太阳能与节能省地建筑(一)注册建筑师考试

文章作者 100test 发表时间 2009:06:18 19:19:22
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  节能省地与太阳能建筑技术
  人类的生存、发展须臾不离能源。人类能源的形式种类从薪柴、沼气到煤炭、石油,越来越丰富和高效,人类似乎拥有着越来越多的能源,生活生产越来越便利。然而,经济迅猛发展,人口急剧增多,使得传统能源已渐枯竭,能源问题凸现。据测算,全球的石油资源还能用20年、天然气资源能用60年、煤炭资源也只能用220年。而且,这些能源在使用过程中会带来破坏生态环境和气候变暖的问题。因此,用新的可再生能源代替常规能源具有非常重大的意义。
  我国是以煤炭为主的能源消费大国,占世界煤炭消费量的27%,我国二氧化碳的排放量也仅次于美国居世界第二位,能源形势非常严峻。有鉴于此,我国政府集思广益,不断提出应对举措。
  2005年,温家宝总理在《政府工作报告》中,从注重能源资源节约和合理利用出发,明确提出鼓励发展节能省地型住宅和公共建筑。同年,建设部汪光焘部长在《应对能源资源环境挑战·共同促进可持续发展》一文中指出:鼓励发展节能省地型住宅与公共建筑,要求制定并强制推行更严格的节地、节能、节水、节材(以下简称“四节”)标准,制定具体目标和具体措施来大力推进,促进城镇发展方式的根本性转变,城镇发展质量和效益有根本性提高。节能省地成为未来中国能源事业发展的关键词。
  发展节能省地型住宅和公共建筑,重要的策略之一是应用太阳能资源,发展太阳能建筑技术。众所周知,太阳能是一种储量极为丰富而且清洁无污染的可再生能源,一旦太阳能成为被广泛利用的能源,它将极大缓解人类的能源危机,改善人居环境,推动人类社会的进步。
  对于太阳能应用而言,我国具有良好的地理条件:全国国土每年获得的太阳能约为3.6X1022J,大约相当于1.2万亿吨标准煤的发热量,其中2/3国土面积太阳能年平均辐射总量在5900兆J/㎡以上,而且大部分采暖地区均分布在长日照区域内。同样,我国的太阳能应用设备生产经过多年发展,具有相当的规模,呈现出良好的发展势头:国内的相关研究虽然起步较晚,但是在被动式太阳房和太阳能热水方面有突出的成绩,光电研究方面则由于价格等问题,尚未达到普及的程度。其中,被动式太阳房已经被推广到广大农村,对解决中国贫困地区的采暖问题起到了良好作用。太阳能热水技术则处于国际领先地位,产销量均为世界第一。
当前建筑设计规范中缺乏关于太阳能热水器的相关指标
  目前,我国的太阳能热水器生产和应用可谓如火如荼。专家预测,太阳能热水器在未来几年仍将保持迅猛的发展势头,这是规划和建筑等行业不能回避的现象。但是,在现有规范中还没有关于太阳能热水器的规定,甚至连太阳能行业本身也没有形成统一的标准。如是发展,潜在的问题很多,主要体现在两方面:发展不均衡。往往在非常需要太阳能的地区,太阳能的应用发展不够理想,产品不规范。产品规格不一,标准性差,与建筑结合存在着一系列问题。
  如此巨大的一个产业,却几乎处于一种自发的状态。不予以规范的后果是供需关系的错位和生产力的严重浪费。可以说,这是规范中新出现的空白点,亟需补充。
  增加太阳能应用相关指标的设想
  太阳能产品在建筑上的应用目前处在一个发展的关键时期,除了应用税收等经济杠杆,通过建筑规范的制定也能大大促进其发展。正如汽车在家庭中的普及带来了停车率指标,人们对居住环境的要求带来小区最低绿地率的硬性规定一样,当今的能源形式和太阳能产业的发展也要求对太阳能应用予以肯定。
  笔者建议增加关于太阳能的两个指标:“太阳能应用率”,这一指标将规定新建居住区内“太阳能应用率”达到某一标准。建议初步制定的标准为推荐性应用和政策性鼓励应用。
  “太阳能集热面积与绿化面积换算关系”(具体换算关系的计算后文详述),通过换算,鼓励开发企业、居民应用太阳能的积极性。具体来讲,就是在保证居住区最低绿地率的前提下,规定每增加一平米太阳能集热面积,可以允许减少二氧化碳排量等量的绿地面积,从而节约用地,节约投资,促进了开发商和消费者的积极性。
  太阳能应用率的定义设想
  给太阳能应用率定义,不妨先看一看绿地率和停车率的定义。
  绿地率:居住区用地范围内各类绿地面积的总和占居住区用地面积的比率(%)。
  停车率:指居住区内居民汽车的停车位数量与居住户数的比率(%)。
  以上两个概念分别按照面积的比和个数与户数的比进行定义。由于太阳能的应用与集热面积有直接关系,按照数量不易计数,因此根据太阳能的应用特点,宜选用按照面积的划分对太阳能集热面积与绿化面积换算进行定义。
  另外,太阳能的收集设备分为光热利用和光电利用两种,在定义中也宜分类进行定义。在目前阶段,建议仅对光热利用进行太阳能应用率的定义。光电暂不作硬性规定。
  参照绿地率和停车率的概念,笔者得出的定义是:“太阳能应用率”即居住区内太阳能(光热)集热板面积总和占居住区总居住面积的比率(%)。
  鉴于中国幅员辽阔,地区差异巨大,故关于太阳能应用率的说明后附带分区图和相应表格,可暂以中国光气气候分区图为划分依据。像西藏等日照充足地区指标应较高,而重庆等不宜采用太阳能热水器的地区则可不依此建设。为避免大面积应用带来的配套设施供应不足问题,建议先选择几个省市试行,逐步发展。在实际调研和实践数据的基础上制定出相对可行的标准。

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