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摘要:近年来,随着我国工业化和城镇化发展速度加快,大气污染程度也逐渐提高。2013年以来频发的雾霾天气,引发人们对以我国以煤炭为主要能源消费的思考。事实上,中国北方有悠久的燃煤供暖历史,尤其在建国以后,淮河以北地区用于供暖的煤炭消耗呈逐年递增趋势。一方面,我国是煤炭资源的消耗大国,现阶段,工业发展与经济建设都不可能减少对煤炭的使用;另一方面,居民的供暖行为是应对恶劣天气的硬性需求,关系到民生工程和城乡差距,因此不可逆转。本文将阐述太阳能供暖对破解这二者之间矛盾的积极作用。
关键词:雾霾;重要性;必要性;太阳能供暖
2013年开始,“雾霾”成为我国一线城市的关键词并逐渐引起全国居民的重视,以北京为例,全年的非雾霾天气只有5天,进入2014年更是出现雾霾天气橙色预警。按照世界卫生组织推荐的空气质量标准判断,全国500个城市中达到标准的不足1%;尤其在进入冬季之后,雾霾天气无论在严重程度和持续时间方面,都远远高于其他时间段,究其原因仍然是现阶段我国冬季供暖方式形成的。
根据中国科学院大气研究项目课题组所公布的数据,造成北京地区冬季大气污染的罪魁祸首中,燃煤和生物质燃烧占总比例的30%,其次分别为二次无机气溶胶与工业污染。传统的供暖方式中,无论是采取集中供暖还是单户供暖,都已经成为影响大气环境的关键因素。
一、我国传统供暖方式现状分析
数字显示,从1989年到2003年,我国北方地区集中供暖的城市增加了1200%,2010年前后,北方城镇级别的住宅小区基本实现了集中供暖,覆盖率高大90%,同时在南方地区也逐步实现了以家庭为单位的供暖格局,以提高生活舒适程度。2003年,我国出台了《采暖通风与空调系统设计规范》——供暖方式的进一步扩宽,为我国居民提供了更多的选择余地。
当前,针对小区住宅,我国居民传统的供暖方式主要有以下几种:
1、散热器。散热器供暖方式在我国存在的时间较长,技术相对成熟可靠,最大的有点是前期投入少,便于城市统一热网和小区区域热网的关联,是一种理想的集中供暖体系。从当前形势看,供暖时间长、价格低廉等优势,会在较长一段时间内存在。
但是,随着新型的供暖方式的不断出现,散热器供暖方式的弊端也逐渐显露出来。由于散热器的关键部分为散热片,在安装过程中要严格遵守供暖管道的设计,需要占据一定的居住空间;同时,散热器供暖无法对温度的控制和供暖时间无法自由掌握,在室外温度较高的条件下,灰尘颗粒会悬浮于室内环境,造成空气质量下降。
2、地暖。地暖即地面辐射供暖,在我国是一项悠久而崭新的技术。早期人们通过在火墙、火炕中燃烧煤炭、木材方式取暖,进一步演化为后期的地炕方式;单从形式上而言,与现阶段普遍采用天然气、煤气等热源有异曲同工之妙。地板辐射采暖将采暖系统安装在建筑物的内部,铺设管道并以热水为热源导体,所释放的热量通过建筑表面辐射到住宅空间。由此不难判断,这种取暖方式作业热量非常均匀,由于所铺设管道都在建筑物内部,能够保障室内的清洁美观,减少室内占用面积。然而缺点也不容忽视:即施工程序较为复杂,出现问题维护成本高。
3、电热膜取暖。顾名思义,电热膜的主要热源来自与电力,其突出特点是使用寿命长、故障率低,一次性安装之后一般不用进行维修保养。使用过程中,电热膜会铺设在地板下或天花板,其特殊的工艺原理造就了安全、节能、环保的特性,由于采取电能作为热源,所以很方便用户自行控制。但是这一取暖方式仍然有一些缺点,突出问题是其升温速度很慢,在正常情况下需要60~100分钟才能实现人体舒适温度,系统的安装环境要求也很高,用户必须做好前期的装修规划,规避安装部分的突出物体。另外,电力供应和电费标准也是需要考虑的问题。
4、燃气红外线辐射采暖。气体的燃烧更加充分,利用煤气、液化石油气等气体作为热源可以更好的加以利用,发热器达到一定温度后,离心风机(真空泵)将热空气及附带物输送到辐射管中,产生远红外线,实现传递热量的目的。实验证明,辐射采暖相比对流采暖可以节约30%~60%的能源消耗,设备的启动快、停机快、升温快,在存储热量方面也比较优秀;同时,红外线给人的舒适程度感明显较高。目前来说,这一模式非常实用于各类环境,除了居住环境之外,在场馆、商场、仓库,甚至在一些户外航地也可以进行,前提是需要燃气网管的支持。从经济效益和环境效益两方面综合评定,这一方式很适合下一阶段的发展。
总体而言,传统的供暖方式多以石化燃料或间接新能源(电力)作为热力来源,在集中供暖的过程中,对大气质量的负面影响是必然的。中科院环境研究所研究表明,从成分及发生频率判断,雾霾的最大成因就是燃煤;在我国,由于历史原因和经济原因,农业人口占据绝大多数,尽管在2011年城市人口与农业人口比例发生逆转,但实际居住环境并没有发生太大改变。尤其在以农村单户家庭为单位取暖方式、三线城市自住房等大范围地区,燃煤与取暖炉的使用仍然非常普遍。
二、建设我国太阳能供暖体系的重要意义
中国是世界上最大的太阳能光伏产品生产国,但是在太阳能供暖方面的发展却非常的落后和缓慢。欧盟委员会统计显示,欧洲国家太阳能供暖已经占有较大的份额,1997年约为整个太阳能热利用市场的20%~50%,2010年太阳能供暖系统超过1900万平方米;相比国外而言,国内没有成型的太阳能供暖系统设计和成熟的软件产品,在市场开拓方面仍然处于起步期。日益严重的环境问题已经为太阳能供暖市场提供了先决条件,如何推广这一新型技术仍然是亟待研究的问题。
目前,在我国广大地区,太阳能供暖体系都具备可行性条件,北京、河南河北、内蒙、山东等北方大部分地区都拥有丰富的太阳能资源,广大南方地区日照更加充足。太阳能取暖体系具有高度清洁、高度性价比和零污染的优势。热力全部来源于太阳辐射,不受地域影响,尤其适合中国农村较为开阔的居住环境。采用单体建筑独立安装,可根据供暖面积自主调节,完全可以满足南北方动机取暖需求。 事实上,我国在“十一五”期间已经明确了太阳能供暖工程的发展规划,国家财政部和建设部等相关部门先后制定出地方性的太阳能供暖技术推广计划。从地理位置上看,我国国土面积2/3属于严寒或者寒冷地带(如西藏、新疆等地),09年统计,全年用于取暖所消耗的标准煤数量为1.3亿吨。与太阳能供暖体系相比,在节能减排方面的缺陷很大。
太阳能供暖体系应用的具有积极作用。首先,我国当前处于城乡一体化建设重要期间,缩短城乡居民生活方式不单单要从生活环境方面改造,更应该注重生活状体。太阳能供暖系统可以彻底改变农村生活环境,减少因各类焚烧带来的环境污染,提高整体生活质量。其次,太阳能的清洁资源作用于供暖方面,具有普遍的公平性,涉及到的经费补贴部分可以减少中间环节,方便市场推广。
从目前的情况来看,广大居民并没有意识到建筑节能的重要性,对环境治理方面的需求弱于经济收益,重视采暖的原始作用而忽略健康要素。究其原因,政府的引导不得当或缺失是个关键。市场上所出现的太阳能采暖系统设备由于价格较高,还不具备普及特性;尤其是在安装方面,与一般的电子电气设备不同,广大群众缺乏信心。
要解决这一问题,可以借助我国日益发展的城乡一体化建设契机,在新型民居、学校、医院等环境中推广示范项目,正确引导清洁能源消费。从经济角度入手,透彻的展现新技术的优势,才能深入人心;通过政府和市场的双重引导和作用,保障广大国民在经济承受范围之内,从而催化极大的市场。
更重要的是,通过太阳能供暖体系的构建,可以从根本上改变农村“脏乱差”的现状。在农村囤积的大量废柴、秸秆等燃烧物进一步减少,或者进入绿色能源再生环节。多数居民有条件对居住环境和建筑设计进行统一规划,扩大现代化家居产品、电器产品的消费,从而扩大内需,优化我国产业机构。
三、结论
太阳能供暖模式是继太阳能热水产品之后最具有发展潜力的清洁能源技术,目前我国在太阳能利用方面,正处于普及阶段。抓住这一优势时期,加快科技攻关和市场开拓,可以获取经济效益和环境治理的双丰收,尤其是在核心技术方面,通过借鉴也引导,开发适应中国国情的系统和软件,加速这一产业的实践应用。同时,也应该加强政府方面的引导职能,推出相应的优惠补贴政策,在较为适宜的地区率先开展试点工程。
参考文献:
[1]刘小春,吴佐莲.泰安地区太阳能采暖可行性[J].应用能源技术.2006(04)
[2]侯卫华,沈亮峰.那曲物流中心太阳能集中供暖系统设计[J].暖通空调.2010(07)
[3]刘华斌,马友才,周珣树,姜毅.太阳能供暖空调系统设计探讨[J].暖通空调.2009(03)
[4]岳增田.住宅太阳能集中热水供给系统[J].太阳能.2005(02)[7]刘小春,吴佐莲.泰安地区利用太阳能采暖的技术经济分析[J].节能技术.2006(04)
[5]胡洋,袁莹.我国太阳能集热器建筑构件化概念探讨[J].太阳能学报.2007(09)
[6]高军林,刘玉山,吉顶,范国辉.太阳能与建筑一体化的实践[J].节能与环保.2006(11)
作者简介:
陈康 男 1993.2 湖北孝感人 华中科技大学文华学院城建学部10级建筑环境与设备工程1班。
关键词:雾霾;重要性;必要性;太阳能供暖
2013年开始,“雾霾”成为我国一线城市的关键词并逐渐引起全国居民的重视,以北京为例,全年的非雾霾天气只有5天,进入2014年更是出现雾霾天气橙色预警。按照世界卫生组织推荐的空气质量标准判断,全国500个城市中达到标准的不足1%;尤其在进入冬季之后,雾霾天气无论在严重程度和持续时间方面,都远远高于其他时间段,究其原因仍然是现阶段我国冬季供暖方式形成的。
根据中国科学院大气研究项目课题组所公布的数据,造成北京地区冬季大气污染的罪魁祸首中,燃煤和生物质燃烧占总比例的30%,其次分别为二次无机气溶胶与工业污染。传统的供暖方式中,无论是采取集中供暖还是单户供暖,都已经成为影响大气环境的关键因素。
一、我国传统供暖方式现状分析
数字显示,从1989年到2003年,我国北方地区集中供暖的城市增加了1200%,2010年前后,北方城镇级别的住宅小区基本实现了集中供暖,覆盖率高大90%,同时在南方地区也逐步实现了以家庭为单位的供暖格局,以提高生活舒适程度。2003年,我国出台了《采暖通风与空调系统设计规范》——供暖方式的进一步扩宽,为我国居民提供了更多的选择余地。
当前,针对小区住宅,我国居民传统的供暖方式主要有以下几种:
1、散热器。散热器供暖方式在我国存在的时间较长,技术相对成熟可靠,最大的有点是前期投入少,便于城市统一热网和小区区域热网的关联,是一种理想的集中供暖体系。从当前形势看,供暖时间长、价格低廉等优势,会在较长一段时间内存在。
但是,随着新型的供暖方式的不断出现,散热器供暖方式的弊端也逐渐显露出来。由于散热器的关键部分为散热片,在安装过程中要严格遵守供暖管道的设计,需要占据一定的居住空间;同时,散热器供暖无法对温度的控制和供暖时间无法自由掌握,在室外温度较高的条件下,灰尘颗粒会悬浮于室内环境,造成空气质量下降。
2、地暖。地暖即地面辐射供暖,在我国是一项悠久而崭新的技术。早期人们通过在火墙、火炕中燃烧煤炭、木材方式取暖,进一步演化为后期的地炕方式;单从形式上而言,与现阶段普遍采用天然气、煤气等热源有异曲同工之妙。地板辐射采暖将采暖系统安装在建筑物的内部,铺设管道并以热水为热源导体,所释放的热量通过建筑表面辐射到住宅空间。由此不难判断,这种取暖方式作业热量非常均匀,由于所铺设管道都在建筑物内部,能够保障室内的清洁美观,减少室内占用面积。然而缺点也不容忽视:即施工程序较为复杂,出现问题维护成本高。
3、电热膜取暖。顾名思义,电热膜的主要热源来自与电力,其突出特点是使用寿命长、故障率低,一次性安装之后一般不用进行维修保养。使用过程中,电热膜会铺设在地板下或天花板,其特殊的工艺原理造就了安全、节能、环保的特性,由于采取电能作为热源,所以很方便用户自行控制。但是这一取暖方式仍然有一些缺点,突出问题是其升温速度很慢,在正常情况下需要60~100分钟才能实现人体舒适温度,系统的安装环境要求也很高,用户必须做好前期的装修规划,规避安装部分的突出物体。另外,电力供应和电费标准也是需要考虑的问题。
4、燃气红外线辐射采暖。气体的燃烧更加充分,利用煤气、液化石油气等气体作为热源可以更好的加以利用,发热器达到一定温度后,离心风机(真空泵)将热空气及附带物输送到辐射管中,产生远红外线,实现传递热量的目的。实验证明,辐射采暖相比对流采暖可以节约30%~60%的能源消耗,设备的启动快、停机快、升温快,在存储热量方面也比较优秀;同时,红外线给人的舒适程度感明显较高。目前来说,这一模式非常实用于各类环境,除了居住环境之外,在场馆、商场、仓库,甚至在一些户外航地也可以进行,前提是需要燃气网管的支持。从经济效益和环境效益两方面综合评定,这一方式很适合下一阶段的发展。
总体而言,传统的供暖方式多以石化燃料或间接新能源(电力)作为热力来源,在集中供暖的过程中,对大气质量的负面影响是必然的。中科院环境研究所研究表明,从成分及发生频率判断,雾霾的最大成因就是燃煤;在我国,由于历史原因和经济原因,农业人口占据绝大多数,尽管在2011年城市人口与农业人口比例发生逆转,但实际居住环境并没有发生太大改变。尤其在以农村单户家庭为单位取暖方式、三线城市自住房等大范围地区,燃煤与取暖炉的使用仍然非常普遍。
二、建设我国太阳能供暖体系的重要意义
中国是世界上最大的太阳能光伏产品生产国,但是在太阳能供暖方面的发展却非常的落后和缓慢。欧盟委员会统计显示,欧洲国家太阳能供暖已经占有较大的份额,1997年约为整个太阳能热利用市场的20%~50%,2010年太阳能供暖系统超过1900万平方米;相比国外而言,国内没有成型的太阳能供暖系统设计和成熟的软件产品,在市场开拓方面仍然处于起步期。日益严重的环境问题已经为太阳能供暖市场提供了先决条件,如何推广这一新型技术仍然是亟待研究的问题。
目前,在我国广大地区,太阳能供暖体系都具备可行性条件,北京、河南河北、内蒙、山东等北方大部分地区都拥有丰富的太阳能资源,广大南方地区日照更加充足。太阳能取暖体系具有高度清洁、高度性价比和零污染的优势。热力全部来源于太阳辐射,不受地域影响,尤其适合中国农村较为开阔的居住环境。采用单体建筑独立安装,可根据供暖面积自主调节,完全可以满足南北方动机取暖需求。 事实上,我国在“十一五”期间已经明确了太阳能供暖工程的发展规划,国家财政部和建设部等相关部门先后制定出地方性的太阳能供暖技术推广计划。从地理位置上看,我国国土面积2/3属于严寒或者寒冷地带(如西藏、新疆等地),09年统计,全年用于取暖所消耗的标准煤数量为1.3亿吨。与太阳能供暖体系相比,在节能减排方面的缺陷很大。
太阳能供暖体系应用的具有积极作用。首先,我国当前处于城乡一体化建设重要期间,缩短城乡居民生活方式不单单要从生活环境方面改造,更应该注重生活状体。太阳能供暖系统可以彻底改变农村生活环境,减少因各类焚烧带来的环境污染,提高整体生活质量。其次,太阳能的清洁资源作用于供暖方面,具有普遍的公平性,涉及到的经费补贴部分可以减少中间环节,方便市场推广。
从目前的情况来看,广大居民并没有意识到建筑节能的重要性,对环境治理方面的需求弱于经济收益,重视采暖的原始作用而忽略健康要素。究其原因,政府的引导不得当或缺失是个关键。市场上所出现的太阳能采暖系统设备由于价格较高,还不具备普及特性;尤其是在安装方面,与一般的电子电气设备不同,广大群众缺乏信心。
要解决这一问题,可以借助我国日益发展的城乡一体化建设契机,在新型民居、学校、医院等环境中推广示范项目,正确引导清洁能源消费。从经济角度入手,透彻的展现新技术的优势,才能深入人心;通过政府和市场的双重引导和作用,保障广大国民在经济承受范围之内,从而催化极大的市场。
更重要的是,通过太阳能供暖体系的构建,可以从根本上改变农村“脏乱差”的现状。在农村囤积的大量废柴、秸秆等燃烧物进一步减少,或者进入绿色能源再生环节。多数居民有条件对居住环境和建筑设计进行统一规划,扩大现代化家居产品、电器产品的消费,从而扩大内需,优化我国产业机构。
三、结论
太阳能供暖模式是继太阳能热水产品之后最具有发展潜力的清洁能源技术,目前我国在太阳能利用方面,正处于普及阶段。抓住这一优势时期,加快科技攻关和市场开拓,可以获取经济效益和环境治理的双丰收,尤其是在核心技术方面,通过借鉴也引导,开发适应中国国情的系统和软件,加速这一产业的实践应用。同时,也应该加强政府方面的引导职能,推出相应的优惠补贴政策,在较为适宜的地区率先开展试点工程。
参考文献:
[1]刘小春,吴佐莲.泰安地区太阳能采暖可行性[J].应用能源技术.2006(04)
[2]侯卫华,沈亮峰.那曲物流中心太阳能集中供暖系统设计[J].暖通空调.2010(07)
[3]刘华斌,马友才,周珣树,姜毅.太阳能供暖空调系统设计探讨[J].暖通空调.2009(03)
[4]岳增田.住宅太阳能集中热水供给系统[J].太阳能.2005(02)[7]刘小春,吴佐莲.泰安地区利用太阳能采暖的技术经济分析[J].节能技术.2006(04)
[5]胡洋,袁莹.我国太阳能集热器建筑构件化概念探讨[J].太阳能学报.2007(09)
[6]高军林,刘玉山,吉顶,范国辉.太阳能与建筑一体化的实践[J].节能与环保.2006(11)
作者简介:
陈康 男 1993.2 湖北孝感人 华中科技大学文华学院城建学部10级建筑环境与设备工程1班。