太阳能利用让建筑与环境更和谐

　　第29届北京奥运会吸引了世界关注的目光，体现“科技奥运”、“绿色奥运”理念的太阳能光伏发电技术在奥运村、奥运公园、奥运场馆以及草坪灯、公共照明、部分空调和热水供应等方面的使用，让太阳能进一步从奥运走向公众。“近年来，太阳能等可再生能源在整个能源结构中的地位不断提高，逐渐由补充能源发展到替代能源。”“太阳能作为可再生能源，利用前景十分广阔。立足国内能源现实，我国出台了相关政策，积极引导和推动太阳能资源开发与应用。”在采访中，省建设科学研究院节能工作室副主任、教授级高级工程师王庆辉围绕一些现实问题，介绍了太阳能利用给建筑与环境带来的深刻影响。
    太阳能利用具有较大作为空间
    随着社会的进步，建筑能源消耗量也在迅速增加。世界各国都已经认识到，能源的短缺，已经日益威胁到人类的生存和发展。开发新的替代能源，新能源和可再生能源利用，尤其是太阳能在建筑中的应用也被提上了日程。对我省公众而言，太阳能在建筑中的应用已不陌生，尤其对太阳能热水器和太阳能路灯，更为熟悉。“从大的分类上讲，太阳能的利用分光热利用和光电利用两种。”王庆辉介绍说，光热利用包括被动式太阳能房，建筑中利用太阳能供暖、供热、制冷等。光电利用主要是指光伏发电，将太阳能转化成电能，既可以贮存于蓄电池，也可以直接使用。太阳能光伏发电可广泛应用于道路、公园、车站等公共设施的照明，也可应用于城市楼宇亮化、楼道照明和霓虹灯广告。
    光热利用中的被动式太阳能房造价低廉、构造简单、管理方便、不需要动力，还具有集热、蓄热、保温等特点，冬暖夏凉，深受人们欢迎。在我省一些农村，在无辅助热源的情况下，被动式太阳能房比普通住房冬季可提高室内温度8℃以上，室内外温差达到15℃；夏季可降低室温2℃－3℃。“不让太阳空走过，留得“天火”暖人间”。作为全国被动式太阳能房发展最好的省份之一，我省采用此项技术建造的农村学校、敬老院、民宅，造型别致，节能美观，已成为农村小城镇建设中一道亮丽的风景。
    太阳能热水系统是以吸收太阳辐射能为热源，将太阳能转为热能以达到加热水的目的。整套装置包括太阳能集热装置、储热装置、循环管路装置等。
    运用太阳能设备调节室内温度在节能建筑中也颇有作为。目前，我省太阳能光热利用面积已经超过2000万平方米，其中大连、沈阳两个城市利用效果尤为突出。
    清洁能源环境效益持久
    太阳能是一种清洁、无污染、可再生的优质新能源，地球上每秒钟得到的太阳能相当于燃烧80万吨标准煤所放出的热量。我省每年每平方米地区所得到的太阳能相当于240－280千克煤。因此有效开发、充分利用太阳能资源是缓解能源短缺状况，保护生态环境，提高人民生活质量的重要措施。
    太阳能热水器通过集热装置，利用太阳能资源为用户提供热水，用于淋浴等日常生活，一年四季均可使用。太阳能热水器可适用于不同生活水平的用户，其年均开发太阳能资源达120千克标准煤/平方米，不仅节约资金，而且清洁卫生、使用方便，在世界各国均得以广泛采用。在我省，1平方米太阳能热水器每年可减排二氧化碳322公斤，二氧化硫3.96公斤，二氧化氮1.98公斤，粉尘3.06公斤，节约环境治理费75元。
    太阳能光电利用的效益也不可小视。仅以北票市的百年矿区亮化工程为例，2007年北票市安装太阳能灯2037盏，按运行20年计算，可节约电3582万千瓦时，减排碳粉尘9743吨，减排二氧化碳35713吨，减排二氧化硫1074吨，减排氮氧化物537吨。以此推算，如果太阳能光伏发电在我省全面推广，将对我省节能减排发挥巨大作用，对于建设资源节约型、环境友好型社会，促进全省经济社会又好又快发展有着非常重要的意义。
    我省是太阳能利用条件较好的地区之一，年日照小时数超过2200小时，年太阳能辐射总量大于每平方米5000兆焦耳，为太阳能光伏发电的应用提供了取之不尽、用之不竭的资源保证。目前，辽宁太阳能光伏发电起步虽晚，但潜力较大。太阳能利用和建筑一体化是发展趋势
    我国从2006年1月1日起实施的《可再生能源法》，鼓励使用太阳能等可再生能源，日前颁布的《民用建筑节能条例》第7条提出提倡使用太阳能。按照规划，到2020年，我国太阳能等可再生能源使用量将达到16%。
    现在欧洲及美国、日本等已经出现了太阳能热水、太阳能采暖及制冷、太阳电池发电与建筑一体化的新型示范性建筑。可以预见，21世纪太阳能建筑在能源、环境和经济的可持续发展进程中，必将起到重要的作用。太阳能利用与建筑一体化已成为21世纪的重要研究课题。由于建筑是一个复杂的系统，一个完整的统一体，由此产生了“一体化设计”的概念。“一体化设计”是指在建筑规划设计之初，就将太阳能利用纳入设计内容，使之成为建筑的一个有机组成部分。在光电利用中，太阳能光伏可与屋顶、墙面、遮阳装置等相结合，这样，建筑物为光伏系统提供足够的空间而不需要另占土地，省去光伏系统的支撑结构、省去输电费用。把太阳能同建筑结合起来，将房屋发展成具有独立能源、自我循环式的新型建筑，是人类进步和社会、科学技术发展的必然。建筑物一体化的屋顶太阳能单体电站和住宅小区屋顶太阳能并网电站是太阳能光伏发电在城市应用的主要发展方向。在农村和边远地区，太阳能光伏发电可应用于独立光伏电站、小型风光互补发电系统、太阳能用户系统、太阳能照明灯、太阳能水泵及学校、医院、饭店、商店等供电系统。
    王庆辉以我省公众最为熟悉的太阳能热水器为例：“太阳能热水器与建筑一体化的定义概括起来讲，就是将太阳能热水器与建筑充分结合并实现整体外观的和谐统一。”他认为，“一体化”的好处是，建筑的使用功能与太阳能热水器的利用有机地结合在一起，形成多功能的建筑构件，巧妙高效地利用空间，使建筑可利用太阳能的部分--- 向阳面或屋顶得以充分利用；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物结构的损害；综合使用材料，降低了总造价，减轻建筑荷载；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为一体，不影响建筑的外观；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；太阳能的利用与建筑相互促进、共同发展，使其节省能源，使公众受益。


本报记者远帝红

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