文_邢利鈞 北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

1 太陽能建筑的應(yīng)用前景

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000h，日照在5×106kJ/(M2·a)以上。利用太陽能減少建筑能耗和改善建筑物理環(huán)境是建筑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。在建筑行業(yè)，太陽能產(chǎn)品占總?cè)I(lǐng)域產(chǎn)品比例非常小，因此太陽能資源在建筑行業(yè)具有非常大的發(fā)展空間。隨著工業(yè)的快速發(fā)展致使環(huán)境污染日益嚴(yán)重，有專家稱，如果再不用綠色能源代替化石能源提供動(dòng)力，那么由于過度使用化石能源而造成的溫室效應(yīng)等環(huán)境問題，將會(huì)日趨嚴(yán)重，人類將遭受更大威脅。而其中最有效的方法就是應(yīng)用太陽能資源，最大化地利用太陽能資源，能夠減少二氧化碳的排放量，使得人類排放的二氧化碳和植被利用的二氧化碳達(dá)到平衡，從而有效減少環(huán)境污染。

2 太陽能資源在建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 熱水系統(tǒng)

在日照多的地區(qū)推廣太陽能熱水系統(tǒng)。

2.2 采暖系統(tǒng)

太陽能采暖系統(tǒng)由太陽能集熱器、水箱、連接管、控制系統(tǒng)的構(gòu)成。將分散的太陽能通過集熱器轉(zhuǎn)化成熱水，將水儲存在水箱內(nèi)，然后通過熱水輸送到發(fā)熱末端，提供建筑供熱的需求。太陽能采暖系統(tǒng)適用于我國未進(jìn)行集中供熱的地區(qū)。

2.3 照明系統(tǒng)

太陽能照明本質(zhì)上是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，專業(yè)領(lǐng)域稱為“硅晶片地面光伏組件”。其工作原理是通過硅晶片接收太陽光線后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然后儲存在蓄電池中，在需要時(shí)進(jìn)行照明。光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的一種應(yīng)用產(chǎn)品“太陽能燈”具有不受供電影響，不用開溝埋線，不消耗常規(guī)電能等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于住宅樓梯間，樓體外部亮化及小區(qū)內(nèi)道路、草坪的照明。

3 太陽能資源在建筑應(yīng)用中出現(xiàn)的問題

3.1 建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中缺乏綠色節(jié)能理念

國內(nèi)太陽能資源應(yīng)用起步較晚，在建筑行業(yè)還沒有形成太陽能節(jié)能觀念，設(shè)計(jì)師們在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)注點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、空間利用率、園林規(guī)劃等工業(yè)方面，而缺乏對能源利用的思考，無法在建筑中充分利用太陽能資源，構(gòu)造節(jié)能型建筑。

3.2 建筑行業(yè)沒有將太陽能產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合

目前，現(xiàn)有的建筑體中，沒有將太陽能產(chǎn)品和建筑結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合起來。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和建筑施工時(shí)，將建筑和太陽能兩個(gè)概念分離，成為兩個(gè)獨(dú)立考慮的方面。在建筑中忽略太陽能節(jié)能，或者一味追求太陽能產(chǎn)品的大規(guī)模使用，而弱化了建筑的設(shè)計(jì)美感。

3.3 國內(nèi)對節(jié)能型建筑的要求和評估標(biāo)準(zhǔn)不夠完善

國內(nèi)建筑行業(yè)應(yīng)用太陽能資源理念起步較晚，在行業(yè)內(nèi)，還沒有形成統(tǒng)一的評估標(biāo)準(zhǔn)。太陽能建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收時(shí)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)內(nèi)成果參差不齊，沒有引起行業(yè)內(nèi)的重視與形成競爭效應(yīng)，造成了太陽能資源在建筑行業(yè)的應(yīng)用方面發(fā)展受阻，速度較慢。

3.4 國內(nèi)地域環(huán)境差別大

我國幅員遼闊，國土涵蓋了多種不同的地勢條件，因此太陽能資源分布情況也不同，如高原地區(qū)太陽能資源豐富，盆地略差。因此對不同地區(qū)的太陽能裝置應(yīng)用條件要求不同，施工難度大。

4 在建筑工程中合理應(yīng)用太陽能資源的解決措施

4.1 加強(qiáng)對建筑設(shè)計(jì)人員的培養(yǎng)

前期設(shè)計(jì)對后續(xù)的建筑施工過程極其重要，具有指揮引導(dǎo)的作用，因此，擁有一批節(jié)能觀念強(qiáng)的高素質(zhì)的設(shè)計(jì)師非常必要。需加大對人才的培養(yǎng)，從而提高人員配置，在行業(yè)內(nèi)形成“綠色建筑、節(jié)能發(fā)展”的理念，將理念貫穿到建筑設(shè)計(jì)過程中。對建筑設(shè)計(jì)操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高綠色建筑理念。在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)初期就將太陽能資源科學(xué)合理應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)中，將太陽能產(chǎn)品和建筑成果有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)出實(shí)用性強(qiáng)，節(jié)能效果好的建筑產(chǎn)品。

建議建筑公司實(shí)行校企合作，在大學(xué)的工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、工程力學(xué)等相關(guān)專業(yè)中開設(shè)綠色節(jié)能建筑方向，或者建立節(jié)能方向的建筑設(shè)計(jì)師培養(yǎng)實(shí)習(xí)訓(xùn)練中心或教育基地，定向培養(yǎng)建筑人才，畢業(yè)后到企業(yè)工作。

4.2 提高對建筑應(yīng)用型太陽能產(chǎn)品開發(fā)力度

建筑應(yīng)用型太陽能產(chǎn)品就是將太陽能資源利用與建筑產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)最大化的節(jié)能效率，同時(shí)保持建筑的設(shè)計(jì)美感。因此，太陽能產(chǎn)品的開發(fā)商，就需要根據(jù)建筑行業(yè)的各項(xiàng)需求，開發(fā)配套的，契合度高的太陽能產(chǎn)品。

例如，可以加大對薄膜太陽能建筑構(gòu)件技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的支持力度。將支持薄膜太陽能技術(shù)作為落實(shí)《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的舉措之一，在住建部、科技部等部門專項(xiàng)計(jì)劃中部署薄膜太陽能建筑構(gòu)件技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)任務(wù)，支持相關(guān)領(lǐng)域優(yōu)勢企業(yè)組建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)中心等創(chuàng)新平臺。

同時(shí)，加大薄膜太陽能建筑構(gòu)件及一體化系統(tǒng)的應(yīng)用推廣力度。將薄膜太陽能建筑構(gòu)件和一體化系統(tǒng)列入新建建筑的強(qiáng)制性產(chǎn)品應(yīng)用推廣目錄，加快完善建筑光伏構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立覆蓋薄膜太陽能技術(shù)、產(chǎn)品和一體化系統(tǒng)的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系，在京津冀、長三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域率先開展應(yīng)用試點(diǎn)示范，逐步拓展應(yīng)用區(qū)域。

4.3 完善統(tǒng)一節(jié)能型建筑的建設(shè)和評估標(biāo)準(zhǔn)

建議相關(guān)部門牽頭，集合行業(yè)內(nèi)尖端、聲譽(yù)好、建筑質(zhì)量高的企業(yè)、部門及專家對節(jié)能型建筑和評估要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，讓建筑行業(yè)在節(jié)能型建筑的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收的過程中，有法可依，形成嚴(yán)格、高質(zhì)量、高效率的行業(yè)風(fēng)氣。

4.4 因地制宜進(jìn)行不同規(guī)劃

我國地形類別豐富，差別大，太陽能資源分布也不相同，因此因地制宜，在不同地區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，節(jié)能效果更顯著。

在邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)建筑應(yīng)用光伏發(fā)電，實(shí)現(xiàn)自給自足，緩解居民生活中用電緊張的壓力。

在常年炎熱，濕度大的地區(qū)，應(yīng)用太陽能資源來制冷和空調(diào)除濕。

在寒冷地區(qū)、干燥地區(qū)，大力發(fā)展太陽能加熱系統(tǒng)、太陽能溫室、太陽能大棚等。

在太陽能資源豐富的地區(qū)，大力發(fā)展太陽能發(fā)電、太陽能熱水系統(tǒng)；別墅住宅和大型公共建筑等屋面面積較大的適合采用太陽能發(fā)電和熱水系統(tǒng)；倉庫等廠房適合采用BIPV太陽發(fā)電系統(tǒng)。

在太陽能資源豐富的地區(qū)，大型公共建筑和別墅住宅等屋面面積較大的適合采用太陽能熱水系統(tǒng)，如果需要采用發(fā)電系統(tǒng)，需要經(jīng)過測評考察后，若可以使用光伏發(fā)電系統(tǒng)，那么應(yīng)采用BAPV太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

5 太陽能技術(shù)在建筑中的未來發(fā)展趨勢

太陽能發(fā)電系統(tǒng)作為清潔無污染的環(huán)保設(shè)備，得到了國家的大力支持，尤其在建筑業(yè)中，在建筑物中采用太陽能設(shè)備已成為今后的發(fā)展趨勢。要充分調(diào)研不同位置下太陽能設(shè)備的利用率情況，并結(jié)合建筑物外觀，合理設(shè)計(jì)設(shè)備功能。還應(yīng)制定出太陽能設(shè)備在生產(chǎn)、銷售、安裝、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化與建筑設(shè)計(jì)、暖通空凋、給水排水等單位的合作，促進(jìn)太陽能設(shè)備早日進(jìn)入到建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之中，成為建筑物必不可少的基礎(chǔ)性設(shè)施。

6 結(jié)語

在建筑領(lǐng)域中，大規(guī)模使用節(jié)能型產(chǎn)品已經(jīng)是大勢所趨，而太陽能資源作為一種來源豐富的清潔能源，將會(huì)在建筑產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更大的作用。太陽能產(chǎn)品設(shè)計(jì)師應(yīng)該發(fā)揮出太陽能資源的巨大潛力，高效利用資源，將理論與實(shí)際相結(jié)合，更好地節(jié)約資源，保護(hù)地球，促進(jìn)人與自然和諧相處。在利用太陽能資源的過程中，建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注重其合理性、應(yīng)用性。不同的建筑結(jié)構(gòu)采用不同的太陽能產(chǎn)品類型，同時(shí)對不同的發(fā)展地區(qū)應(yīng)該因地制宜地進(jìn)行不同的發(fā)展規(guī)劃，利用清潔能源，減少社會(huì)生產(chǎn)垃圾，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展。