太陽能建筑的節(jié)能技術(shù)途徑和發(fā)展策略

    1建筑能耗

    根據(jù)我國的統(tǒng)計(jì)要求，建筑能耗一般指建筑使用能耗，即建筑物在使用過程中所消耗的能源，包括照明、電器，采暖、制冷、設(shè)施、熱水、炊事等。2000年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，盡管我國民用建筑的整體舒適度低于世界各發(fā)達(dá)國家，但我國的建筑能耗已經(jīng)占到當(dāng)年全社會(huì)終端能源消耗的27.8%，接近發(fā)達(dá)國家（1/3左右）的水平，采暖和空調(diào)為主的建筑能耗已占10%以上。最新報(bào)道顯示，我國終端能源消耗總量已經(jīng)位于世界第二。

    2能源現(xiàn)狀

    根據(jù)美國、日本和Shell、BP等公司預(yù)測，世界化石燃料生產(chǎn)和消耗峰值在2020～2030年之間。我國人口眾多，人均能源資源占有量低于世界人均值，而且能源經(jīng)濟(jì)可開發(fā)剩余采儲(chǔ)量的資源保證程度僅為129.7年。

    3.CO2減排壓力

    有關(guān)資料顯示，世界各國建筑能耗中排放的CO2約占全球排放總量的1/3。其中，住宅約占2/3，公共建筑占1/3。

    對未來CO2排放的預(yù)計(jì)是，如果不采取措施，50年后，大氣中的CO2含量是現(xiàn)在的3.5倍，如果積極采取各種清潔能源替代技術(shù)，在25年內(nèi)就可以看到明顯效果，在50年內(nèi)可把CO2的含量降低到目前的水平。

    對可再生能源減排潛力的系統(tǒng)研究表明，太陽能光熱光伏應(yīng)用和太陽能建筑對于CO2減排的貢獻(xiàn)，從2010到2030年時(shí)，可達(dá)到1-5~15-30TtC/yr。

    我國具有豐富的太陽能資源，年日照時(shí)數(shù)在2200小時(shí)以上地區(qū)約占國土面積的2/3以上。對太陽能應(yīng)用的預(yù)測結(jié)果為，在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動(dòng)發(fā)展兩種模式下，2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別達(dá)到4.7%和10%。其對我國未來CO2減排的潛力估計(jì)是，到2010年以后，太陽能利用對減排開始有較明顯作用，2020年以后開始有較顯著作用。

    4太陽能建筑

    定義：綜合考慮社會(huì)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、建造、設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)以及改造等活動(dòng)中，充分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（系統(tǒng)），其次是被動(dòng)式采暖太陽房。

    我國在太陽能建筑領(lǐng)域進(jìn)行了長期的、積極的研究與實(shí)踐。包括太陽能光熱、光伏設(shè)備設(shè)施廠家在內(nèi)，各地政府、研究機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)院以及開發(fā)企業(yè)等在不同層面、不同區(qū)域、不同建筑上做了大量細(xì)致的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、建設(shè)工作。正是在這些工作基礎(chǔ)上，中國太陽能學(xué)會(huì)決定增設(shè)太陽能建筑專業(yè)委員會(huì)。其作用是以滿足建筑對清潔能源的需求為宗旨，在可持續(xù)發(fā)展框架下，為太陽能在建筑中的應(yīng)用，構(gòu)架學(xué)術(shù)和技術(shù)交流平臺(tái)，促進(jìn)兩個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

    5太陽能建筑的技術(shù)途徑

    太陽能建筑的應(yīng)用領(lǐng)域包括建筑物的使用功能以及業(yè)主對于安全、便利、舒適、健康的環(huán)境需求。

    太陽能建筑的技術(shù)途徑包括了被動(dòng)應(yīng)用、主動(dòng)應(yīng)用和綜合應(yīng)用等多種途徑。如從保溫隔熱材料的開發(fā)、自然采光通風(fēng)功能的實(shí)現(xiàn)、太陽能光熱光伏技術(shù)的應(yīng)用到遮陽、光影和舒適環(huán)境的創(chuàng)造，全方位地綜合應(yīng)用太陽能資源。就目前發(fā)展最快的太陽能光熱利用而言，也將包括低溫利用、中溫利用和高溫利用等多層次能源效率利用形式；而太陽能光伏利用也將在太陽能建筑一體化上表現(xiàn)出更為廣闊的發(fā)展前景。

    6制約太陽能建筑發(fā)展的因素

    盡管國家和行業(yè)主管部門已經(jīng)出臺(tái)了一系列法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，如節(jié)約能源法、民用建筑節(jié)能管理規(guī)定、不同地區(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，除成本、技術(shù)、市場等制約因素外，管理體制過于分散、激勵(lì)政策體系不健全、全民教育與理念傳播不夠等都是制約太陽能建筑發(fā)展的相關(guān)因素。

    當(dāng)前，太陽能建筑的理念推廣比具體某項(xiàng)技術(shù)或產(chǎn)品的推廣更加迫切。

    7太陽能建筑發(fā)展策略

    7.1太陽能建筑的發(fā)展思路

    在各級(jí)政府的政策導(dǎo)向和激勵(lì)機(jī)制的基礎(chǔ)上，提高職業(yè)培訓(xùn)和公眾教育程度，加強(qiáng)產(chǎn)品（系統(tǒng)）檢測認(rèn)證和建筑準(zhǔn)入制度，完善規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)規(guī)程，發(fā)揮從企業(yè)到業(yè)主等各個(gè)層面的積極性，共同推進(jìn)太陽能建筑的有序健康發(fā)展。

    7.2太陽能建筑的發(fā)展策略

    1）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；

    2）保溫隔熱的圍護(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；

    3）傳統(tǒng)建筑構(gòu)造與現(xiàn)代技術(shù)和理念的融合；

    4）建筑的初投資與生命周期內(nèi)投資的平衡；

    5）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；

    6）考慮區(qū)域氣候特征和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的差異；

    7）關(guān)注不同的建筑特征和人們的生活習(xí)慣。

    7.3太陽能建筑的發(fā)展目標(biāo)

    充分地綜合利用太陽能，滿足建筑物對于使用功能和環(huán)境功能盡量多的能源供應(yīng)需求，以降低建筑能耗在社會(huì)總能耗中的比例。因此，進(jìn)一步考慮將太陽能利用與地?zé)崮?、風(fēng)能、生物質(zhì)能以及自然界中的低溫?zé)崮艿葟?fù)合能源的利用結(jié)合起來，并進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化配置，以滿足建筑的能源供應(yīng)和健康環(huán)境的需求，是太陽能建筑發(fā)展的最高目標(biāo)。零排放建筑代表了太陽能綜合應(yīng)用的最高理想。近期研究開發(fā)的重點(diǎn)是太陽能熱利用產(chǎn)品和系統(tǒng)與建筑一體化。

    7.4綜合確定太陽能建筑發(fā)展策略

    1）氣候特征和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度：西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，往往又是太陽能資源豐富的區(qū)域。依然應(yīng)以被動(dòng)利用太陽能建筑為主，加強(qiáng)集熱、蓄熱、導(dǎo)熱等材料和技術(shù)的研發(fā)與推廣；而對于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，夏季炎熱、冬季陰冷，又具有冬季采暖、夏季空調(diào)的生活需求和經(jīng)濟(jì)能力。

    因此，應(yīng)積極擴(kuò)大綜合利用太陽能建筑新技術(shù)的投資優(yōu)勢，并成為實(shí)施太陽能或水源熱泵等采暖空調(diào)技術(shù)示范建筑的首選地區(qū)。

    2）生活習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)水平：隨著我國社會(huì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，穩(wěn)定的熱水供應(yīng)逐步成為居民的基本生活需求之一。這是太陽能熱水設(shè)備及系統(tǒng)與建筑一體化成為太陽能建筑領(lǐng)域發(fā)展最快的主要原因。

    3）建筑特征與政策導(dǎo)向：對于不同的建筑類型和社會(huì)功能，在太陽能利用等領(lǐng)域應(yīng)給予不同的示范導(dǎo)向和稅收等激勵(lì)政策。如，對于公益性建筑采取強(qiáng)制推行太陽能利用的政策；而對于商業(yè)性建筑則給予稅收等激勵(lì)政策；對于量大面廣的居住建筑則實(shí)行稅收激勵(lì)政策、能源投資機(jī)之及業(yè)主有償使用相結(jié)合的策略。當(dāng)然這些策略對于既有建筑的改造同樣適用。近期可在選擇特殊用途建筑、大型公益性建筑及政府辦公建筑等進(jìn)行示范推廣和政策引導(dǎo)。

    4）太陽能建筑技術(shù)和體系：編制設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)圖集，建立產(chǎn)品（系統(tǒng)）檢測中心和認(rèn)證機(jī)構(gòu)，完善施工驗(yàn)收及維護(hù)技術(shù)規(guī)程等，是太陽能利用（如熱水供應(yīng)）列入建筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，并作為一個(gè)“專業(yè)”納入建筑體系的前提。

    5）理念推廣：節(jié)能生態(tài)的教育、生活方式的改變和理念的傳播在太陽能建筑發(fā)展中的重要性凸現(xiàn)。教育人們了解常規(guī)能源的一般知識(shí)、太陽能的優(yōu)越性以及健康的生活方式，是一項(xiàng)全社會(huì)的重要任務(wù)，各級(jí)政府應(yīng)給予足夠的重視，并予以專項(xiàng)資金支持。

    6）太陽能建筑應(yīng)用技術(shù)的研究與推廣：針對我國的社會(huì)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)能力、區(qū)域氣候、生活需求等因素，以太陽能建筑領(lǐng)域中的熱水供應(yīng)為切入點(diǎn)，擴(kuò)大太陽能熱水供應(yīng)的既有理念優(yōu)勢，倡導(dǎo)“理念先行、示范突破、政策跟進(jìn)”的原則，推行“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、檢測認(rèn)證、建筑準(zhǔn)入”的機(jī)制，分階段逐步推進(jìn)太陽能建筑在中國的發(fā)展，最終達(dá)到太陽能建筑的普及和推廣。