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【摘 要】通过本文的论述，主要介绍了太阳能建筑的技术应用现状与未来发展的策略及目标。
【关键词】太阳能建筑;发展;现状;未来
The Status And Future Of Solar Building Development
Wei Si-sheng1，Lan Zhong-jie2
(1.Technology Department, Himin Solar Energy Group Co.,Ltd Dezhou Shandong 253000；
2.Shandong Hua Yu occupation technical college Dezhou Shandong 253034)
【Abstract】This article introduces the status of solar building and its strategy and aim in future.
【Key words】Solar building；Development；Status；Future
1. 我国建筑能源消耗现状及太阳能资源
1.1 改革开放以来，我国城乡建设发展迅速，建筑面积不断扩大。近几年城镇每年建成的住宅面积达到4~5亿m2，农村则已达到7~8亿m2。在目前已经超过360亿m2的累计房屋建筑面积中，严格按照采暖建筑节能标准建造的只有1.3亿m2。
我国住宅单位面积采暖能耗是发达国家的3倍左右，而因为隔热材料质量低、保温效果差等原因造成能源浪费严重。根据2000年的统计结果，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。
1.2 我国具有丰富的太阳能资源。太阳能以其清洁、储量巨大、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源。
我国的太阳能资源，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%。
2. 太阳能建筑的概念
目前国家对于“太阳能建筑”的准确定义还处在研究阶段，但我们可以给其赋予初期的定义，那就是在建筑物的策划、建造、设计、使用、维护以及改造等活动中，主动与被动地利用太阳能的建筑都可统称为太阳能建筑。它同时应遵从以下几点原则：
(1)建筑的使用功能与太阳能热水器的利用有机的结合在一起，形成多功能的建筑构件，巧妙高效的利用空间，使建筑可利用太阳能的部分——向阳面或屋顶得以充分利用。
(2)同步规划设计，同步施工安装，节省太阳能热水系统的安装成本和建筑成本，一次安装到位，避免后期施工对用户生活造成的不便以及对建筑已有结构的损害。
(3)综合使用材料，降低了总造价，减轻建筑荷载。
(4)综合考虑建筑结构和太阳能设备协调和谐，构造合理，使太阳能热水系统和建筑融合为一体，不影响建筑的外观。
(5)如果采用集中式系统，还有利于平衡负荷和提高设备的利用效率。
3. 太阳能建筑的技术应用
太阳能建筑的技术应用包括了被动应用、主动应用和综合应用等多种途径。就发展最快的太阳能光热利用而言，也将包括低温利用、中温利用和高温利用等多层次能源效率利用形式；太阳能光伏发电技术虽然其成本高，但随着技术成本不断降低，也将在太阳能建筑上得到更大的发展。
3.1 太阳能光热技术。
太阳能热水器是光热利用最成功的领域。我国在太阳能热水器的基础理论研究、工艺材料研究、应用研究、技术标准、制造水平、产品质量等方面，总体处于国际先进水平，多个指标国际领先。
普遍存在的由每个家庭分散独立安装的太阳能热水器，安装和使用方式对其性能和外观造成了很大的影响。太阳能热水器没能与建筑完美的结合，给景观和安全带来了不利效果，甚至出现了先安后拆的现象，给太阳能热水器产业的进一步发展造成很大障碍。所以提倡集体安装、统一设计对于住宅楼利用太阳能热水器是非常必要的。
普通太阳能热水器虽然很普及，但距规范安装、高标准的与建筑融合还是有差距的。相对而言，太阳能集热器与建筑的融合比较可行有效，甚至太阳能集热器本身可以作为建筑构件，更完美的容入建筑之中。
3.2 太阳能采暖技术。
太阳能用于建筑物供暖有两种方式：被动式太阳能采暖系统和主动式太阳能采暖系统。
被动式太阳能采暖系统是太阳能采暖中最简单的一种形式，通过建筑的朝向和周围环境的合理布置，以及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建筑物在冬季能够充分利用太阳赋予的热量，以达到采暖的目的。
主动式太阳能采暖系统是使用常规能源，利用水泵或风机等动力设备，将热水或热空气从太阳能集热器输送到储热器或采暖房间内，系统中的各部分均可控制而达到需要的室温。
我国被动式太阳房技术的研究始于20世纪80年代初，经过这些年的努力，现已初有成效。目前被动式太阳房主要集中在西北、华北、东北地区。我国《建筑节能“九五”计划和2010年规划》中提出要在村镇中推广太阳能建筑，到2000年累计建成1000万m2，至2010年累计建成5000万m2。
3.3 太阳能空调技术。
太阳能空调的实现有两种方式，一、是先实现光-电转换，再用电力驱动常规制冷机进行制冷；二、是利用太阳的热能驱动进行制冷。
从太阳能系统和制冷热源工作温度的高低来分，目前国内外太阳能空调系统大致可以分为三类：高温型、中温型和低温型。国外实用性系统多为中温型，也有高温型的实验装置，国内目前只有后两种。
3.4 太阳能房和太阳能温室技术。
太阳能房和太阳能温室在我国东北和西北地区应用较早，目前已达1050万m2，每年节约25万tce。太阳能低温地板采暖适用于6层以下的板楼住宅、办公楼、学校和别墅。对于广大郊区农村冬季采暖，夏季降温非常实用，在农村推广其经济效益会更加理想。
3.5 太阳能发电技术。
太阳能光伏发电产业增长迅速，不仅因为它是具有许多优点的清洁能源，一个更诱人的动因是，在太阳能与建筑一体化的过程中，太阳电池组件比太阳能热水器或太阳集热器与建筑更有亲合力。太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，国外已有非常好的案例。因此，太阳能光伏发电技术与建筑结合方面，将具有良好的经济效益，前途无限。
4. 太阳能建筑未来的发展
4.1 认清制约太阳能建筑发展的因素。
尽管国家和行业主管部门已经出台了一系列法规、标准，如节约能源法、民用建筑节能管理规定、不同地区的节能设计标准等，但由于其成本、技术、市场导向的因素在一定程度上影响了太阳能建筑的普及推广。同时，管理体制过于分散、激励政策体系不健全、全民教育与理念传播不够等也是制约太阳能建筑发展的相关因素。
4.2 太阳能建筑的发展思路。
在各级政府的政策导向和激励机制的基础上，提高职业培训和公众教育程度，加强产品（系统）检测认证和建筑准入制度，完善规范标准及相关技术规程，发挥从企业到业主等各个层面的积极性，共同推进太阳能建筑的有序健康发展。
4.3 确定太阳能建筑发展的策略
4.3.1 气候特征和经济发达程度。我国西部经济欠发达地区，往往又是太阳能资源丰富的区域。依然应以被动利用太阳能建筑为主，加强集热、蓄热、导热等材料和技术的研发与推广。对于经济发达的沿海地区，夏季炎热、冬季阴冷，又具有冬季采暖、夏季制冷的生活需求和经济能力。因此，应积极扩大综合利用太阳能建筑新技术的投资优势，并成为实施太阳能或水源热泵等采暖空调技术示范建筑的首选地区。
4.3.2 生活习惯和经济水平。随着我国社会发展和人民生活水平的不断提高，稳定的热水供应逐步成为居民的基本生活需求之一。这是太阳能热水设备及系统与建筑一体化成为太阳能建筑领域发展最快的主要原因。
4.3.3 建筑特征与政策导向。对于不同的建筑类型和社会功能，在太阳能利用等领域应给予不同的示范导向和税收等激励政策。如，对于公益性建筑采取强制推行太阳能利用的政策；而对于商业性建筑则给予税收等激励政策；对于量大面广的居住建筑则实行税收激励政策、能源投资机制及业主有偿使用相结合的策略。当然这些策略对于既有建筑的改造同样适用。近期可在选择特殊用途建筑、大型公益性建筑及政府办公建筑等进行示范推广和政策引导。
4.3.4 太阳能建筑技术和体系。编制设计规范、标准及其相关图集，建立产品（系统）检测中心和认证机构，完善施工验收及维护技术规程等，是太阳能利用（如热水供应）列入建筑工程设计环节，并作为一个“专业”纳入建筑工程教育体系的前提。
4.3.5 理念推广。节能生态的教育、生活方式的改变和理念的传播在太阳能建筑发展中的重要性凸现。教育人们了解常规能源的一般知识、太阳能的优越性以及健康的生活方式，是一项全社会的重要任务，各级政府应给予足够的重视，并予以专项资金支持。
4.3.6 太阳能建筑应用技术的研究与推广。针对我国的社会发展、技术进步、经济能力、区域气候、生活需求等因素，以太阳能建筑领域中的热水供应为切入点，扩大太阳能热水供应的既有理念优势，倡导“理念先行、示范突破”。
5. 太阳能建筑的发展目标
综合利用太阳能，满足建筑物对于使用功能和环境功能等方面对于能源供应的需求，以降低建筑能耗在社会总能耗中的比例。因此，进一步考虑将太阳能利用与地热能、风能、生物质能以及自然界中的低温热能等复合能源的利用结合起来，并进行系统的优化配置，以满足建筑的能源供应和健康环境的需求，是太阳能建筑发展的最高目标。零能耗建筑代表了太阳能综合应用的最高理想。
6. 结论
随着经济建设和社会的发展，城市花园化已经成为潮流，而且随着能源与环境的问题日益严重，太阳能应用也将日益普及，城市花园化和太阳能应用最终将体现在建筑上，因此应更多地研制适合各种建筑的太阳能产品以适应社会发展的需要。
太阳能建筑必须全面贯穿太阳能新技术的应用而又必须是所有老百姓都能用得起用得上的。
太阳能设施必须是建筑本体的一部或大部。起码是建筑物的屋顶和南墙必须由太阳能设施所替代, 并且造价不能增高，才是货真价实的太阳能建筑。这样的太阳能建筑才能在广大民众推广。
［文章编号］1006-7619（2008）10-22-603
［作者简介］魏斯胜(1974.8- )，男，皇明太阳能集团有限公司技术支持部集热器组组长，中级工程师。
【关键词】太阳能建筑;发展;现状;未来
The Status And Future Of Solar Building Development
Wei Si-sheng1，Lan Zhong-jie2
(1.Technology Department, Himin Solar Energy Group Co.,Ltd Dezhou Shandong 253000；
2.Shandong Hua Yu occupation technical college Dezhou Shandong 253034)
【Abstract】This article introduces the status of solar building and its strategy and aim in future.
【Key words】Solar building；Development；Status；Future
1. 我国建筑能源消耗现状及太阳能资源
1.1 改革开放以来，我国城乡建设发展迅速，建筑面积不断扩大。近几年城镇每年建成的住宅面积达到4~5亿m2，农村则已达到7~8亿m2。在目前已经超过360亿m2的累计房屋建筑面积中，严格按照采暖建筑节能标准建造的只有1.3亿m2。
我国住宅单位面积采暖能耗是发达国家的3倍左右，而因为隔热材料质量低、保温效果差等原因造成能源浪费严重。根据2000年的统计结果，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。
1.2 我国具有丰富的太阳能资源。太阳能以其清洁、储量巨大、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源。
我国的太阳能资源，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%。
2. 太阳能建筑的概念
目前国家对于“太阳能建筑”的准确定义还处在研究阶段，但我们可以给其赋予初期的定义，那就是在建筑物的策划、建造、设计、使用、维护以及改造等活动中，主动与被动地利用太阳能的建筑都可统称为太阳能建筑。它同时应遵从以下几点原则：
(1)建筑的使用功能与太阳能热水器的利用有机的结合在一起，形成多功能的建筑构件，巧妙高效的利用空间，使建筑可利用太阳能的部分——向阳面或屋顶得以充分利用。
(2)同步规划设计，同步施工安装，节省太阳能热水系统的安装成本和建筑成本，一次安装到位，避免后期施工对用户生活造成的不便以及对建筑已有结构的损害。
(3)综合使用材料，降低了总造价，减轻建筑荷载。
(4)综合考虑建筑结构和太阳能设备协调和谐，构造合理，使太阳能热水系统和建筑融合为一体，不影响建筑的外观。
(5)如果采用集中式系统，还有利于平衡负荷和提高设备的利用效率。
3. 太阳能建筑的技术应用
太阳能建筑的技术应用包括了被动应用、主动应用和综合应用等多种途径。就发展最快的太阳能光热利用而言，也将包括低温利用、中温利用和高温利用等多层次能源效率利用形式；太阳能光伏发电技术虽然其成本高，但随着技术成本不断降低，也将在太阳能建筑上得到更大的发展。
3.1 太阳能光热技术。
太阳能热水器是光热利用最成功的领域。我国在太阳能热水器的基础理论研究、工艺材料研究、应用研究、技术标准、制造水平、产品质量等方面，总体处于国际先进水平，多个指标国际领先。
普遍存在的由每个家庭分散独立安装的太阳能热水器，安装和使用方式对其性能和外观造成了很大的影响。太阳能热水器没能与建筑完美的结合，给景观和安全带来了不利效果，甚至出现了先安后拆的现象，给太阳能热水器产业的进一步发展造成很大障碍。所以提倡集体安装、统一设计对于住宅楼利用太阳能热水器是非常必要的。
普通太阳能热水器虽然很普及，但距规范安装、高标准的与建筑融合还是有差距的。相对而言，太阳能集热器与建筑的融合比较可行有效，甚至太阳能集热器本身可以作为建筑构件，更完美的容入建筑之中。
3.2 太阳能采暖技术。
太阳能用于建筑物供暖有两种方式：被动式太阳能采暖系统和主动式太阳能采暖系统。
被动式太阳能采暖系统是太阳能采暖中最简单的一种形式，通过建筑的朝向和周围环境的合理布置，以及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建筑物在冬季能够充分利用太阳赋予的热量，以达到采暖的目的。
主动式太阳能采暖系统是使用常规能源，利用水泵或风机等动力设备，将热水或热空气从太阳能集热器输送到储热器或采暖房间内，系统中的各部分均可控制而达到需要的室温。
我国被动式太阳房技术的研究始于20世纪80年代初，经过这些年的努力，现已初有成效。目前被动式太阳房主要集中在西北、华北、东北地区。我国《建筑节能“九五”计划和2010年规划》中提出要在村镇中推广太阳能建筑，到2000年累计建成1000万m2，至2010年累计建成5000万m2。
3.3 太阳能空调技术。
太阳能空调的实现有两种方式，一、是先实现光-电转换，再用电力驱动常规制冷机进行制冷；二、是利用太阳的热能驱动进行制冷。
从太阳能系统和制冷热源工作温度的高低来分，目前国内外太阳能空调系统大致可以分为三类：高温型、中温型和低温型。国外实用性系统多为中温型，也有高温型的实验装置，国内目前只有后两种。
3.4 太阳能房和太阳能温室技术。
太阳能房和太阳能温室在我国东北和西北地区应用较早，目前已达1050万m2，每年节约25万tce。太阳能低温地板采暖适用于6层以下的板楼住宅、办公楼、学校和别墅。对于广大郊区农村冬季采暖，夏季降温非常实用，在农村推广其经济效益会更加理想。
3.5 太阳能发电技术。
太阳能光伏发电产业增长迅速，不仅因为它是具有许多优点的清洁能源，一个更诱人的动因是，在太阳能与建筑一体化的过程中，太阳电池组件比太阳能热水器或太阳集热器与建筑更有亲合力。太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，国外已有非常好的案例。因此，太阳能光伏发电技术与建筑结合方面，将具有良好的经济效益，前途无限。
4. 太阳能建筑未来的发展
4.1 认清制约太阳能建筑发展的因素。
尽管国家和行业主管部门已经出台了一系列法规、标准，如节约能源法、民用建筑节能管理规定、不同地区的节能设计标准等，但由于其成本、技术、市场导向的因素在一定程度上影响了太阳能建筑的普及推广。同时，管理体制过于分散、激励政策体系不健全、全民教育与理念传播不够等也是制约太阳能建筑发展的相关因素。
4.2 太阳能建筑的发展思路。
在各级政府的政策导向和激励机制的基础上，提高职业培训和公众教育程度，加强产品（系统）检测认证和建筑准入制度，完善规范标准及相关技术规程，发挥从企业到业主等各个层面的积极性，共同推进太阳能建筑的有序健康发展。
4.3 确定太阳能建筑发展的策略
4.3.1 气候特征和经济发达程度。我国西部经济欠发达地区，往往又是太阳能资源丰富的区域。依然应以被动利用太阳能建筑为主，加强集热、蓄热、导热等材料和技术的研发与推广。对于经济发达的沿海地区，夏季炎热、冬季阴冷，又具有冬季采暖、夏季制冷的生活需求和经济能力。因此，应积极扩大综合利用太阳能建筑新技术的投资优势，并成为实施太阳能或水源热泵等采暖空调技术示范建筑的首选地区。
4.3.2 生活习惯和经济水平。随着我国社会发展和人民生活水平的不断提高，稳定的热水供应逐步成为居民的基本生活需求之一。这是太阳能热水设备及系统与建筑一体化成为太阳能建筑领域发展最快的主要原因。
4.3.3 建筑特征与政策导向。对于不同的建筑类型和社会功能，在太阳能利用等领域应给予不同的示范导向和税收等激励政策。如，对于公益性建筑采取强制推行太阳能利用的政策；而对于商业性建筑则给予税收等激励政策；对于量大面广的居住建筑则实行税收激励政策、能源投资机制及业主有偿使用相结合的策略。当然这些策略对于既有建筑的改造同样适用。近期可在选择特殊用途建筑、大型公益性建筑及政府办公建筑等进行示范推广和政策引导。
4.3.4 太阳能建筑技术和体系。编制设计规范、标准及其相关图集，建立产品（系统）检测中心和认证机构，完善施工验收及维护技术规程等，是太阳能利用（如热水供应）列入建筑工程设计环节，并作为一个“专业”纳入建筑工程教育体系的前提。
4.3.5 理念推广。节能生态的教育、生活方式的改变和理念的传播在太阳能建筑发展中的重要性凸现。教育人们了解常规能源的一般知识、太阳能的优越性以及健康的生活方式，是一项全社会的重要任务，各级政府应给予足够的重视，并予以专项资金支持。
4.3.6 太阳能建筑应用技术的研究与推广。针对我国的社会发展、技术进步、经济能力、区域气候、生活需求等因素，以太阳能建筑领域中的热水供应为切入点，扩大太阳能热水供应的既有理念优势，倡导“理念先行、示范突破”。
5. 太阳能建筑的发展目标
综合利用太阳能，满足建筑物对于使用功能和环境功能等方面对于能源供应的需求，以降低建筑能耗在社会总能耗中的比例。因此，进一步考虑将太阳能利用与地热能、风能、生物质能以及自然界中的低温热能等复合能源的利用结合起来，并进行系统的优化配置，以满足建筑的能源供应和健康环境的需求，是太阳能建筑发展的最高目标。零能耗建筑代表了太阳能综合应用的最高理想。
6. 结论
随着经济建设和社会的发展，城市花园化已经成为潮流，而且随着能源与环境的问题日益严重，太阳能应用也将日益普及，城市花园化和太阳能应用最终将体现在建筑上，因此应更多地研制适合各种建筑的太阳能产品以适应社会发展的需要。
太阳能建筑必须全面贯穿太阳能新技术的应用而又必须是所有老百姓都能用得起用得上的。
太阳能设施必须是建筑本体的一部或大部。起码是建筑物的屋顶和南墙必须由太阳能设施所替代, 并且造价不能增高，才是货真价实的太阳能建筑。这样的太阳能建筑才能在广大民众推广。
［文章编号］1006-7619（2008）10-22-603
［作者简介］魏斯胜(1974.8- )，男，皇明太阳能集团有限公司技术支持部集热器组组长，中级工程师。