國內(nèi)建筑節(jié)能的現(xiàn)狀及太陽能應用

【專家解說】：簡介： 本文論述了太陽能建筑的定義及其在我國住宅建設中的意義，探討了住宅建設中影響太陽能建筑發(fā)展的相關因素，指出大陽能建筑將成為節(jié)能省地型住宅建設的重要途徑。 ?隨著我國國民經(jīng)濟和人民生活水平的持續(xù)快速發(fā)展，能源問題與環(huán)境問題一樣，已經(jīng)成為影響中國經(jīng)濟和諧發(fā)展的關鍵因素。我國加入《京都議定書》條約，中央政府對于節(jié)能省地住宅的高度重視，以及中國第一部《可再生能源法》的提前出臺，等等信息表明我國住宅建設及其相關的能源問題已經(jīng)成為全局問題。太陽能建筑將在調(diào)整住宅能耗結構、保障建筑能源安全，降低溫室氣體排放、保護大氣環(huán)境，解決農(nóng)村和偏遠地區(qū)用能、提高國民生活質(zhì)量，以及推進和實施我國住宅產(chǎn)業(yè)化政策等諸多方面產(chǎn)生積極的影響。 1、太陽能建筑的定義 ??傳統(tǒng)意義上的太陽能建筑指經(jīng)設計能直接利用太陽能進行采暖或空調(diào)的建筑。比較成熟的是通過太陽能的光熱利用，在冬季對室內(nèi)空氣進行加熱的太陽能采暖建筑，一般分為主動式和被動式兩大類。 ??隨著太陽能利用科技水平的不斷提高，太陽能建筑已經(jīng)從太陽能采暖建筑發(fā)展到可以集成太陽能光電、太陽能熱水、太陽能吸收式制冷、太陽能通風降溫、可控自然采光等新技術的建筑，其技術含量更高，內(nèi)涵更豐富，適用范圍更廣。 ??生態(tài)建筑、綠色建筑、節(jié)能建筑、低能耗建筑、健康建筑以及我國的康居示范工程等等，都重視太陽能的利用。準確定義太陽能建筑很困難，但從國際和國內(nèi)的研究和實踐經(jīng)驗來看，太陽能建筑(Solar Buildings)至少應該包含以下幾個層面的內(nèi)涵： ??太陽能建筑的目標是盡可能的充分利用太陽能來滿足建筑能耗和健康環(huán)境的需求，降低常規(guī)能源在建筑能耗中的比例； ??太陽能建筑的實施是今壽命周期的，應體現(xiàn)在建筑物策劃、設計、建造、使用、維護以及改造等活動中； ??太陽能建筑的推廣應因地制宜，針對區(qū)域氣候特征、經(jīng)濟發(fā)達程度以及建筑使用特征等因素，采用適宜的建筑技術和太陽能技術； ??太陽能建筑的發(fā)展應基于綜合的、多角度的比較，包括生態(tài)設計、建筑節(jié)能、投資平衡、復合其它可再生能源、選擇配套的常規(guī)能源等； ??太陽能建筑的研究是不斷發(fā)展的，不僅包括應用理論和計算方法，還應向能效評價、工程實測等多方面深入。 ??顯然，以太陽能提供的能源在建筑使用能耗中所占比例來定義太陽能建筑是符合社會和技術發(fā)展現(xiàn)狀的。但目前的研究還不深入，正在開展的太陽能建筑量化指標與評價體系的研究工作顯然非常必要。 ??我國在太陽能建筑領域進行了長期的、積極的研究與實踐。各級政府、太陽能企業(yè)、科研院所、設計單位以及開發(fā)商等不同利益團體在不同層面、不同行業(yè)、不同范圍內(nèi)做了大量細致的工作。其中技術最成熟、應用范圍最廣泛、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最興旺的是家用太陽熱水器(系統(tǒng))、被動式采暖(太陽房)和被動通風技術，并已在提供能源和替代化石燃料中發(fā)揮了積極的作用，太陽能產(chǎn)品(系統(tǒng))的生產(chǎn)企業(yè)、工程與系統(tǒng)集成企業(yè)、研究開發(fā)單位為此做出了卓越的貢獻，同時也表明跨行業(yè)、跨領域的應用研究尤為迫切。 2、太陽能建筑的理念 ??高效利用太陽能提供住宅建筑的復合能量系統(tǒng)，以滿足住宅的使用功能需求以及安全、便利、舒適、健康的環(huán)境需求，是發(fā)展太陽能建筑的目標。因此，太陽能建筑不僅關注光熱、光伏等現(xiàn)代科技與住宅建筑的和諧應用，而且更加關注生態(tài)設計理念的傳播和傳統(tǒng)被動太陽能建筑理念的提升。 ??全方位的被動設計理念指不采用特殊的機械設備，而是利用輻射、對流和傳導使熱能自然流經(jīng)建筑物，并通過建筑物本身的性能控制熱能流向，從而得到采暖或制冷的效果。其顯著的特征是，建筑物本身作為系統(tǒng)的組成部件，不但反映了當?shù)氐臍夂蛱攸c，而且在適應自然環(huán)境的同時充分利用了自然環(huán)境的潛能，目的是全面解決建筑設計固有的問題。包括： ??最大限度地利用自然采光，降低人工照明的能耗，改善住宅室內(nèi)光環(huán)境，滿足生理和心理上的健康需求。 ??充分利用并控制住宅的日照環(huán)境，保證居室衛(wèi)生、改善居室小氣候、提高舒適度。例如，采用建筑遮陽設計，以減少炎熱夏季的陽光直射(對深圳地區(qū)的建筑節(jié)能模擬測試顯示，建筑遮陽可減少夏季空調(diào)能耗23—32％）；按照被動采暖設計，能夠充分利用寒冷冬季的太陽直射和輻射能量；創(chuàng)造宜人的建筑光影環(huán)境，以暗合和尊重人體的生物節(jié)奏；等等。應用最多的活動外遮陽設施不但可以達到上述目標，而且還能夠創(chuàng)造豐富的建筑肌理形象。 ??提高綠化率，減少硬質(zhì)地面。夏季住區(qū)環(huán)境溫度升高一度，建筑制冷能耗增加10％因此，合理的規(guī)劃不僅要保證住宅的合理朝向和間距，還要保證住區(qū)的綠化率和綠化均勻度，從而達到建筑遮陽、降低環(huán)境溫度的目的。另外，落葉喬木的冬夏變化，住區(qū)水環(huán)境的合理設計，同樣改變著建筑的外部熱環(huán)境。因此，回歸自然的山水園林景觀容易受市場追捧。 ??加強建筑的保溫隔熱，這是現(xiàn)代住宅建筑充分利用太陽能的前提條件，同時也有利于創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)熱環(huán)境。 ??優(yōu)化建筑布局，提高住區(qū)的風環(huán)境質(zhì)量，達到夏季通風良好。而在冬季，住區(qū)局部最大風速不超過5m／s，建筑物前后壓差不大于5Pa，減少冷風滲透。 ??充分利用自然通風排除室內(nèi)污濁空氣，改善室內(nèi)環(huán)境，保證人與自然交往的心理需求。由于住宅建筑進深較淺，一般多利用風壓獲得自然通風。 ??全方位的被動設計方法還包括，住宅屋頂形狀和材料選擇、屋頂和地下室的換氣構造、墻體材料和性能的控制、屋頂冷卻等等。 ??利用太陽能光熱、光伏技術除了提供穩(wěn)定的生活熱水供應、制冷與采暖以及電力供應外，還應為住宅提供“值班環(huán)境”用能。如采用全自動運行的太陽能通風采暖技術，可以保證無人居住時的室內(nèi)基本環(huán)境質(zhì)量。當然包括風力發(fā)電、地源熱泵等可再生能源的應用從更大范疇而言，也可以歸納到太陽能的應用。例如，地表淺層收集了47％的太陽能量，從而成為巨大的太陽能集熱器。 3、太陽能建筑在節(jié)能省地型住宅建設中的重要作用 ??3．1是調(diào)整住宅建筑能耗結構、保障能源安全的現(xiàn)實需求 ??2000年的統(tǒng)計結果表明，盡管我國民用建筑的整體舒適度低于世界各發(fā)達國家，但我國的建筑能耗已經(jīng)占到當年全社會終端能源消耗的27．8％，接近發(fā)達國家(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。因此，在我國《可再生能源法》的編制報告中指出，到2010年可再生能源利用量不低于全國能源消費總量5％，2020年可再生能源利用量不低于全國能源消費總量10%。 ??我國具有豐富的太陽能資源，年日照時數(shù)在2200小時以上地區(qū)約占國土面積的2／3以上。對太陽能應用的預測結果為，在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動發(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到4．7%和10% ??顯然，太陽能建筑將在調(diào)整建筑能耗結構、保障能源安全的現(xiàn)實需求和心理需求等方面發(fā)揮積極作用。 ??3．2將大大降低溫室氣體排放和大氣環(huán)境保護方面的壓力 ??有關資料顯示，世界各國建筑能耗中排放的C02約占全球排放總量的l／3。 其中，住宅約占2／3。 ??事實上，我國目前約90％的二氧化硫和氮氧化物排放來自化石能源的生產(chǎn)和消費。大氣污染物造成的酸雨、呼吸道疾病等已經(jīng)嚴重威脅經(jīng)濟發(fā)展和人體健康。對我國未來C02減排的潛力估計是，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。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心 http://www.studa.net