太陽能建築的節能技術途徑和發展策略

    1建築能耗

    根據我國的統計要求，建築能耗一般指建築使用能耗，即建築物在使用過程中所消耗的能源，包括照明、電器，採暖、製冷、設施、熱水、炊事等。2000年的統計結果表明，儘管我國民用建築的整體舒適度低於世界各已開發國家，但我國的建築能耗已經占到當年全社會終端能源消耗的27.8%，接近已開發國家（1/3左右）的水平，採暖和空調為主的建築能耗已占10%以上。最新報導顯示，我國終端能源消耗總量已經位於世界第二。

    2能源現狀

    根據美國、日本和Shell、BP等公司預測，世界化石燃料生產和消耗峰值在2020～2030年之間。我國人口眾多，人均能源資源占有量低於世界人均值，而且能源經濟可開發剩餘采儲量的資源保證程度僅為129.7年。

    3.CO2減排壓力

    有關資料顯示，世界各國建築能耗中排放的CO2約占全球排放總量的1/3。其中，住宅約占2/3，公共建築占1/3。

    對未來CO2排放的預計是，如果不採取措施，50年後，大氣中的CO2含量是現在的3.5倍，如果積極採取各種清潔能源替代技術，在25年內就可以看到明顯效果，在50年內可把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研究表明，太陽能光熱光伏應用和太陽能建築對於CO2減排的貢獻，從2010到2030年時，可達到1-5~15-30TtC/yr。

    我國具有豐富的太陽能資源，年日照時數在2200小時以上地區約占國土面積的2/3以上。對太陽能應用的預測結果為，在正常發展和生態驅動發展兩種模式下，2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別達到4.7%和10%。其對我國未來CO2減排的潛力估計是，到2010年以後，太陽能利用對減排開始有較明顯作用，2020年以後開始有較顯著作用。

    4太陽能建築

    定義：綜合考慮社會進步、技術發展和經濟能力等因素，在建築物的策劃、建造、設計、使用、維護以及改造等活動中，充分利用太陽能的建築統稱為太陽能建築。我國太陽能建築領域中技術最成熟、應用範圍最廣、產業化發展最快的是家用太陽能熱水器（系統），其次是被動式採暖太陽房。

    我國在太陽能建築領域進行了長期的、積極的研究與實踐。包括太陽能光熱、光伏設備設施廠家在內，各地政府、研究機構、設計院以及開發企業等在不同層面、不同區域、不同建築上做了大量細緻的研究、開發、設計、建設工作。正是在這些工作基礎上，中國太陽能學會決定增設太陽能建築專業委員會。其作用是以滿足建築對清潔能源的需求為宗旨，在可持續發展框架下，為太陽能在建築中的應用，構架學術和技術交流平台，促進兩個行業的技術進步。

    5太陽能建築的技術途徑

    太陽能建築的應用領域包括建築物的使用功能以及業主對於安全、便利、舒適、健康的環境需求。

    太陽能建築的技術途徑包括了被動應用、主動應用和綜合應用等多種途徑。如從保溫隔熱材料的開發、自然採光通風功能的實現、太陽能光熱光伏技術的應用到遮陽、光影和舒適環境的創造，全方位地綜合應用太陽能資源。就目前發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築一體化上表現出更為廣闊的發展前景。

    6制約太陽能建築發展的因素

    儘管國家和行業主管部門已經出台了一系列法規、標準，如節約能源法、民用建築節能管理規定、不同地區的節能設計標準等，除成本、技術、市場等制約因素外，管理體制過於分散、激勵政策體系不健全、全民教育與理念傳播不夠等都是制約太陽能建築發展的相關因素。

    當前，太陽能建築的理念推廣比具體某項技術或產品的推廣更加迫切。

    7太陽能建築發展策略

    7.1太陽能建築的發展思路

    在各級政府的政策導向和激勵機制的基礎上，提高職業培訓和公眾教育程度，加強產品（系統）檢測認證和建築准入制度，完善規範標準及相關技術規程，發揮從企業到業主等各個層面的積極性，共同推進太陽能建築的有序健康發展。

    7.2太陽能建築的發展策略

    1）成熟的被動太陽能技術與現代的太陽能光伏光熱技術的綜合利用；

    2）保溫隔熱的圍護結構技術與自然通風采光遮陽技術的有機結合；

    3）傳統建築構造與現代技術和理念的融合；

    4）建築的初投資與生命周期內投資的平衡；

    5）生態驅動設計理念向常規建築設計的滲透；

    6）考慮區域氣候特徵和經濟發達程度的差異；

    7）關注不同的建築特徵和人們的生活習慣。

    7.3太陽能建築的發展目標

    充分地綜合利用太陽能，滿足建築物對於使用功能和環境功能儘量多的能源供應需求，以降低建築能耗在社會總能耗中的比例。因此，進一步考慮將太陽能利用與地熱能、風能、生物質能以及自然界中的低溫熱能等複合能源的利用結合起來，並進行系統的優化配置，以滿足建築的能源供應和健康環境的需求，是太陽能建築發展的最高目標。零排放建築代表了太陽能綜合應用的最高理想。近期研究開發的重點是太陽能熱利用產品和系統與建築一體化。

    7.4綜合確定太陽能建築發展策略

    1）氣候特徵和經濟發達程度：西部經濟欠發達地區，往往又是太陽能資源豐富的區域。依然應以被動利用太陽能建築為主，加強集熱、蓄熱、導熱等材料和技術的研發與推廣；而對於經濟發達的沿海地區，夏季炎熱、冬季陰冷，又具有冬季採暖、夏季空調的生活需求和經濟能力。

    因此，應積極擴大綜合利用太陽能建築新技術的投資優勢，並成為實施太陽能或水源熱泵等採暖空調技術示範建築的首選地區。

    2）生活習慣和經濟水平：隨著我國社會發展和人民生活水平的不斷提高，穩定的熱水供應逐步成為居民的基本生活需求之一。這是太陽能熱水設備及系統與建築一體化成為太陽能建築領域發展最快的主要原因。

    3）建築特徵與政策導向：對於不同的建築類型和社會功能，在太陽能利用等領域應給予不同的示範導向和稅收等激勵政策。如，對於公益性建築採取強制推行太陽能利用的政策；而對於商業性建築則給予稅收等激勵政策；對於量大面廣的居住建築則實行稅收激勵政策、能源投資機之及業主有償使用相結合的策略。當然這些策略對於既有建築的改造同樣適用。近期可在選擇特殊用途建築、大型公益性建築及政府辦公建築等進行示範推廣和政策引導。

    4）太陽能建築技術和體系：編制設計規範、標準及其相關圖集，建立產品（系統）檢測中心和認證機構，完善施工驗收及維護技術規程等，是太陽能利用（如熱水供應）列入建築工程設計環節，並作為一個「專業」納入建築體系的前提。

    5）理念推廣：節能生態的教育、生活方式的改變和理念的傳播在太陽能建築發展中的重要性凸現。教育人們了解常規能源的一般知識、太陽能的優越性以及健康的生活方式，是一項全社會的重要任務，各級政府應給予足夠的重視，並予以專項資金支持。

    6）太陽能建築應用技術的研究與推廣：針對我國的社會發展、技術進步、經濟能力、區域氣候、生活需求等因素，以太陽能建築領域中的熱水供應為切入點，擴大太陽能熱水供應的既有理念優勢，倡導「理念先行、示範突破、政策跟進」的原則，推行「標準設計、檢測認證、建築准入」的機制，分階段逐步推進太陽能建築在中國的發展，最終達到太陽能建築的普及和推廣。