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2011年一级建造师《建筑工程管理与实务》太阳能建筑应用发展(二)

2009-7-10  作者:  来自于:网络转载

  在政策法规方面,随着《可再生能源法》于2006年1月1日开始正式实施,各地、各部门已陆续制定了相应的实施细则,其中针对太阳能热水利用的规定比过去有了很大的进展,部分地区城市已经以地方性法规的形式提出了低于某一高度的新建建筑必须安装太阳能热水系统的规定,如大连市、深圳市等,从而为建筑一体化太阳能热水的进一步发展提供了有力保证。

  但是,太阳能热水系统的建筑一体化在各地的发展还不平衡,存在着一些认识上的误区,大部分建筑设计院和房地产开发商对建筑一体化太阳能热水系统的关注较少,一些太阳热水器生产企业对建筑一体化的认识也还停留在概念上,没有投入实质性的努力。这一现状的产生有多方面原因。原因之一是我国当前的太阳热水器市场虽然竞争激烈,但销售依然旺盛;建筑一体化对太阳能集热器的功能质量提出了更高的要求,进行产品改型或开发新产品要投入资金,投入技术,有一定的难度,在目前市场条件下就会缺乏动力。原因之二是作为建筑设计主体的各专业建筑设计院,过去基本上没有介入太阳能热水系统的设计,对太阳能集热系统不熟悉,又缺乏必要的基础设计参数。这就使设计人员感到心中无数,导致对没有依据的设计缺乏积极性。

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  原因之三是建筑一体化太阳能热水系统的初投资需由房地产开发商负担,开发成本的增加如果不能同时带动房屋销售,就会影响开发商投入的积极性。

  2、太阳能供暖、空调 按照国际上的惯用术语,太阳能供暖方式可分为主动式和被动式两大类。主动式是以太阳能集热器、管道、风机或泵、末端散热设备及储热装置等组成的强制循环太阳能供暖系统,被动式则是通过建筑朝向和周围环境的合理布置,空间和外部形体的巧妙处理,以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,使房屋在冬季能集取、保持、储存、分布太阳热能,从而解决建筑物的采暖问题。运用被动式太阳能采暖原理建造的房屋称之为被动式采暖太阳房。主动式太阳能采暖系统主要由暖通工程师完成,被动式采暖太阳房则主要由建筑师来完成。

  由于主动式太阳能采暖系统复杂,设备多,所以初投资和经常维持费用都比被动式太阳能采暖高。我国是发展中,经济发展相对落后,从国情出发,过去采取的政策是优先发展被动式太阳能采暖。我国的第一栋被动式采暖太阳房1977年在甘肃省民勤县建成,经过广大科技工作者20多年的努力,通过“六五”、“七五”、“八五”科技攻关项目,在引进、消化、吸收世界太阳能建筑技术的基础上,我国已形成了具有中国特色的包括理论、设计、施工、试验及评价方法在内的一整套被动式太阳能采暖技术,建成了几百万建筑面积的被动式采暖太阳房。受经济水平的制约,主动式太阳能供暖系统在我国的发展一直比较缓慢,直到近几年才开始有少量实验、示范工程建成,如拉萨火车站、清华阳光能源公司办公楼太阳能地板辐射供暖工程等。这种太阳能供暖系统的推广并不在于集热、供暖技术本身,而在于投资费用高和春、夏、秋季热水过剩,需通过季节蓄能技术和全年的综合利用来解决。

  由于空调的应用需求和太阳能的供给量保持很好的一致性,即天气越热,越需要使用空调时,相应的太阳辐照量也较大,所以太阳能空调是我国最早进行太阳能应用的研究领域。上世纪70年代末太阳能在建筑中的应用研究在我国刚刚起步时,国内就有多家单位开始从事太阳能制冷空调系统的研究开发,其中华中理工大学、上海交大、中国建筑科学研究院空调所等单位研制成功的太阳能氨水吸收式或溴化锂吸收式制冷实验装置先后投入试运行,为后来的太阳能空调系统真正进入工程实践提供了有益的参考。

  “九五”科技攻关项目建成了两个太阳能空调示范工程:中国科学院广州能源研究所为广东江门市中国建设银行大楼设计的“太阳能空调热水系统”,和北京市太阳能研究所在山东乳山市建成的太阳能吸收式空调及供热综合示范系统;近年来又建成了北京市太阳能研究所办公楼、天津海泰软件园等太阳能空调示范工程。远大空调有限公司开发的可提供140℃高温热水的聚焦型太阳能集热器,是适用于太阳能空调系统的关键产品,已在国内外建成了多个试点工程。此外,太阳能和地热能综合利用的热泵空调技术也一直是科研、开发的热点。太阳能空调技术的工程应用,其主要问题是投资较高,所需要的太阳能集热器面积较大,该项技术的推广取决于中、高温太阳能集热器的开发和降低成本。

  3、光伏技术太阳能建筑 太阳能光电池与建筑围护结构或建筑材料结合,光伏电池组件安装在屋面、墙面上或以光伏玻璃的形式作为建筑围护结构一部分,利用光伏并网发电技术提供房屋用电能耗的太阳能建筑,近年来成为世界太阳能利用的热点,发达中建成并投入使用的该类太阳能建筑已有相当数量,在我国则处于起步阶段。虽然经过几十年的努力,以及近几年加大扶贫力度为解决边远地区农村供电而实施的光伏发电光明工程,我国的太阳能光伏技术已经有了较高的发展水平和产业化规模,但因为经济实力的制约,在与建筑的结合和工程应用方面与发达还有不小差距。

  目前我国太阳能光伏电池组件的年生产能力为150MW/年,年产量100MW/年,至2004年底,全国已累计安装太阳能光伏电池6万KW,其中最大的光伏并网发电示范工程是深圳国际园林花卉博览园的1MW工程。由于这种建筑的初投资十分昂贵,它在中国的推广将会经过较长的阶段。

  三、中国太阳能建筑应用技术的发展方向和对策

  要提高我国太阳能建筑应用水平,需要太阳能产业界和建筑业界的协作和共同努力,发挥各自优势,二者缺一不可。太阳能产业界要致力于改善所制造产品的质量,使之符合与建筑结合的要求,并努力提高自身的技术创新能力;建筑业界则应改进建筑设计,使设计适合于太阳能设备或部件的应用,并努力提高施工水平,保证太阳能设备和部件的安装质量。

  “十一五”期间太阳能建筑应用技术的开发主要针对五个发展研究方向:太阳能光热、光电利用与建筑结合应用技术;规模化利用大、中型太阳能供热、采暖优化设计技术;太阳能供热水、采暖、空调全年综合应用三联供技术;太阳能与其它能源在建筑中综合利用的集成技术;被动太阳能建筑设计技术。应通过产、学、研结合进行科技攻关,来解决这些制约产业发展的关键技术,并结合已经颁布实施的《可再生能源法》,出台相应的引导政策和激励措施。为推进太阳能建筑应用的技术进步,统一太阳能产业界和建筑业界的认识,确定企业产品技术创新和太阳能建筑应用系统设计的正确方向,十分必要。

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