焦晶峰

[摘要]本文從太陽(yáng)能熱水(采暖)系統(tǒng)與建筑一體化技術(shù)特點(diǎn)、現(xiàn)狀以及研究和推廣方面對(duì)太陽(yáng)能熱水(采暖)系統(tǒng)與建筑一體化技術(shù)進(jìn)行了論述

[關(guān)鍵詞]太陽(yáng)能熱水(采暖)系統(tǒng)；建筑一體化；技術(shù)；研究和推廣

1、概述

世間萬(wàn)物靠太陽(yáng)，它不斷地自我犧牲向宇宙空間輻射著無(wú)限的能量。由于煤炭石油、天然氣等不可再生能源儲(chǔ)量有限和過(guò)度開(kāi)采，以及對(duì)環(huán)境的污染等多種危機(jī)給人類的生存和發(fā)展造成嚴(yán)重威脅，全面開(kāi)發(fā)利用包括太陽(yáng)能在內(nèi)的清潔可再生能源勢(shì)在必行。

國(guó)家《可再生能源法》鼓勵(lì)單位和個(gè)人參與開(kāi)發(fā)利用可再生能源，還將為太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)提供專項(xiàng)資金、稅收優(yōu)惠等必要的經(jīng)濟(jì)支持。

社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要能源支撐。21世紀(jì)全球礦物能源的消費(fèi)量越來(lái)越大，而全球礦物能源儲(chǔ)量卻十分有限，全球能源結(jié)構(gòu)必將發(fā)生根本性變化。當(dāng)今占主導(dǎo)地位的石油將逐漸減少直至枯竭，完成其歷史使命，煤炭的利用將受到限制，但考慮發(fā)展中國(guó)家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的需要，在2030年前可能還會(huì)有所增長(zhǎng)，此后將逐漸下降；核能的利用，因核安全和核廢料處理技術(shù)尚未完全解決，若無(wú)技術(shù)上突破，在今后50年內(nèi)發(fā)達(dá)國(guó)家會(huì)逐漸關(guān)閉核電站，太陽(yáng)能和其它可再生能源將替代石油和煤炭，將以其環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和可再生性迎來(lái)高速發(fā)展，逐漸成為世界能源的主角。

我國(guó)陸地每年接受的太陽(yáng)能約147×10⁸GWI-I。相當(dāng)于5萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤提供的能量，約等于數(shù)萬(wàn)個(gè)三峽工程發(fā)電量的總和。開(kāi)發(fā)利用豐富的太陽(yáng)能，既是近期能源的補(bǔ)充，又是未來(lái)能源的基礎(chǔ)。寧夏太陽(yáng)能資源豐富，是我國(guó)太陽(yáng)輻射的高能區(qū)之一，年日照3000小時(shí)以上。在全國(guó)31個(gè)省會(huì)城市太陽(yáng)能可利用狀況綜合排序中，銀川占第三位，僅次于拉薩和呼和浩特，開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。

目前國(guó)外太陽(yáng)能熱水器，不是采用直接加熱太陽(yáng)能集熱器中的水的傳統(tǒng)方法，而是普遍采用防凍液一水二次換熱。這種技術(shù)解決了水凍結(jié)、結(jié)垢和集熱器凍壞問(wèn)題。我國(guó)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)則是以真空玻璃管型太陽(yáng)能集熱器、緊湊式、自然循環(huán)直接式為主，大部分仍是建筑的后置部件，建筑一體化水平低，安全可靠性較差，水質(zhì)衛(wèi)生有隱患。過(guò)去，太陽(yáng)能熱水器廠商把主要精力放在產(chǎn)品技術(shù)的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)上，忽視了產(chǎn)品與建筑的功能、結(jié)構(gòu)和美觀有機(jī)結(jié)合，從而限制了自身的發(fā)展。

太陽(yáng)能與建筑一體化平板集熱器具有以下技術(shù)特點(diǎn)：(1)平板太陽(yáng)能集熱器易與建筑結(jié)合，易安裝在屋頂上，在設(shè)計(jì)時(shí)也比較容易將它融于建筑之中。(2)由于平板太陽(yáng)能集熱器的吸熱板是由金屬材料制成的，集熱器與貯水箱的連接也采用金屬零件，這樣集熱器和連接件都可以承受自來(lái)水和循環(huán)泵的壓力。(3)平板太陽(yáng)能集熱器有清晰的流體通道，傳熱介質(zhì)可以在集熱器與貯水箱內(nèi)的換熱器間順利流動(dòng)，這樣就可以通過(guò)換熱器去加熱貯水箱內(nèi)的水，因此最適用于雙循環(huán)的太陽(yáng)能熱水器。(4)以平板太陽(yáng)能集熱器為主體的家用太陽(yáng)能熱水器和公用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，無(wú)論從整體外型、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、產(chǎn)品性能，還是從安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)、運(yùn)行壽命等各個(gè)角度考慮，都最適合實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合，因而也是最受建筑設(shè)計(jì)師歡迎的太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)品。

2、我市推廣太陽(yáng)能熱水(采暖)系統(tǒng)與建筑一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

通過(guò)對(duì)目前國(guó)外及國(guó)內(nèi)的平板太陽(yáng)能集熱技術(shù)進(jìn)行認(rèn)真分析，我們認(rèn)為要使太陽(yáng)能真正與建筑有機(jī)結(jié)合在一起，必須是從建筑設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)人手，把太陽(yáng)能產(chǎn)品作為建筑的組成部分。包括太陽(yáng)能系統(tǒng)的類型器件、流程等，都要同建筑材料和設(shè)備、門(mén)窗一樣，以滿足建筑的基本要求為前提進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工和生產(chǎn)，因此設(shè)計(jì)太陽(yáng)能建筑應(yīng)滿足以下條件：

2.1在外觀上，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水(采暖)系統(tǒng)與建筑完美結(jié)合，合理布置太陽(yáng)能集熱器。無(wú)論在屋頂、陽(yáng)臺(tái)或墻面都要使太陽(yáng)能集熱器成為建筑的一部分。

2.2在結(jié)構(gòu)上，妥善解決的安裝問(wèn)題，確保建筑物的承重防水等功能不受影響。還應(yīng)充分考慮太陽(yáng)能集熱器承受強(qiáng)風(fēng)、暴雪、冰雹的能力。

2.3在管路布置上，合理布置太陽(yáng)能循環(huán)管路，以及冷熱水循環(huán)管路，盡量減少熱水管路的長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)上留出所有管路的接口、通道。

2.4在系統(tǒng)運(yùn)行上，要求系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、安全，易于安裝、檢修、維護(hù)，合理解決太陽(yáng)能與輔助能源加熱設(shè)備的匹配。

2.5產(chǎn)品質(zhì)量可靠，安裝維修更換須方便。

2.6建筑本身具備蓄能條件。

結(jié)合上述要求，我們結(jié)合本地氣候特點(diǎn)和太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)的發(fā)展實(shí)際，在試點(diǎn)研發(fā)推廣中重點(diǎn)采用了以下技術(shù)：(1)高效低成本集熱器技術(shù)，包括高效吸熱涂層、高通過(guò)率蓋板和密封保溫技術(shù)；(2)使用太陽(yáng)能集熱器做屋頂、陽(yáng)臺(tái)攔板、幕墻的建筑一體化技術(shù)；(3)使用防凍液換熱，使用燃?xì)?、電輔熱；(4)大型太陽(yáng)能熱水(采暖)系統(tǒng)的集成技術(shù)。

3、推廣太陽(yáng)能熱水(采暖)系統(tǒng)與建筑一體化技術(shù)的思路

太陽(yáng)能清潔環(huán)保，且轉(zhuǎn)化技術(shù)已經(jīng)比較成熟。用太陽(yáng)能熱水器舉例。如果沒(méi)有被對(duì)應(yīng)的建筑配套采用，則老百姓你買一個(gè)，我買一個(gè)，這安一個(gè)，那安一個(gè)，既形不成規(guī)模，又影響美觀，索性統(tǒng)一取消，極少建筑商愿意把太陽(yáng)能建筑作為一個(gè)專業(yè)化的系統(tǒng)工程來(lái)考慮。國(guó)家有關(guān)建筑節(jié)能的政策法規(guī)出臺(tái)了不少，要求建筑必須達(dá)到一定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。但建設(shè)太陽(yáng)能建筑，每平方米需增加成本，在沒(méi)有硬性規(guī)定的前提下，建筑商自然搖頭。如果建筑售價(jià)不變，則意味著建筑商要自己承擔(dān)這部分費(fèi)用；如果建筑售價(jià)提高，則會(huì)帶來(lái)潛在的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。這種單方面投資，社會(huì)和業(yè)主得益的模式使建筑商對(duì)太陽(yáng)能建筑熱情不高。若讓建筑商愿意開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能建筑，一是政策激勵(lì)，二是市場(chǎng)刺激，三要強(qiáng)化監(jiān)管。

3.1加大宣傳力度，同時(shí)出臺(tái)政策給太陽(yáng)能建筑開(kāi)發(fā)商以優(yōu)惠，從社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)利益兩方面促使他們加快太陽(yáng)能建筑開(kāi)發(fā)。建設(shè)主管部門(mén)應(yīng)會(huì)同區(qū)、市有關(guān)部門(mén)，開(kāi)展應(yīng)用太陽(yáng)能激勵(lì)政策的研究和調(diào)研，選擇條件成熟的試點(diǎn)，全面推動(dòng)太陽(yáng)能在建筑中的規(guī)?；瘧?yīng)用，帶動(dòng)市場(chǎng)需求，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.2太陽(yáng)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)良好效果的前提是與建筑實(shí)現(xiàn)一體化。在新建建筑中實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能建筑一體化，需要在設(shè)計(jì)之初，就對(duì)太陽(yáng)能運(yùn)用加以考慮，從規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工監(jiān)管以及后期的維護(hù)管理，實(shí)現(xiàn)“同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步管理”的整合設(shè)計(jì)尤為重要。

3.3重點(diǎn)要做好建設(shè)單位和施工單位的監(jiān)督檢查，杜絕建設(shè)單位未經(jīng)施工圖審查，私自變更設(shè)計(jì)圖紙中有關(guān)太陽(yáng)能應(yīng)用部分的設(shè)計(jì)，以及施工承包企業(yè)無(wú)專業(yè)資質(zhì)等級(jí)施工，降低施工質(zhì)量和降低節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象發(fā)生。