太阳能建筑应用于管理实践的发展方向及对策(1)

1.太阳能是目前我国太阳能建筑应用领域中取之不尽、用之不竭的清洁能源，是21世纪后人类可期待的最有前途的能源之一。太阳能在建筑中的应用是现阶段太阳能应用具有发展潜力的一个实用领域。现代建筑应具备供暖、空调、热水供应、供电(包括照明和电器)等一系列功能，以满足居住者的舒适要求和使用需求。太阳能建筑应用领域的科学研究、技术、产品开发和工程应用的总体目标是利用太阳能代替常规能源提供建筑的上述功能要求。随着世界太阳能技术的不断完善和进步，严格来说，太阳能建筑应该能够利用太阳能满足居住者舒适度和使用功能所需的大部分能量供应，即实现太阳能在建筑中的综合利用。我国目前只能在建筑中部分利用太阳能，在合理性和实用性方面还有很多问题需要解决，与世界先进水平相比还有很大差距，特别是在实际工程应用方面。目前，在我国太阳能建筑应用领域，技术最成熟、应用最广泛、产业化发展最快的是家用太阳能热水器，其次是被动式加热太阳房；太阳能热水系统、太阳能供暖、空调、太阳能光伏并网技术与建筑结合的示范工程已经建成，但规模化应用水平很低。总的来说，实现太阳能集热系统与建筑的结合，太阳能热水、采暖、空调在建筑中的综合利用，太阳能光热、光电技术的综合利用，是目前我国太阳能建筑的主要应用领域和技术发展方向。

2.太阳能建筑应用领域的发展目标是赶超国际先进水平，建设各类太阳能综合利用示范建筑，在树立典型的基础上进行推广普及，促进国民经济的可持续发展，这是今后我国太阳能建筑应用领域的总体发展目标。因此，应根据技术进步、经济水平等综合影响因素，分步实施:首先完成技术最成熟、工程应用最广泛的太阳能热水器(系统)的建筑集成，然后是太阳能光热利用——采暖空调，以及供电、采暖、空调的光热、光电综合利用技术开发和工程应用；首先开发建筑一体化单项技术和相关产品，然后建设示范工程，最后实现太阳能综合利用建筑的推广普及。

二、中国太阳能建筑应用的历史和现状。

1、太阳能热水器(系统)我国太阳能热水器的开发利用始于1958。第一台太阳能热水器由北京建筑设计院研发，用于北京天堂河农场的公共浴室，但发展缓慢，直到上世纪70年代末席卷全球的能源危机，使得以太阳能为代表的可再生能源成为煤炭、石油等化石能源的替代品。多年来，得益于中国政府对新能源利用给予的政策支持和科技工作者的勤奋努力，太阳能热水产业作为一个新兴产业，坚持科研成果向生产力转化，坚持产学研相结合，发展迅速。本次调研活动评选出的“中国科技(太阳能)自主创新10强企业”之一的北京清华阳光能源发展有限公司，就是这方面的典型代表。公司获得“国家科技进步二等奖”，发明了具有自主知识产权的专利AL-N-AL太阳能选择性镀膜工艺，开创和发展了我国真空管太阳能集热器行业。因此，在2005年世界太阳能大会上，

中国太阳能热水器行业自20世纪90年代末以来发展迅速，产量从1998年的350万m2/年增长到2005年的15万m2/年，热水器总装机容量从1998年增长到2005年的7500万m2/年。太阳能热水的成本等于或低于用电或煤气/天然气加热的热水。这些都为中国太阳能热水器/系统的进一步发展奠定了基础。

然而，长期以来，太阳能热水器都是在房屋建成后才由用户购买安装的。随着太阳能热水器在城市的日益普及，这种使用方式带来的一系列问题和矛盾也逐渐显现出来，特别是对建筑物外观和房屋相关使用功能的影响和破坏，直接导致一些城市、小区和单位出台了禁止安装太阳能热水器的管理规定，严重制约了太阳能热水器的进一步发展。因此，太阳能热水器/系统必须与建筑一体化，这已在太阳能利用学术界、工业界和建筑行业形成了意识，并得到了各级政府机构的大力支持，如国家发展和改革委员会、建设部和省市建设部门，并在“十五”期间取得了实质性进展。

“十五”期间，国家科技攻关项目和相关国际合作项目取得了一批重大成果。在原有产品技术进步的基础上，通过对系统、水箱、支撑和控制部件的重新设计，以及对产品安全性、可靠性、稳定性和耐久性的质量控制，提高了现有太阳能集热器对建筑一体化的适应性。成功开发建筑构件太阳能集热器，如鑫源热板；各地建成了样板工程，为建筑一体化的实施树立了典范，积累了经验，如云南丽江滇西明珠大酒店、昆明红塔金典苑小区、云南蒙自县红竹园小区、南宁翡翠花园小区、杭州长岛绿园小区等。本次调研活动评选出的“中国建筑科技自主创新(太阳能)10强企业”:山东黄明太阳能股份有限公司和昆明鑫源阳光科技有限公司是这些示范项目的产品供应商和项目设计施工合作伙伴。

国家“十五”科技攻关项目“太阳能采暖制冷成套技术集成与示范”也完成了建筑一体化太阳能热水系统设计软件的开发和标准图集的编制。设计软件的功能定位是服务于工程设计，包括:气象数据库、太阳能集热器/热水器性能参数数据库、结合建筑的施工做法图形数据库和四个优化设计计算功能块。具有负荷计算、系统设计、设备选型、经济效益分析等功能，将有效解决目前系统设计缺乏基本参数和依据的问题。

“十五”期间，由联合国开发计划署(UNDP)资助，国家质检总局和国家认监委授权，在中国建立了两个太阳能热水器国家质量监督检验中心，分别设在中国建筑科学研究院(北京)和湖北省产品质量监督检验研究院(武汉)。两个中心自成立以来，完成了三年的国家产品质量监督抽查，以及产品认证、产品质量仲裁等重大检验任务，为提高太阳能集热器/热水器产品质量，推动行业技术进步发挥了重要作用；通过集中检验获得的产品性能参数也可以作为系统设计的重要依据。由联合国基金会(UNF)资助、建设部标准定额司批准的《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》在同一个UNF项目的支持下，于2006年6月5438+10月正式实施，《民用建筑太阳能热水系统技术手册》也已出版。此外，还编制和发行了一些标准设计图集。这些标准、规范、手册和图集的完成和应用，将大大提高我国建筑一体化太阳能热水系统的设计和施工水平，使建筑一体化太阳能热水系统的全过程有章可循。

在政策法规方面，随着2006年6月5438+10月1《可再生能源法》的正式实施，各地各部门相继制定了相应的实施细则，其中关于太阳能热水利用的规定较以往有了很大进步，部分地区的部分城市以地方性法规的形式提出了一定高度以下的新建建筑必须安装太阳能热水系统的规定，如大连、深圳等，以此来规范太阳能热水利用的使用

但是，各地太阳能热水系统建筑一体化发展不平衡，存在一些误区。大多数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重视不够，一些太阳能热水器厂商还停留在概念上，没有投入实质性的努力。造成这种情况的原因有很多。原因之一是目前中国太阳能热水器市场竞争激烈，但销售依然强劲；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。产品改造或新产品开发很难投入资金和技术，在目前的市场条件下会缺乏动力。第二个原因是专业建筑设计院作为建筑设计的主体，过去基本不介入太阳能热水系统的设计，对太阳能集热系统不熟悉，缺乏必要的基本设计参数。这让设计师感到数不清，导致对没有根据的设计缺乏热情。

第三个原因是，建筑一体化太阳能热水系统的初期投资需要由房地产开发商承担。如果开发成本的增加不能同时带动房屋销售，就会影响开发商的积极性。

2、太阳能采暖、空调按照国际上的术语，太阳能采暖方式可分为主动式和被动式两大类。主动式是由太阳能集热器、管道、风机或泵、末端散热设备和蓄热装置组成的强制循环太阳能供暖系统，被动式是通过建筑朝向和周围环境的合理安排、内部空间和外部造型的巧妙处理、建筑材料和结构的恰当选择，在冬季收集、维持、储存和分配太阳能热能，从而解决建筑的供暖问题。利用被动式太阳能采暖原理建造的房屋称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，被动式采暖太阳房主要由建筑师完成。

由于主动式太阳能供热系统复杂，设备多，初投资和定期维护费用比被动式太阳能供热高。中国是一个发展中国家，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。1977中国第一座被动式采暖太阳房在甘肃省民勤县建成。经过20多年的努力，中国通过“六五”、“七五”、“八五”国家科技攻关项目，在引进、消化、吸收世界太阳能建筑技术的基础上，形成了具有中国特色的理论、设计、施工、测试和评价方法。受经济水平的制约，我国主动式太阳能供暖系统的发展一直比较缓慢，仅在近几年才完成了少数实验和示范工程，如拉萨火车站太阳能地板辐射供暖工程、清华阳光能源公司办公楼等。这种太阳能供暖系统的普及不在于集热供暖技术本身，而在于投资成本高，春夏秋三季热水过剩，要通过季节性储能技术和全年综合利用来解决。

由于空调的应用需求与太阳能的供给保持着良好的一致性，即天气越热，越需要使用空调，相应的太阳辐射也越大，所以太阳能空调是我国最早的太阳能应用研究领域。20世纪70年代末，我国对太阳能在建筑中应用的研究刚刚起步，国内许多单位开始从事太阳能制冷空调系统的研发。其中，华中科技大学、上海交通大学、中国建筑科学研究院空调所成功研发的太阳能氨吸收或溴化锂吸收式制冷实验装置已投入试运行，为后期太阳能空调系统真正进入工程实践提供了有益的借鉴。

九五期间完成了两个太阳能空调示范工程:中科院广州能源研究所为广东省江门市建行大厦设计的太阳能空调热水系统，北京太阳能研究所在山东省乳山市建设的太阳能吸收式空调采暖综合示范系统；近年来，北京太阳能研究所办公楼、天津海泰软件园等太阳能空调示范项目相继建成。远大空调有限公司开发的可提供140℃高温热水的聚焦太阳能集热器是适用于太阳能空调系统的关键产品，国内外已建成多个试点项目。此外，综合利用太阳能和地热能的热泵空调技术一直是科研开发的热点。太阳能空调技术在工程应用中的主要问题是投资高、太阳能集热器面积大。这项技术的普及有赖于中高温太阳能集热器的发展和成本的降低。

3.光伏技术太阳能建筑中的太阳能电池与建筑围护结构或建筑材料相结合。光伏模块以光伏玻璃的形式安装在屋顶和墙壁上，或者作为建筑围护结构的一部分。利用光伏并网发电技术为住宅提供能源消耗的太阳能建筑，近年来已成为世界太阳能利用的热点。这种太阳能建筑在发达国家已经有相当数量的建成并投入使用，但在中国处于起步阶段。虽然经过几十年的努力，加上近年来国家为解决偏远地区农村供电问题而实施的光明光伏发电项目，中国的太阳能光伏技术已经达到了较高的发展水平和产业规模，但由于国家经济实力的制约，在与建筑的融合和工程应用方面，中国与发达国家仍有较大差距。

目前我国太阳能光伏组件年生产能力为150MW/年，年产量为100MW/年。截至2004年底，全国已安装太阳能光伏电池6万千瓦，其中光伏并网发电示范项目为深圳国际园林花卉博览园1MW项目。因为这种建筑的初期投资非常昂贵，所以在中国推广还需要很长时间。