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国内建筑节能的现状及太阳能应用
简介： 本文论述了太阳能建筑的定义及其在我国住宅建设中的意义，探讨了住宅建设中影响太阳能建筑发展的相关因素，指出大阳能建筑将成为节能省地型住宅建设的重要途径。
随着我国国民经济和人民生活水平的持续快速发展，能源问题与环境问题一样，已经成为影响中国经济和谐发展的关键因素。我国加入《京都议定书》条约，中央政府对于节能省地住宅的高度重视，以及中国第一部《可再生能源法》的提前出台，等等信息表明我国住宅建设及其相关的能源问题已经成为全局问题。太阳能建筑将在调整住宅能耗结构、保障建筑能源安全，降低温室气体排放、保护大气环境，解决农村和偏远地区用能、提高国民生活质量，以及推进和实施我国住宅产业化政策等诸多方面产生积极的影响。
1、太阳能建筑的定义
传统意义上的太阳能建筑指经设计能直接利用太阳能进行采暖或空调的建筑。比较成熟的是通过太阳能的光热利用，在冬季对室内空气进行加热的太阳能采暖建筑，一般分为主动式和被动式两大类。
随着太阳能利用科技水平的不断提高，太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集成太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术的建筑，其技术含量更高，内涵更丰富，适用范围更广。
生态建筑、绿色建筑、节能建筑、低能耗建筑、健康建筑以及我国的康居示范工程等等，都重视太阳能的利用。准确定义太阳能建筑很困难，但从国际和国内的研究和实践经验来看，太阳能建筑(Solar Buildings)至少应该包含以下几个层面的内涵：
太阳能建筑的目标是尽可能的充分利用太阳能来满足建筑能耗和健康环境的需求，降低常规能源在建筑能耗中的比例；
太阳能建筑的实施是今寿命周期的，应体现在建筑物策划、设计、建造、使用、维护以及改造等活动中；
太阳能建筑的推广应因地制宜，针对区域气候特征、经济发达程度以及建筑使用特征等因素，采用适宜的建筑技术和太阳能技术；
太阳能建筑的发展应基于综合的、多角度的比较，包括生态设计、建筑节能、投资平衡、复合其它可再生能源、选择配套的常规能源等；
太阳能建筑的研究是不断发展的，不仅包括应用理论和计算方法，还应向能效评价、工程实测等多方面深入。
显然，以太阳能提供的能源在建筑使用能耗中所占比例来定义太阳能建筑是符合社会和技术发展现状的。但目前的研究还不深入，正在开展的太阳能建筑量化指标与评价体系的研究工作显然非常必要。
我国在太阳能建筑领域进行了长期的、积极的研究与实践。各级政府、太阳能企业、科研院所、设计单位以及开发商等不同利益团体在不同层面、不同行业、不同范围内做了大量细致的工作。其中技术最成熟、应用范围最广泛、产业化发展最兴旺的是家用太阳热水器(系统)、被动式采暖(太阳房)和被动通风技术，并已在提供能源和替代化石燃料中发挥了积极的作用，太阳能产品(系统)的生产企业、工程与系统集成企业、研究开发单位为此做出了卓越的贡献，同时也表明跨行业、跨领域的应用研究尤为迫切。
2、太阳能建筑的理念
高效利用太阳能提供住宅建筑的复合能量系统，以满足住宅的使用功能需求以及安全、便利、舒适、健康的环境需求，是发展太阳能建筑的目标。因此，太阳能建筑不仅关注光热、光伏等现代科技与住宅建筑的和谐应用，而且更加关注生态设计理念的传播和传统被动太阳能建筑理念的提升。
全方位的被动设计理念指不采用特殊的机械设备，而是利用辐射、对流和传导使热能自然流经建筑物，并通过建筑物本身的性能控制热能流向，从而得到采暖或制冷的效果。其显著的特征是，建筑物本身作为系统的组成部件，不但反映了当地的气候特点，而且在适应自然环境的同时充分利用了自然环境的潜能，目的是全面解决建筑设计固有的问题。包括：
最大限度地利用自然采光，降低人工照明的能耗，改善住宅室内光环境，满足生理和心理上的健康需求。
充分利用并控制住宅的日照环境，保证居室卫生、改善居室小气候、提高舒适度。例如，采用建筑遮阳设计，以减少炎热夏季的阳光直射(对深圳地区的建筑节能模拟测试显示，建筑遮阳可减少夏季空调能耗23—32％）；按照被动采暖设计，能够充分利用寒冷冬季的太阳直射和辐射能量；创造宜人的建筑光影环境，以暗合和尊重人体的生物节奏；等等。应用最多的活动外遮阳设施不但可以达到上述目标，而且还能够创造丰富的建筑肌理形象。
提高绿化率，减少硬质地面。夏季住区环境温度升高一度，建筑制冷能耗增加10％因此，合理的规划不仅要保证住宅的合理朝向和间距，还要保证住区的绿化率和绿化均匀度，从而达到建筑遮阳、降低环境温度的目的。另外，落叶乔木的冬夏变化，住区水环境的合理设计，同样改变着建筑的外部热环境。因此，回归自然的山水园林景观容易受市场追捧。
加强建筑的保温隔热，这是现代住宅建筑充分利用太阳能的前提条件，同时也有利于创造舒适健康的室内热环境。
优化建筑布局，提高住区的风环境质量，达到夏季通风良好。而在冬季，住区局部最大风速不超过5m／s，建筑物前后压差不大于5Pa，减少冷风渗透。
充分利用自然通风排除室内污浊空气，改善室内环境，保证人与自然交往的心理需求。由于住宅建筑进深较浅，一般多利用风压获得自然通风。
全方位的被动设计方法还包括，住宅屋顶形状和材料选择、屋顶和地下室的换气构造、墙体材料和性能的控制、屋顶冷却等等。
利用太阳能光热、光伏技术除了提供稳定的生活热水供应、制冷与采暖以及电力供应外，还应为住宅提供“值班环境”用能。如采用全自动运行的太阳能通风采暖技术，可以保证无人居住时的室内基本环境质量。当然包括风力发电、地源热泵等可再生能源的应用从更大范畴而言，也可以归纳到太阳能的应用。例如，地表浅层收集了47％的太阳能量，从而成为巨大的太阳能集热器。
3、太阳能建筑在节能省地型住宅建设中的重要作用
3．1是调整住宅建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求
2000年的统计结果表明，尽管我国民用建筑的整体舒适度低于世界各发达国家，但我国的建筑能耗已经占到当年全社会终端能源消耗的27．8％，接近发达国家(1／3左右)的水平，采暖和空调为主的建筑能耗已占10％以上。因此，在我国《可再生能源法》的编制报告中指出，到2010年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量5％，2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量10%。
我国具有丰富的太阳能资源，年日照时数在2200小时以上地区约占国土面积的2／3以上。对太阳能应用的预测结果为，在正常发展和生态驱动发展两种模式下，2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到4．7%和10%
显然，太阳能建筑将在调整建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求和心理需求等方面发挥积极作用。
3．2将大大降低温室气体排放和大气环境保护方面的压力
有关资料显示，世界各国建筑能耗中排放的C02约占全球排放总量的l／3。
其中，住宅约占2／3。
事实上，我国目前约90％的二氧化硫和氮氧化物排放来自化石能源的生产和消费。大气污染物造成的酸雨、呼吸道疾病等已经严重威胁经济发展和人体健康。对我国未来C02减排的潜力估计是，到2010年以后，太阳能利用对减排开始有较明显作用，2020年以后开始有较显著作用。
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我国对太阳能行业有哪些新的产业经济政策?
一、目前主要政策工程
太阳能家电下乡工程：是由财政部、商务部、信息与工业化部联合发起的，是深入贯彻落实科学发展观、积极扩大内需的重要举措，是财政和贸易政策的创新突破。主要内容是顺应农民消费升级的新趋势，运用财政、贸易政策，引导和组织工商联手，开发、生产适合农村消费特点、性能可靠、质量保证、物美价廉的家电产品，并提供满足农民需求的流通和售后服务；对农民购买纳入补贴范围的家电产品给予一定比例的财政补贴，以激活农民购买能力，扩大农村消费，促进内需和外需协调发展。2008年12月31日，国务院办公厅发布《关于搞活流通扩大消费的意见》，提出全面推进家电下乡工作，从2009年2月1日起，包括太阳能热水器在内的一系列产品将被补充到家电下乡政策补贴范围。从补贴的标准来看，所有家电下乡的中标产品，由中央和试点地区财政以直补方式给予销售价格13%的资金补贴。
太阳能屋顶计划：2009年3月26日，财政部 住房城乡建设部《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》中提出支持开展光电建筑应用示范，实施“太阳能屋顶计划”，加快光电在城乡建设领域的推广应用。一是推进光电建筑应用示范，启动国内市场。现阶段，在条件适宜的地区，组织支持开展一批光电建筑应用示范工程，实施“太阳能屋顶计划”。争取在示范工程的实践中突破与解决光电建筑一体化设计能力不足、光电产品与建筑结合程度不高、光电并网困难、市场认识低等问题，从而激活市场供求，启动国内应用市场。二是突出重点领域，确保示范工程效果。综合考虑经济性和社会效益等因素，现阶段在经济发达、产业基础较好的大中城市积极推进太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化示范；积极支持在农村与偏远地区发展离网式发电，实施送电下乡，落实国家惠民政策。三是放大示范效应，为大规模推广创造条件。通过示范工程调动社会各方发展积极性，促进落实国家相关政策。加强示范工程宣传，扩大影响，增强市场认知度，形成发展太阳能光电产品的良好社会氛围；促进落实上网分摊电价等政策，形成政策合力，放大政策效应；将光电建筑应用作为建筑节能的重要内容，在新建建筑、既有建筑节能改造、城市照明中积极推广使用。
金太阳工程：2009年7月21日，财政部、科技部、国家能源局联合印发了《关于实施金太阳示范工程的通知》，《通知》明确，对并网光伏发电项目，原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50％给予补助；其中偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70％给予补助；对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目，主要通过贴息和补助的方式给予支持。通过财政补助、科技支持和市场拉动方式，计划在2-3年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目。
二、期待出台的相关政策
一是太阳能南墙工程，主推专家是甘肃省科学院副院长、甘肃自然能源研究所所长、联合国工业发展组织国际太阳能中心主任喜文华，他认为南墙工程的核心内容就是光热应用技术与居民建筑的结合，在建筑物南墙上嵌入一种空气集热器，实现冬季保温加热、夏季降温避暑。不仅能解决北方寒旱地区农民的生活取暖，还能解决南方冬季采暖的问题。
二是“节能产品惠民工程”，是指采取财政补贴方式，对能效等级1级或2级以上的空调、冰箱、电视机等10类高效节能产品以及已经实施的高效照明产品、节能与新能源汽车进行推广应用，形成有效的激励机制，提高高效节能产品市场份额，有效拉动国内需求。目前在太阳能产业上还没得到推广实施。
三是围绕太阳能与建筑一体化政策、新能源产业政策、太阳能以旧换新等等为了刺激新能源的推广运用和经济增长，国家或许都会出台相应的政策支持。
总体来说，对于太阳能产业，有关新能源产业政策、节能产业政策、惠民产业相关政策等等都应该密切关注，因为作为新能源的主要一种，太阳能产业发展正在呈现快速上升趋势。
太阳能建筑的前景
太阳能建筑的前景
导语：太阳能是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射)，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
前言
随着能源结构的逐步调整，世界各国都把能源问题放到了关系国际民生的战略位置。我国从可持续发展、人与自然相和谐的战略高度，提出了新能源建筑的理念，提出要积极开发和推广利用可再生能源，如风能、太阳能、地热能等。据专家估计，到21世纪中叶，可再生能源将占世界电力市场的3/5，燃料市场的2/5.而太阳能，在21世纪即将进人一个快速发展的阶段，“太阳能经济”将成为未来全球能源结构的主流方向之一。
1建筑节能的范畴
建筑节能，是指民用建筑在规划、设计、建造和使用过程中，通过采用新型的节能电力电气设备和新型墙体材料，执行建筑节能标准，加强建筑物用能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道等电力电气设备系统的运行效率，以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源的活动。
建筑节能体系可以从两个大方面来考虑：建筑本体节能和建筑设备节能。建筑本体节能主要体现在建筑规划、设计、施工过程中，判断节能与否主要看建筑是否采用新型节能建材、是否因地制宜利用自然能源，尤其是可再生能源，以及节能材料和可再生能源的使用率等等。建筑的设备节能则贯穿建筑的使用过程，涉及管理、优化和改造等细节方面，从空调、给排水、卫生、照明、电气等末端设备入手，挖掘节能潜力，创造节能效果。
太阳能是典型的可再生能源，太阳能与建筑的结合体现在建筑的本体节能方面，但同时太阳能设备作为建筑设备的一种，在管理节能方面也具一定潜力。
2太阳能建筑的概念
太阳能建筑(SolarBuilding)，即用太阳能(SolarEner-gy)代替部分常规能源，为建筑物和居民提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能，以满足或部分满足人们
的生活和生产的需要。所谓的太阳能建筑，其利用太阳能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供应均来自太阳能，常规能源消耗为零;从而真正做到环保清洁、绿色生态。
基于以上对太阳能建筑的定性分析，太阳能建筑的特点可以概括为3条：1)既舒适义健康;2)节约一次能源;3)减少对环境的破坏和污染。
3太阳能建筑的典型建筑结构类型
在倡导绿色能源、可持续发展的今天，太阳能作为最经济、环保的能源之一，愈来愈受人们重视。目前太阳能建筑的典卫建筑结构类型有阳台壁挂型，屋面贴合型、集中供热型、集中分户型，等等。
太阳能建筑的宗旨是在不破坏建筑立面的前提条件下，注重太阳能系统的安全性、实用性和智能性。然而，在太阳能与建筑的结合问题上，综合各方面考虑，目前仍存在诸多问题。
I)太阳能产品制造商，往往只强调产品的功能，而忽视了建筑的特点与要求，使太阳能产品与建筑物成为两个独立的部分;太阳能产品由于没有与建筑设计相结合，因此会破坏原有建筑的整体外观形象，进而破坏环境;而且目前的太阳能产品结构单一，建筑设计师即使在设计中考虑使用太阳能产品，也很难将太阳能产品有机地融人到设计中，使太阳能产品成为建筑设计中的“鸡肋”。
2)建筑设计院，仍有不少建筑设计师缺乏绿色生态的理念，根本不考虑太阳能及其他绿色能源的使用，造成太阳能产品大都在建筑施工过程中临时安装，即“事后状态”下安装，结果影响到建筑群体，甚至整个城市的建筑风貌。
3)政府规划机构，往往不能够将绿色环保的理念和相关政策很好结合。虽然江苏地区已出台12层以下民用建筑必须安装太阳能热水器的强制性政策，但由于其它相关配套设施、标准的不完善，尤其是太阳能施工验收标准一块，仍存在争议点。在一定程度上影响了太阳能产品的生产，导致推广效果不好、范围不广。
针对以上问题，解决方案如下：(I)太阳能产品的生产商应更多地了解建筑设计的需求，开发推出多款适合建筑结构利用的系列和型号;(2)建筑师在设计初期，即将太阳能系统包含的所有内容都当作建筑不可或缺的元素加以考虑，使之成为建筑组成的一部分;(3)加强太阳能产品生产商、建筑师、政府机构的交流与沟通，从设计阶段即将太阳能产品与建筑真正的融为一体，并配以后期的政府激励政策、规范的市场引导机制，太阳能产品一定可以在建筑节能中发挥更大作用。在各领域的`合作之下，太阳能建筑必将达到完美与和谐的统一。太阳能系统与建筑设计一体化的设计思路，也将得以持续和发展。
4太阳能建筑的典型应用模式
太阳能的应用，从技术途径看，主要分为光一热转换技术和光一电转换技术;从具体应用范围看，主要有太阳能热水供应、太阳能地板采暖、太阳能温水游泳池、太阳能空调、太阳能路灯等5大系列。到目前为止，太阳能光一热转换技术发展已较为成熟，不仅可以提供人们生活所需热水，还可解决取暖等问题;太阳能光一电转换具有较高的技术成分，发展与应用量较小，但是随着光电转化技术的进一步成熟，以及太阳能光一电板成本的进一步降低，太阳能应用必将具有更广泛的空间和发展市场。
江苏等地的一些示范小区率先采用太阳能热水集中供热系统，其承压运行、分户供水、智能化系统已成了住宅小区的新卖点。还有一些示范小区，利用太阳能的初期光电转换，使小区的门楼牌、指示牌、警示牌等白天吸光，夜晚发亮，既方便住户晚间出人，又节约物管费用。另外，据有关方面统计：用电热水器洗澡的费用约为0.62元/次，而利用太阳能热水器的费用则仅为0.31元/次
5太阳能建筑的应用前景
1)应用空间大
我国具有丰富的太阳能资源，在正常发展和生态驱动发展两种模式下，预测2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别占4.7%和10%.目前我国太阳能热水器的保有量已超过6001万，而此数据的太阳能建筑仅占所有建筑1%
2)环保节能
根据美国环境总署EPA的统计数据、目前世界各国建筑能耗中排放的：约占全球排放总量的30%-40%.而人们对未来：在大气中含量的预计是，如果不采取任何措施，50年后大气中：的含量将会达到现在的3.5倍。众所周知，国家推广太阳能的目的是为了环保节能，而环保节能在另外一层意义上说就是尽量减少：的排放。换个概念，使用太阳能减少：排量与绿地吸收的效果相一致。据科学计算，可以总结出如下等式：1m=的太阳能集热器“95.39kg标煤产生的热量之70.11kg=19.475㎡的草坪吸收力=0.779㎡的落叶乔木吸收力==1.5㎡的绿地吸收力。从以上数据，我们可以明显地看出建筑应用太阳能的环保节能效应。
6结论
太阳能建筑异太阳能十建筑。绿色的设计理念对太阳能建筑来说尤为重要。建筑应该从设计一开始就将太阳能系统考虑为建筑不可分割的一个组成部分，将太阳能外露部件与建筑立面进行有机地结合，彰显出太阳能建筑的特色。完美的太阳能建筑，应该从设计中就能品味出它独特的建筑风格，体现出一种理性、高科技、时尚和未来的美。
综上所述，在我国大力推广太阳能建筑系统工程，实现太阳能与建筑一体化，需要在建筑的规划、设计、建造、使用、维护以及改造等活动中，让房地产开发商、太阳能企业、设计单位、政府监管部门形成共识，才能真正实现太阳能与建筑的完美结合。
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