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太阳能建筑:一体化尚须“内外兼修”

浏览次数: 日期:2013年6月6日 10:23

内容摘要:为告别建筑高能耗的时代,将太阳能热利用这一可再生能源系统与建筑融为一体,利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或保温层,被业界公认为建筑节能的最佳选择。

 


  为告别建筑高能耗的时代,将太阳能热利用这一可再生能源系统与建筑融为一体,利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或保温层,被业界公认为建筑节能的最佳选择。

  实际上,太阳能与建筑联姻在我国已倡导多年,但迄今为止却仍叫好难叫座

  在中国可再生能源学会热利用专业委员会主任郑瑞澄看来,太阳能建筑一体化并非只是太阳能和建筑的简单相加,而是要更加重视系统内在的功能和节能效益。

  建筑能耗堪忧

  建筑业一直是高耗能、高排放的大户。有统计数据称,我国每年的建筑能耗总量约占全国能源消费总量的27.45%,每平方米的采暖能耗就约为发达国家的3倍。

  在我国,总量庞大的高耗能建筑潜伏着巨大的能源危机。

  截至目前,我国城乡既有建筑面积达430多亿平方米,而能够达到节能建筑标准的仅占5%左右,即使是新建筑,也有90%以上属于高能耗。

  国家新能源工程技术研究中心研究员何梓年表示,建筑最大的耗能点就是热水、采暖和空调。

  2010年,我国建筑总能耗共计8.16亿吨标煤。据国家发展改革委能源研究所预测,到2020年,建筑能耗至少还要增加到10亿~13亿吨标煤,预计占全球能源消耗的8%

  除耗能以外,建筑用能对全国温室气体排放的贡献率也已经达到了25%

  42日,在第九届国际绿色建筑与建筑节能大会上,太阳能与建筑一体化被业界普遍看好。一体化的概念是指将既清洁又取之不尽的太阳能纳入环境的总体设计,把建筑、技术和美学融为一体,真正使太阳能设施成为建筑不可或缺的一部分。

  太阳能的利用转化率约为10%~12%,采用太阳能的建筑可节约采暖能源近70%何梓年表示,太阳能热利用将是建筑节能的最佳手段。

  重在节能效益

  太阳能在建筑领域的应用主要有光热利用、光电利用两种形式。具体包括太阳能热水制备技术、太阳能供暖/供冷技术、太阳能绿色照明技术等。

  目前,我国太阳能光热企业已有3000多家。2011年,全国太阳能集热器产量约5760万平方米;太阳能光热建筑应用面积达21.5亿平方米,比2010年增加近50%

  问题是,尽管企业投入的热情高涨,但在全国大中型城市的房地产项目,特别是新建高层建筑中,却难觅太阳能建筑一体化的成功案例,太阳能似乎只成为建筑的美丽点缀

  华中科技大学建筑与城市规划学院副教授徐燊通过调研发现,城市形态与可利用的太阳能资源状况有重要关联。对比西方国家,我国的城市形态多为中高密度建筑,这就存在因辐射遮挡而导致的太阳能收集不彻底的问题。

  如此看来,随着城市住宅容积率的不断增高,太阳能光热的大面积应用还将面临挑战。

  郑瑞澄对此表示,太阳能热利用系统在安装设计之初,首先就要进行日照分析,在保证日照充分的同时,提升屋顶太阳能集热器的安装数量。然而,开发商却并未重视这一环节,导致太阳能热利用率甚至仅为20%,造成资源的极大浪费。

  作为绿色能源和新建筑理念两大革命的交汇点,太阳能建筑热利用系统贯穿了工程建设的全过程,包括规划、设计、施工、验收、效益评估等各个环节,也涵盖了结构、设备、排水、暖通、电气等建筑学的所有专业。

  这并不仅仅只是如何把集热器安装在建筑上的简单问题。郑瑞澄直言,现在12层以下建筑必须强制安装太阳能系统,开发商大多只是为了应付才安装,不重视节能效果,各地的建筑设计部门也只是配合,影响了工作效率和系统质量。

  不仅如此,郑瑞澄表示,国内的太阳能产品还应该在热损系数指标上进行改善,提高系统的热性能,使得安装的太阳能集热器能够真正达到节能效益。

  太阳能热利用系统外在的安全、美观和内在的功能、节能效益应该同时兼顾,这才能达到真正意义上的建筑一体化。郑瑞澄说。

  标准亟待修订

  在郑瑞澄看来,今后太阳能热水系统在城市所有的新建建筑以及继有建筑中,应该全部安装,至少替代40%以上的常规能耗;太阳能供热采暖系统将应用于5%的城市建筑及20%的乡镇、农村建筑,替代常规能耗30%以上。

  然而,上述目标就现有的太阳能建筑相关标准来看,实现的难度依然较大。

  虽然建筑太阳能利用的多部国家标准、设计手册、标准图集已经发布实施,但是在建筑、结构、设备专业的设计人员中没有产生应有的影响和作用。郑瑞澄指出,特别是在热计量以及效益检测与评估方面,过去标准的关注度还远远不够。

  利好消息是,据中国建筑标准设计研究院顾问总建筑师张树君透露,为了淘汰落后的技术产品,提升整个太阳能行业的整体水平,建设部已经在对2005年颁布的《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》(以下简称《规范》)进行修订。

  张树君称,节能效益分析是评价太阳能热水系统的一个重要方面,也是系统方案选择的重要依据。为此,新修订的《规范》着重增加了节能效益分析的内容,其中包括预评估和长期监测两大部分。

  据张树君介绍,预评估是指在太阳能热水系统设计完成后,确定其集热面积、集热性能的参数,在设计的集热器倾角以及给定的气候条件下,分析系统在寿命期内的节能效益;长期监测是指在系统建成后,通过对系统运行的监测数据来分析其得到的实际节能效益。

  总之,这次修订的主要原则就是力图从工程实际需要出发,根据技术要求去调整产品的技术指标,保证太阳能热水系统在建筑上应用的工程质量。张树君说。

  现如今,在节能减排这一大旋律下,地方政府为推动太阳能与建筑的应用,也出台了一系列强制性安装措施。但在郑瑞澄看来,要想推动太阳能建筑的规模化发展,后期补贴也不失为一种激励举措。

太阳能热水器也像家电下乡节能产品惠民工程一样,直接将补贴惠及用户。对于建筑一体化太阳能热利用系统,审批通过也可以获得国家一定比例的投资补助。郑瑞澄觉得,通过后期补贴,不仅可以实现建筑节能,还能优化贷款融资环境,实现合同能源管理的良性循环。

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