環(huán)泵，泵的運(yùn)行也是耗電的過程，這將會消耗更多的能源。另外如果水不循環(huán)，用熱水時(shí)需要放空管道里的水，用造成很多的浪費(fèi)，使用者也會感覺不方便。產(chǎn)品盡量縮短管路，是設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該考慮的問題。

　　最后，太陽能產(chǎn)品的安全性能問題。大規(guī)模的應(yīng)用需要更成熟的更安全可靠的產(chǎn)品，裝在陽臺上的儲水罐需要解決防凍的問題。太陽能在冬天供暖系統(tǒng)關(guān)掉的時(shí)候，水罐及管道可能被凍裂。該用什么方式作為防凍介質(zhì)？這需要更成熟的產(chǎn)品。目前來說，工程中大量的應(yīng)用還是有一定難度的。

　　多角度探討一體化之道

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院副院長季杰和他的團(tuán)隊(duì)，致力于太陽能建筑一體化的研究，在材料、外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、建筑接口技術(shù)以及制造工藝上都有突破和創(chuàng)新。通過采用選擇性涂層、集熱模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用H型L型翅片、雙流道、孔板結(jié)構(gòu)等，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，大大提高了太陽能集熱模塊的光熱轉(zhuǎn)化效率。在光伏光熱模塊的研制中，他們創(chuàng)新了光伏電池和金屬集熱板的激光焊接工藝，解決了金屬導(dǎo)熱基板和電池的層壓技術(shù)中的選材、焊接、應(yīng)力變形等方面的問題。太陽能集熱模塊采用構(gòu)件化和接口設(shè)計(jì)，改善集熱模塊的外觀，解決了在建筑設(shè)計(jì)建造中難以采用和匹配的問題。他們建立了太陽能集熱模塊的數(shù)值模擬方法，為技術(shù)推廣應(yīng)用中的建筑節(jié)能評估提供了依據(jù)。

　　系統(tǒng)方案的優(yōu)化升級，也是解決當(dāng)前一體化遇到問題的有效方法之一，廣東五星太陽能股份有限公司事業(yè)部經(jīng)理王永岐表示，建筑太陽能一體化產(chǎn)品應(yīng)優(yōu)化為建筑構(gòu)件或建筑構(gòu)件的一部分，比如平板組件，直接作為陽臺的護(hù)欄來使用，這樣的結(jié)合，不但開發(fā)商的成本有所降低，而且對建筑的美觀度也有一定的提高。

　　中國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)協(xié)會秘書長霍志臣認(rèn)為，太陽能與建筑一體化需要滿足三個要求。第一是設(shè)計(jì)要美觀，不要破壞原有的設(shè)計(jì)面。第二是安全可靠。第三是實(shí)用方便。安全可靠是重中之重。中國太陽能專業(yè)委員會秘書長陳一言坦言，保障、安居房建設(shè)大范圍安裝、應(yīng)用太陽能產(chǎn)品和太陽能與建筑一體化發(fā)展，對企業(yè)提出了更高的要求，不僅要生產(chǎn)出好產(chǎn)品，同時(shí)企業(yè)要根據(jù)不同工程項(xiàng)目特點(diǎn)、環(huán)境等匹配更加合適的太陽能系統(tǒng)技術(shù)。產(chǎn)業(yè)化、工程化推廣模式將成為今后的應(yīng)用模式。工廠化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配調(diào)試、專業(yè)的服務(wù)公司管理運(yùn)營將為今后一體化推廣的趨勢。技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的核心競爭力，或者是品牌的內(nèi)涵，沒有技術(shù)的東西在里面這個產(chǎn)品可能內(nèi)涵不足、后勁不足。技術(shù)創(chuàng)新涉及三個方面：產(chǎn)品、裝備、儲備，戰(zhàn)略思想是人無我有、人有我優(yōu)、人優(yōu)我廉、人廉我變。

　　毋庸置疑，未來中國的城市化進(jìn)程的仍將高速邁進(jìn)，太陽能行業(yè)的市場重心將逐步由農(nóng)村轉(zhuǎn)向城市，隨著行業(yè)的技術(shù)升級不斷加快、一體化的標(biāo)準(zhǔn)日益完善，系統(tǒng)集成技術(shù)的加快完善，企業(yè)的發(fā)展新模式的逐步建立，一批新型的由生產(chǎn)型逐步向技術(shù)集成、建筑施工型的企業(yè)將得到長足發(fā)展。


來源：中華建筑報(bào)

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