文_邢利鈞 北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

1 太陽(yáng)能建筑的應(yīng)用前景

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)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(yáng)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(yáng)能產(chǎn)品占總?cè)I(lǐng)域產(chǎn)品比例非常小，因此太陽(yáng)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(zhuān)家稱(chēng)，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(guò)度使用化石能源而造成的溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題，將會(huì)日趨嚴(yán)重，人類(lèi)將遭受更大威脅。而其中最有效的方法就是應(yīng)用太陽(yáng)能資源，最大化地利用太陽(yáng)能資源，能夠減少二氧化碳的排放量，使得人類(lèi)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(yáng)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(yáng)能熱水系統(tǒng)。

2.2 采暖系統(tǒng)

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

2.3 照明系統(tǒng)

太陽(yáng)能照明本質(zhì)上是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域稱(chēng)為“硅晶片地面光伏組件”。其工作原理是通過(guò)硅晶片接收太陽(yáng)光線(xiàn)后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽缓髢?chǔ)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(yáng)能燈”具有不受供電影響，不用開(kāi)溝埋線(xiàn)，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(yáng)能資源在建筑應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

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

國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能資源應(yīng)用起步較晚，在建筑行業(yè)還沒(méi)有形成太陽(yáng)能節(jié)能觀念，設(shè)計(jì)師們?cè)谝?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(duì)能源利用的思考，無(wú)法在建筑中充分利用太陽(yáng)能資源，構(gòu)造節(jié)能型建筑。

3.2 建筑行業(yè)沒(méi)有將太陽(yáng)能產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合

目前，現(xiàn)有的建筑體中，沒(méi)有將太陽(yáng)能產(chǎn)品和建筑結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和建筑施工時(shí)，將建筑和太陽(yáng)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(yáng)能節(jié)能，或者一味追求太陽(yáng)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(guó)內(nèi)對(duì)節(jié)能型建筑的要求和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)不夠完善

國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)應(yīng)用太陽(yáng)能資源理念起步較晚，在行業(yè)內(nèi)，還沒(méi)有形成統(tǒng)一的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。太陽(yáng)能建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收時(shí)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)內(nèi)成果參差不齊，沒(méi)有引起行業(yè)內(nèi)的重視與形成競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)，造成了太陽(yáng)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(guó)內(nèi)地域環(huán)境差別大

我國(guó)幅員遼闊，國(guó)土涵蓋了多種不同的地勢(shì)條件，因此太陽(yáng)能資源分布情況也不同，如高原地區(qū)太陽(yáng)能資源豐富，盆地略差。因此對(duì)不同地區(qū)的太陽(yáng)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(yáng)能資源的解決措施

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

前期設(shè)計(jì)對(duì)后續(xù)的建筑施工過(guò)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(duì)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(guò)程中。對(duì)建筑設(shè)計(jì)操作人員進(jìn)行專(zhuān)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(yáng)能資源科學(xué)合理應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)中，將太陽(yáng)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(zhuān)業(yè)中開(kāi)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(duì)建筑應(yīng)用型太陽(yáng)能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度

建筑應(yīng)用型太陽(yáng)能產(chǎn)品就是將太陽(yáng)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(yáng)能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)商，就需要根據(jù)建筑行業(yè)的各項(xiàng)需求，開(kāi)發(fā)配套的，契合度高的太陽(yáng)能產(chǎn)品。

例如，可以加大對(duì)薄膜太陽(yáng)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(yáng)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(mén)專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃中部署薄膜太陽(yáng)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(shì)企業(yè)組建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)中心等創(chuàng)新平臺(tái)。

同時(shí)，加大薄膜太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(zhǎng)三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域率先開(kāi)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(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

建議相關(guān)部門(mén)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(mén)及專(zhuān)家對(duì)節(jié)能型建筑和評(píng)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(guò)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(guó)地形類(lèi)別豐富，差別大，太陽(yáng)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(yáng)能資源來(lái)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(yáng)能加熱系統(tǒng)、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能大棚等。

在太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)，大力發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)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(yáng)能發(fā)電和熱水系統(tǒng)；倉(cāng)庫(kù)等廠(chǎng)房適合采用BIPV太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)。

在太陽(yáng)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(yáng)能熱水系統(tǒng)，如果需要采用發(fā)電系統(tǒng)，需要經(jīng)過(guò)測(cè)評(píng)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(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。

5 太陽(yáng)能技術(shù)在建筑中的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)作為清潔無(wú)污染的環(huán)保設(shè)備，得到了國(guó)家的大力支持，尤其在建筑業(yè)中，在建筑物中采用太陽(yáng)能設(shè)備已成為今后的發(fā)展趨勢(shì)。要充分調(diào)研不同位置下太陽(yáng)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(yáng)能設(shè)備在生產(chǎn)、銷(xiāo)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(yáng)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(yǔ)

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(shì)所趨，而太陽(yáng)能資源作為一種來(lái)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(yáng)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)師應(yīng)該發(fā)揮出太陽(yáng)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(yáng)能資源的過(guò)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(yáng)能產(chǎn)品類(lèi)型，同時(shí)對(duì)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。