太陽能與建筑一體化在我國進(jìn)行推廣的幾點(diǎn)思考

太陽能與建筑一體化在我國進(jìn)行推廣的幾點(diǎn)思考摘要：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活水平的提高，城市花園住宅已經(jīng)成為潮流，同時(shí)能源危機(jī)和環(huán)境的惡化也在不斷加劇，為此，既清潔又取之不盡的太陽能產(chǎn)品的開發(fā)和利用亟需普及，讓太陽能產(chǎn)品助推城市花園化住宅實(shí)現(xiàn)既環(huán)保又節(jié)能，讓未來住宅都太陽能化。隨著國內(nèi)太陽熱水器行業(yè)的發(fā)展，消費(fèi)者對生活熱水的要求，越來越高，而且對建筑的美觀越來越重視，原有的悶曬式、緊湊式已不能滿足人們的需求。太陽能作為一種無處不在、取之不盡、用之不竭的，潔凈無污染的能源正日益受到重視，它的廣泛應(yīng)用對于節(jié)約不可再生的礦物能源，保護(hù)環(huán)境，改善人類生存空間，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)性發(fā)展具有重要的意義。關(guān)鍵字：太陽能與建筑一體化太陽能熱水器前言隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活水平的提高，城市花園住宅已經(jīng)成為潮流，同時(shí)能源危機(jī)和環(huán)境的惡化也在不斷加劇，為此，既清潔又取之不盡的太陽能產(chǎn)品的開發(fā)和利用亟需普及，讓太陽能產(chǎn)品助推城市花園化住宅實(shí)現(xiàn)既環(huán)保又節(jié)能，讓未來住宅都太陽能化。隨著國內(nèi)太陽熱水器行業(yè)的發(fā)展，消費(fèi)者對生活熱水的要求，越來越高，而且對建筑的美觀越來越重視，原有的悶曬式、緊湊式已不能滿足人們的需求。太陽能作為一種無處不在、取之不盡、用之不竭的，潔凈無污染的能源正日益受到重視，它的廣泛應(yīng)用對于節(jié)約不可再生的礦物能源，保護(hù)環(huán)境，改善人類生存空間，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)性發(fā)展具有重要的意義。目前，我們可以看到屋頂各種形式的太陽熱水器，它就象冰箱、彩電一樣已逐漸成為人們生活的基本消費(fèi)品，然而，目前的太陽能熱水器只考慮自身的結(jié)構(gòu)和功能，沒有考慮到建太陽能熱水器幾乎無一例外的破壞了建筑的整體形象。事實(shí)上，太陽能集熱器本身具有防水隔熱的作用，這與建筑物屋頂?shù)淖饔镁哂邢嗨浦?，即可以利用太陽能集熱設(shè)施部分或全部代替屋頂覆蓋層的作用，從而可節(jié)約投資。因此，若能把建筑物與太陽能設(shè)施放到一起考慮，實(shí)現(xiàn)相互間的有機(jī)結(jié)合，便可節(jié)約投資，保持建筑物的整體美觀性不受破壞，又可最大限度的利用設(shè)施與建筑的一體化問題，一般簡稱作“太陽能與建筑一體化”。一、太陽能與建筑一體化技術(shù)現(xiàn)狀一直以來，太陽能等可再生能源在建筑技術(shù)上的完美應(yīng)用都是企業(yè)夢寐以來的追求，太陽能與建筑結(jié)合創(chuàng)造的低能耗高舒適度的健康居住環(huán)境，不僅讓住戶家庭生活得更自然更環(huán)保，而且能節(jié)能能減污，對實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。在人類面臨生存環(huán)境破壞日益嚴(yán)重和能源危機(jī)的今天，如何開發(fā)利用環(huán)保節(jié)能的住宅配套部品就成了一個(gè)焦點(diǎn)話題。太陽能——作為一種免費(fèi)、清潔的能源，在住宅建筑中的利用，將關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，可謂意義深遠(yuǎn)。經(jīng)過數(shù)年的研究和開發(fā)，太陽能的利用已取得顯著成果并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。在我國，太陽能熱水器在全行業(yè)中現(xiàn)已擁有企業(yè)超過千家，推廣應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。而太陽能與建筑的結(jié)合，也在住宅建設(shè)中越發(fā)呈現(xiàn)出其不可替代的地位，并成為住宅建設(shè)中的一個(gè)最新亮點(diǎn)。早在1999年召開的世界太陽能大會上就有專家認(rèn)為，當(dāng)代世界太陽能科技發(fā)展有兩大基本趨勢，一是光電與光熱結(jié)合；二是太陽能與建筑的結(jié)合。太陽能源建筑系統(tǒng)是綠色能源和新建筑理念的兩大革命的交匯點(diǎn)，專家們公認(rèn)，太陽能是未來人類最適合，最安全，最理想的替代能源。目前太陽能利用轉(zhuǎn)化率約為10%—12%，太陽能的開發(fā)利用潛力十分巨大，據(jù)報(bào)載，目前，世界各國都在設(shè)施自己的“陽光計(jì)劃”，如去年德國政府就宣布推行“十萬屋頂”計(jì)劃，即在建筑頂部大規(guī)模地鋪設(shè)太陽能發(fā)電裝置，既節(jié)省電力又利于環(huán)保。在歐洲的能源消費(fèi)中，約有1/2用于建筑的建設(shè)和運(yùn)行，而交通運(yùn)輸耗能只占能源消費(fèi)的1/4，因此建筑物利用太陽能成為各發(fā)達(dá)國家政府極力倡導(dǎo)的事業(yè)，太陽能利用設(shè)施與建筑的結(jié)合自然是人們所關(guān)注的問題，主要是太陽能的光伏利用與建筑的結(jié)合上。太陽能與建筑一體化有他獨(dú)特的特點(diǎn)：一是把太陽能的利用納入環(huán)境的總體設(shè)計(jì)，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽能設(shè)施成為建筑的一部分，相互間有機(jī)結(jié)合，取代了傳統(tǒng)太陽能的結(jié)構(gòu)所造成影響；二是利用太陽能設(shè)施完全取代或部分取代屋頂覆蓋層，可減少成本，提高效益，三是可用于平屋頂和斜屋頂，一般對平屋頂而言用覆蓋式，對斜屋頂用鑲嵌式，四是該技術(shù)屬于一項(xiàng)綜合性技術(shù)，涉及太陽能利用，建筑，流體分布等多種技術(shù)領(lǐng)域。另外，在云南昆明還建成了一個(gè)平屋頂結(jié)構(gòu)的太陽能與建筑一體化溫水游泳館，該游泳館屋頂面積約700平方米，屋頂結(jié)構(gòu)為輕鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，屋頂覆蓋層完全由特別的太陽能平板集熱器代替。這是我國第一個(gè)在平屋頂上實(shí)現(xiàn)太陽能與建筑一體化的實(shí)驗(yàn)性工程。聯(lián)合國能源機(jī)構(gòu)最近的調(diào)查報(bào)告顯示，太陽能與建筑一體化將成為21世紀(jì)的市場熱點(diǎn)，成為21世紀(jì)建筑節(jié)能市場的亮點(diǎn)。二、太陽能與建筑一體化的發(fā)展方向目前，建筑物空氣溫度調(diào)節(jié)消耗著大量的能量。在我國，它要占到建筑物總能耗的約70%。用空調(diào)機(jī)和燃煤來控制室溫不僅消耗能量，帶來的外界的環(huán)境污染，而且并不能給室內(nèi)人員帶來健康的環(huán)境。在太陽能用于采暖方面，除造價(jià)較高的被動(dòng)式太陽房有一些示范建筑外，還沒有大規(guī)模的采用。主動(dòng)式太陽能供能由于成本更高，與我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是遠(yuǎn)不相適應(yīng)。因此，建筑供能的主動(dòng)與被動(dòng)相結(jié)合的思想及太陽能與常規(guī)能源相結(jié)合單位思想，按照房間的功能，采用不同方案的配合及交叉，這樣可以大大降低太陽能用于建筑功能的一次投資和運(yùn)行成本，使得整個(gè)方案在商業(yè)化的意義下具有可操作性。太陽能供能設(shè)備的非定常性，對氣象條件和輻照條件的依賴性等特點(diǎn)，要求我們必須對建筑用能負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，才能夠在設(shè)備與建筑的匹配上做出設(shè)備投資和節(jié)能效益最佳的選擇。建筑室內(nèi)溫度及氣流的預(yù)測方法和預(yù)測軟件CFD/NHT是太陽能與建筑的結(jié)合的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)，也是世界目前建筑空氣調(diào)節(jié)的又一大方面，但是我國目前在該方面的水平和從事人數(shù)還遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)國家。在當(dāng)代，太陽能與建筑的發(fā)展必須有一定的策略與之相適應(yīng)，一是成熟的被動(dòng)太陽能技術(shù)與現(xiàn)代的太陽能光伏光熱技術(shù)的綜合利用；二是保溫隔熱的維護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)與自然通風(fēng)采光遮陽技術(shù)的有機(jī)結(jié)合；三是傳統(tǒng)建筑構(gòu)造與現(xiàn)代技術(shù)和理念的融合；四是建筑的初投資與生命周期內(nèi)投資的平衡；五是生態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)理念向常規(guī)建筑設(shè)計(jì)的滲透；六是綜合考慮區(qū)域氣候特征、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、建筑特征和人們的生活習(xí)慣等相關(guān)因素。綜合考慮社會進(jìn)步，技術(shù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)能力等因素，在建筑物的策劃、建筑設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)以及改造等活動(dòng)中，主動(dòng)與被動(dòng)的利用太陽能的建筑統(tǒng)稱為太陽能建筑。我國太陽能建筑領(lǐng)域中技術(shù)最成熟，應(yīng)用范圍最廣，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的是家用太陽能熱水器。在云南昆明，陸良等地，在一些別墅式建筑的屋面，嘗試把平板太陽能集熱器鑲嵌在具有瓦屋面的斜屋頂上，熱水箱則隱蔽在斜屋頂?shù)拈w樓中，使太陽能熱水器與建筑有機(jī)結(jié)合，外觀形象是比較漂亮的，只是適合此類結(jié)構(gòu)的建筑較少，推廣應(yīng)用受到局限。多功能休閑亭集太陽能熱水器，光電板和納涼休閑功能于一體，流線型設(shè)計(jì)既美觀又減少亭子結(jié)構(gòu)的風(fēng)力和承重荷載，優(yōu)美的造型為屋頂，建筑物和周圍環(huán)境增添了一道亮麗的風(fēng)景，打造出一座別致美麗的樓頂花園，成為融合建筑美學(xué)，園林設(shè)計(jì)和人本文化內(nèi)涵的典范之作，而且結(jié)構(gòu)簡單靈活，安裝方便的特點(diǎn)，使之能夠自然地與庭院，泳池，花園等場所融為一體。三、太陽能與建筑一體化存在的問題和解決問題的思路太陽能與建筑一體化問題是多科學(xué)，多層面參與和合作的綜合性事業(yè)，需要國家政策法規(guī)部門、建筑主管部門、太陽能廠商、房地產(chǎn)開發(fā)商、建筑設(shè)計(jì)單位的共同努力，太陽能熱水器的推廣應(yīng)用離不開建筑師的參與，建筑師作為建筑的設(shè)計(jì)者，應(yīng)根據(jù)不同的熱水器類型，技術(shù)要求，使用目的以及不同地理緯度和氣候特點(diǎn)，建筑類型等，對建筑的造型，平面布局和功能等進(jìn)行綜合考慮，另一方面太陽能熱利用設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠家反過來也應(yīng)從建筑師那里獲得建筑對其設(shè)備要求的反饋信息，只有這樣才能使設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)與建筑的使用達(dá)到完美的統(tǒng)一，推動(dòng)太陽能在建筑上的運(yùn)用，太陽能廠商一定要在技術(shù)上解決與建筑一體化的難題，要使太陽能系統(tǒng)成為建筑的一個(gè)構(gòu)件，同時(shí)產(chǎn)品要標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、配套化，這是推行太陽能與建筑一體化的根本問題。對于安置在屋頂?shù)慕ㄖ惑w化太陽能熱水器，其基本特征是集熱器沿屋面布置，集熱器作為屋頂覆蓋層的一部分或全部。如此結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)技術(shù)比較，存在的主要問題是“系統(tǒng)的循環(huán)問題”、“集熱器的形成和結(jié)構(gòu)問題”等。一是對于斜屋頂而言，集熱器可以沿屋面傾斜布置，循環(huán)問題與傳統(tǒng)技術(shù)上沒有差別；二是對于平屋頂，集熱器幾乎呈水平布置，基本循環(huán)方式雖然仍為自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩種，但對技術(shù)要求有很大的差別。目前，國內(nèi)外太陽能與建筑完美結(jié)合的形勢并不樂觀，太陽能的普及率僅為7.6%，盡管國家經(jīng)貿(mào)委已規(guī)劃未來15年內(nèi)我國太陽能熱水器普及率達(dá)到25%，但是面臨的困難很多，需要國家的大力支持和社會各界的努力。太陽能熱水器雖有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是與建筑完美結(jié)合進(jìn)程緩慢，太陽能熱水器還沒有有機(jī)地大規(guī)模溶入建筑設(shè)計(jì)與施工中，市場刺激和國家立法都有待加強(qiáng)，太陽能熱水器整體水平有待提高，以便適應(yīng)與建筑結(jié)合的要求，如果太陽能熱水器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，給建筑應(yīng)用帶來困難?，F(xiàn)代城市的核心是能源系統(tǒng)、營養(yǎng)系統(tǒng)、文化系統(tǒng)組成的，綠色生態(tài)人居——太陽能與建筑結(jié)合設(shè)計(jì)要求將這三者和諧統(tǒng)一。太陽能與建筑設(shè)計(jì)理論強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)形態(tài)的動(dòng)態(tài)與變化，而不是僵死的形式；強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性，而不是單一項(xiàng)目的自我表現(xiàn)；強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的關(guān)系，而不是孤立的設(shè)置構(gòu)筑物；強(qiáng)調(diào)環(huán)境科學(xué)、技術(shù)與文化藝術(shù)結(jié)合，而不是滿足某些人對建筑成就或象征性表達(dá)的片面追求。另外，太陽能熱水器與建筑的完美結(jié)合需解決的問題值得注意的是太陽能熱水器要與建筑完美結(jié)合，必須做到：根據(jù)建筑特點(diǎn)形式，生產(chǎn)與之配套的太陽能熱水器；規(guī)范太陽能熱水器在建筑物上放置和安裝；與建筑商協(xié)調(diào)搞好管路的預(yù)留；結(jié)合建筑與地區(qū)特點(diǎn)，搞好太陽能防風(fēng)、防雪、防雷等安全防護(hù)等。欄太陽能與建筑鍵結(jié)合目前仍有梁許多問題需要貍解決：應(yīng)以法觀律法規(guī)的形式坐將太陽能熱水音器納入建筑設(shè)刮計(jì)規(guī)劃，加大笛太陽能熱水器調(diào)結(jié)構(gòu)形式與建誦筑物適應(yīng)性的及研究力度；制區(qū)定完善規(guī)范的翅太陽能熱水器硬產(chǎn)品統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)艦，提高產(chǎn)品技爸術(shù)水平；國家丘制定在建筑物墾上安裝太陽能鼠熱水器的優(yōu)惠展政策，鼓勵(lì)安踢裝太陽能；要慎求太陽能熱水襖器與建筑結(jié)合晶的相關(guān)技術(shù)標(biāo)頁準(zhǔn)規(guī)范?？鹁G色生態(tài)住宅便尋求自然、建王筑與人三者之跌間的和諧統(tǒng)一血。腐在趟“旬以人為鉛本遮”遮的基礎(chǔ)上，利殼用自然條件和首人工手段創(chuàng)造槳一個(gè)有利于人干們舒適、健康拔的生活環(huán)境。慶在住宅健康化嘆發(fā)展態(tài)勢下，繩太陽能與建筑期一體化也日益重成為房地產(chǎn)業(yè)盟關(guān)注的焦點(diǎn)。轟中國建筑科學(xué)復(fù)研究院的優(yōu)鄭瑞澄媽教授指出，目駛前太陽能熱水射器系統(tǒng)的建筑致一體化在各地寇的發(fā)展還不平宋衡，存在著一躍些認(rèn)識上的誤驚區(qū)，有相當(dāng)多蜜的技術(shù)問題亟蓄待解決。暖四、太陽能熱白水器與建筑一斧體化的前跑景撐邀太陽能熱水器退屬于一次性投雙資，雖然購買肆?xí)r比電、燃?xì)饷盁崴鞯荣F，呢但在使用過程水中不再投資，儉且安全可靠，絹操作簡單方便屆，綜合計(jì)算，劣太陽能熱水器固投資最少。而欺眾多小區(qū)物管逆公司認(rèn)為：屋怕頂安裝太陽能劫熱水器既不安柱全又影響了整艷個(gè)小區(qū)統(tǒng)一的載建筑風(fēng)格。大語好形勢下隱藏政著諸多不利因香素，是應(yīng)該引廳起業(yè)內(nèi)外人士便注意的，對隱乖藏的問題盡早旨采取措施，才周能保證大好形稍勢健康發(fā)展，桌使太陽能事業(yè)潛在發(fā)展過程中許少走彎路。丙隨著行業(yè)的發(fā)線展，技術(shù)的進(jìn)漆步和人民生活誰水平的提高，理建筑能耗也隨兇之的提高，日辦益成為能源供鎖給的沉重負(fù)擔(dān)縮，因此建筑物賽對太陽能的充渠分利用具有重易要的經(jīng)濟(jì)、社換會意義和能源住安全的戰(zhàn)略意攪義，太陽能熱晚水器的性能已己經(jīng)可以滿足用胃戶全天筒候衛(wèi)2在4宜小時(shí)隨心所欲山的使用要求。塊太陽能熱水器狀與建筑結(jié)合的巨方式也是多種晶多樣，可分為已屋面隱藏型、梢墻體型兩大類桶；用途上也很宇廣泛，既可以承產(chǎn)生熱能或電掛能，又可以當(dāng)佛作防水和絕熱既材料，還可以勸作表面裝飾材哀料使用。如果蟻房產(chǎn)開發(fā)商從紹設(shè)計(jì)、建設(shè)開度始就像對火、襲電那樣，把太區(qū)陽能（光熱、揉光電）與房屋犯融為一體，這完樣既可以增添揭商房的功能，貓也可以滿足住癢戶的實(shí)際