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太阳能系统与建筑一体化

发布时间：2011/9/12 6:40:01 返回上一页>>

能源是国民经济重要的基础产业，是人类生产和生活必须的基本物质保障，当前世界化石能源资源的有限性和开发利用过程引起了环境问题，可再生能源的开发利用受到各国的高度重视，各国以再开发能源作为重要解决方案。通过开发新能源等措施解决这些问题。我国环境污染严重，能源的缺乏问题严重。预计到2020年，中国由于气侯变暖我国建筑能耗占国民经济总能耗接近30%，并呈急剧上升的趋势。在建筑的建造和使用中，能源资源消耗高、利用效率低，单位建能耗比同等气侯条件下比发达国家高出2到3倍，环境制约矛盾日益突出，所以我国面临资源和能源的压力。1993年我国开始成为能源净进口国，2010年预计缺能8%，石油进口依存度将上升到23%，天然气将上升到20%，2050年能源短缺率为24%。
    2006年1月1日中华人民共和国实施《可再生能源法》，将为我国可再生能源发展提供法律保证，推进可再生能源的快速发展，实现能源供应多元化。在《可再生能源法》里规定，可再生生能源指地能、海能等等。世界各国对于可再生能源提供了充分的认识，以减少煤和天然气可再生的依赖。欧洲制定可再生能源电力促进导则，可再生能源利用将占总能耗的12%，欧盟已经制定了能源调整计划，到2010年，风能、太阳能从6%调整到12%。美国早在2001年，未来10年，美国将把可再生能源发电比例提高到原来的一倍。
    太阳能热水器，日本15%的家庭安装了热水器，以色列政府法规规定，凡27米以下的房屋必须安装太阳能热水器，否则不于批准建设。在以色列80%住宅均有太阳能热水器，为保证产品质量。太阳能可以应用在各个纬度的国家，也有很多成功的范例。我国有丰富的太阳资源，从这个图上我们可以看出来(图：中华人民共和国太阳能资源分布图)，资源丰富区主要是西藏、新疆，横线的部分是资源一般区，占到我国能源的很大部分，在重庆、贵州这里是资源缺乏区，从这可以看出我国大部分地区在北纬以南，年日照时数在220以上。这是太阳能资源分布的情况。现在我们国家太阳能热水器的技术已经很成熟，已经基本实现了商品化供应，我们国家有3000多家太阳能热水器生产厂，年产值在1亿的有十家以上的企业，2004年总产量上升到1350万平米，在2005年上半年总产量超过800万，总产值达70亿元，目前我国已经成为太阳能热水器生产使用的大国。太阳能产品自成体系，在后建的基础上装修，太阳能规则体系比较随意，在建筑上安装比较混乱，防风、避雷安排不太规范，所以有些地方限制使用太阳能热水器。
    从这些图片上我们可以看到，如果没有建筑师的积极参与，不能从建筑师的方案开始，为太阳能热水器提供安装的位置和条件，太阳能热水器就不能得到很好有效的利用，太阳能热水器和建筑结合会加速太阳能热水器技术进步，这是推动行业发展的必然选择。太阳能企业要发展，它的必然选择一定要和建筑结合在一起，和建筑结合必须改变企业现在的技术。刚才我们看到都是水箱和集热器作为整体在建筑上安装，所以技术要进步，要集热器和水箱要分离，从非承压到承压发展，而且和结构结合要非常配套方便，过去太阳能企业只考虑如何提高产品的效率，很少考虑和建筑结合。
    为了配合可再生能源法，建筑部组织由中国建设设计研究院主编的《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》，这是国家标准，在去年12月5日由建筑部和国家质监总局联合发布实施。发布这个标准国是建设部住宅产业化促进中心，全国知名的太阳能企业参加了编制，在这个编制当中主要内容有七章，对太阳能系统的安装设计以及建筑的规划和建筑设计都提出了具体的要求。这个标准适用于城市内使用太阳能热水器的建筑，新建、扩建和改建的民用建筑。在这个规范里面核心的问题就是太阳能热水器必须纳入建筑的设计当中，统一规划、同步设计、同步施工，与建筑工程同时投入使用。改造既有建筑、安装太阳能热水器系统和在既有建筑上增设太阳能热水系统应有相应资质的建筑设计单位进行，必须经建筑结构安全复核，并满足建筑结构及其他相应的安全性要求。
    太阳能热水系统的热性能应满足相关太阳能产品国家标准和设计的要求，系统中集热器、贮水箱、支架等主要部件的正常使用寿命不应少于10年，太阳能热水系统宜配置辅助能源加热设备。2004年的时候，国家质监总局对山东、湖北等17省市的太阳能进行抽查，2005年又对上述省市的产品进行抽查，合格率为90%，这里面存在一些问题：效率、成压的问题，有一些不符合标准的要求。但是作为山东省的皇明能集团和力诺瑞特企业的太阳能列入知名企业。
    太阳能热水系统应纳入建筑的设计当中，由建筑的排水进行设计。在设计当中，实际由建筑设计单位和产品的供应商共同配合完成的。在这里面建筑设计单位的建筑师作为设计的主体，根据建筑的类型：是公共建筑还是商用建筑，再根据要求安装太阳能。电气工程师满足系统用电负荷和运行安全要求，进行防雷设计。结构工程师在建筑结构设计时，考虑太阳能集热器、贮水箱荷载以保证结构安全。太阳能热水系统产品供应商向建筑设计单位提供太阳能集热器的规格、尺寸等，保证产品的使用性能。

REDI太阳能热水系统与建筑结合应包括以下四方面：第一，在外观上，实现太阳能热水系统与建筑完美结合，合理布置太阳能集热器、无论在屋顶、阳台或在墙面都要实现两者之间的统一协调；第二、在结构上要保证它的安全，确保建筑承重、防水不受影响；第三，在管路布置上，要合理布置太阳能循环管路以及冷热水供应管路，尽量减少热水管路的长度，建筑上实现留有所有管路的接口、通道；第四，在系统运行上，要求系统可靠、安全稳定、易于安装、检修、围护，合理解决太阳能与辅助能源热社设备的匹配，尽能实现系统的系统化控制。

为了配合名优建筑太阳能系统规范，中国标准设计研究院出版了国家建筑标准设计标准《太阳能的设计与安装》，在今年3月1日开始实施。如果安装在平屋上是什么样的安全方法，怎样保证它的安全。为了贯彻可再生能源法，各地出台了一些政策，比如上海市制定了开发利用太阳能的行动计划，力争3—5年内在技术和产业发展方面走在全面前列。北京市今年在两会期间出台了一系列的鼓励政策，北京市选定了10座平板坡作为太阳能安装的试点。大连、厦门市建委在今年制定太阳能利用系统和借建筑结合的技术到则，大面积开展了太阳能推广的技术工作。深圳和西安正式通过了建设部可再生能源建筑应用城市级示范的审查，今后5年，深圳将新建300万平米的太阳能应用示范项目，其中200万是太阳能光热系统，100万是太阳能光电系统，启动了16个项目作为它的示范项目。
我国可再生能源中长期发展规划，到2020年我国将投入大约1.5万亿发展可再生能源，可再生能源占一次能源供应的比例从目前的7%提高到15%左右，其中太阳能热水器总及热面积达到3亿平方米，年替代化石能源约4000万吨标准。民用建筑太阳能热水系统应用技术规范，国家标准发布实施后建筑设计人员和太阳能热水系统生产企业应遵守规定，尤其是其中的强制性必须执行。规范的实施对促进太阳能热水器产业进步和产品更新，以及在建筑上的应用太阳能都将起来积极的推动作用。