隨著建筑業(yè)快速增長,建筑能源消耗急劇增加,建筑節(jié)能日益受到社會的廣泛關(guān)注。綠色建筑的提出與大力推廣,促進了大量建筑采用太陽能技術(shù),本文從國家大力推進綠色建筑的政策出發(fā),提出太陽能技術(shù)與建筑相結(jié)合需解決的重點問題,探索中國綠色建筑的發(fā)展及建筑的太陽能技術(shù)綜合應(yīng)用。
0引言
近年來,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,對能源需求逐年增長,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會已成為國民經(jīng)濟與社會發(fā)展中長期規(guī)劃的一項戰(zhàn)略任務(wù)。對建筑領(lǐng)域來說綠色建筑成為建筑行業(yè)順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展理念要求的產(chǎn)物,加快推進綠色建筑建設(shè)成為我國建筑發(fā)展的首要目標。太陽能應(yīng)用技術(shù)很好地契合了綠色建筑的節(jié)能減排、循環(huán)利用、舒適宜居等特點,為綠色建筑的發(fā)展提供了很好的支持。但是目前太陽能技術(shù)應(yīng)用較為單一,在與建筑的結(jié)合利用上缺乏技術(shù)集成及系統(tǒng)整合。本文以太陽能技術(shù)如何在綠色建筑領(lǐng)域更好的應(yīng)用為切入點,提出我國太陽能技術(shù)應(yīng)重點解決的問題,以及未來建筑對太陽能設(shè)計的要求及期望。
1綠色建筑在我國的發(fā)展
2012年財政部、住建部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快推動我國綠色建筑發(fā)展的實施意見》(財建2012167號)(以下簡稱《意見》),是迄今為止,我國發(fā)布的最有力的綠色建筑促進政策措施。《意見》明確了推動我國綠色建筑發(fā)展的主要目標與原則,并為引導(dǎo)高水平的綠色建筑建設(shè),建立高星級綠色建筑財政政策激勵機制,獎勵標準為:“二星級綠色建筑45元/平方米(建筑面積,下同),三星級綠色建筑80元/平方米。”
2013年《國務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色建筑行動方案的通知》(國辦發(fā)20131號)國務(wù)院向各省、自治區(qū)、直轄市人民政府,國務(wù)院各部委、各直屬機構(gòu)轉(zhuǎn)發(fā)了《綠色建筑行動方案》(以下簡稱《方案》)?!斗桨浮穼ν七M綠色建筑發(fā)展的政策獎勵進行了系統(tǒng)規(guī)定。
1.財政獎勵:對達到國家綠色建筑評價標準二星級及以上的建筑給予財政資金獎勵。
2.稅收優(yōu)惠:財政部、稅務(wù)總局要研究制定稅收方面的優(yōu)惠政策,鼓勵房地產(chǎn)開發(fā)商建設(shè)綠色建筑,引導(dǎo)消費者購買綠色住宅。
3.貸款利率優(yōu)惠:改進和完善對綠色建筑的金融服務(wù),金融機構(gòu)可對購買綠色住宅的消費者在購房貸款利率上給予適當優(yōu)惠。
4.土地政策的支持:國土資源部門要研究制定促進綠色建筑發(fā)展在土地轉(zhuǎn)讓方面的政策,住建部門要研究制定容積率獎勵方面的政策,在土地招拍掛出讓規(guī)劃條件中,要明確綠色建筑的建設(shè)用地比例。
在政策的大力支持與推動下,我國綠色建筑建設(shè)發(fā)展迅速,截至2012年9月,全國已評出556項綠色建筑標識項目,取得綠色建筑標識的建筑達到3815棟,總建筑面積達到5677.6萬平方米(圖1、圖2)。
圖1 2008~2011年綠色建筑標識數(shù)量增長迅速
圖2 全國各地綠色建筑發(fā)展迅速
2典型地產(chǎn)公司綠色建筑發(fā)展策略
中國的房地產(chǎn)企業(yè)也及時把握國家對建筑業(yè)的這種宏觀政策方向,將企業(yè)的長期發(fā)展與全社會倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境相掛鉤,有步驟、有序地開展綠色建筑相關(guān)工作,并將綠色建筑作為房地產(chǎn)開發(fā)的理念之一。
2.1萬科綠色建筑策略
作為中國房地產(chǎn)標桿企業(yè),萬科的綠色建筑不僅為了響應(yīng)國家號召,而是把綠色建筑的發(fā)展作為提升產(chǎn)品性能、提升產(chǎn)品質(zhì)量的一種有效手段,將綠色建筑與產(chǎn)業(yè),與公司的戰(zhàn)略有機地聯(lián)系在一起。
2020年萬科綠色規(guī)劃:
1.100%項目采用工業(yè)化綠色建造方式;
2.100%項目實現(xiàn)75%建筑節(jié)能水平;
3.供應(yīng)商能耗較2005年降低30%;
4.可再生能源年發(fā)電量達到1.5億kW.h.
萬科綠色建筑發(fā)展:
2.2萬達廣場建筑策略
萬達適應(yīng)公司自身的特性和需求,根據(jù)其城市綜合體較多的情況,在綠色建筑中著重運行部分的綠色節(jié)能。
1.戰(zhàn)略舉措:走綠色、低碳之路,編制《萬達購物中心通用節(jié)能措施》。
2.制定綠色目標:2011年及以后開業(yè)的項目均達綠色建筑一星級標準。
2011~2015年間已開業(yè)項目逐年降低運行能耗3%;
2013年取得5個項目綠色建筑一星運營標識認證;
2015年實現(xiàn)運營管理水平均達到綠色建筑一星運營標準。
3.技術(shù)戰(zhàn)略:既有建筑節(jié)能改造+節(jié)能運營管理。
4.核心業(yè)務(wù)發(fā)展模式:以商業(yè)中心為核心、充分發(fā)掘業(yè)務(wù)板塊之間聯(lián)動效應(yīng)的城市綜合體開發(fā)與運營管理。
萬達綠色建筑發(fā)展:
3綠色建筑集成技術(shù)與節(jié)能效果
3.1綠色低碳住宅集成技術(shù)解決方案
以“四節(jié)一環(huán)保”為核心內(nèi)容和指導(dǎo)方向,將住宅規(guī)劃設(shè)計階段、開發(fā)建設(shè)階段、部品生產(chǎn)階段以及運行維護階段的低碳節(jié)能技術(shù)加以整合,對住宅建造全過程和全壽命周期內(nèi)的綠色低碳技術(shù)進行分析研究,調(diào)動全產(chǎn)業(yè)鏈的科研設(shè)計單位、開發(fā)企業(yè)、施工企業(yè)、部品生產(chǎn)企業(yè)和最終用戶(居民)等多方面合作,將相關(guān)單項技術(shù)進行整合集成,形成一套技術(shù)解決方案和技術(shù)措施(圖3)。
圖3 綠色低碳住宅集成技術(shù)解決方案
3.2節(jié)能效益統(tǒng)計
在對建筑能耗的分析中,建筑節(jié)能技術(shù)可分為三大部分,第一部分設(shè)計節(jié)能,包括由建筑開口、遮陽、圍護結(jié)構(gòu)隔熱等建筑外觀的節(jié)能設(shè)計,以及由平面、通風(fēng)塔等形成的自然通風(fēng),并包括空調(diào)、照明等設(shè)備的減量設(shè)計;第二部分設(shè)備節(jié)能,以高效率的變頻空調(diào)、全熱交換器、高效率燈具、照明控制等方面的設(shè)備硬件節(jié)能組成;第三部分可再生能源節(jié)能,是太陽能、風(fēng)能等的可再生能源利用節(jié)能(圖4)。
圖4 建筑節(jié)能效益統(tǒng)計
4我國太陽能技術(shù)應(yīng)重點解決的問題
4.1被動式太陽能利用重點解決的問題
1.住區(qū)規(guī)劃和建筑設(shè)計優(yōu)化有利于太陽能的利用住區(qū)應(yīng)充分利用原有的地形、地物和地貌,對場地與環(huán)境的優(yōu)勢加以充分利用,合理地確定建筑的布局、朝向、體型。建筑的排列應(yīng)有利于自然采光,住區(qū)內(nèi)建筑及住區(qū)之間建筑的遮擋。
2.嚴寒和寒冷地區(qū)建筑南向外圍護結(jié)構(gòu)蓄熱嚴寒和寒冷地區(qū)應(yīng)注意提高建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能,減少冬季的熱流失,可采用復(fù)合外墻系統(tǒng)、組合外窗系統(tǒng)、屋面系統(tǒng)等措施。
3.夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū)建筑南側(cè)及西側(cè)外遮陽夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū)建筑應(yīng)注意夏季遮陽,特別是南側(cè)及西側(cè)外遮陽設(shè)施,可適當加大南側(cè)及西側(cè)陽臺(露臺)的空間尺度,既可達到遮陽效果,又有利于空間的通風(fēng)和散熱。
4.2太陽能熱水發(fā)展應(yīng)重點解決的問題
1.解決我國高層高密度住區(qū)太陽能與建筑相結(jié)合
太陽能與建筑相結(jié)合首要問題是解決集熱器、光電板等部件的建筑“構(gòu)件化”,即在設(shè)計之初將太陽能技術(shù)充分論證研討,實現(xiàn)太陽能與建筑相結(jié)合,體現(xiàn)太陽能與建筑相結(jié)合。由于太陽能熱水器系統(tǒng)并未納入建筑整體系統(tǒng)之中,而是作為一種輔助“構(gòu)件”在建筑完工后強加于建筑之上,太陽能熱水器與建筑脫節(jié)造成集熱器在屋頂?shù)牧銇y擺放、太陽能熱水器破壞屋面防水、管線安裝混計要求在設(shè)計時應(yīng)考慮太陽能利用與建筑外觀相結(jié)合,將太陽能集熱器作為建筑構(gòu)造的一部分,使其既滿足功能需求又不影響建筑外觀(圖5、圖6)。
2.解決太陽能儲熱設(shè)備增加建筑公攤面積的問題
目前,太陽能熱水系統(tǒng)的主要類型根據(jù)集熱、儲熱及供熱系統(tǒng)的不同組合形式可分為:分戶集熱—分戶使用系統(tǒng)、集中集熱—集中儲熱輔熱系統(tǒng)(中央太陽能熱水系統(tǒng))、集中集熱—分戶使用幾種形式。集中集熱—集中儲熱輔熱系統(tǒng)儲熱設(shè)備需占用建筑公共空間,勢必增加住宅公攤面積。分戶集熱—分戶使用與集中集熱—分戶使用系統(tǒng),儲熱設(shè)備也需占用住戶空間,因此需要從建筑長遠的節(jié)能效果對太陽能的利用進行綜合分析。
3.解決太陽能節(jié)能與房地產(chǎn)開發(fā)運營維護的利益關(guān)系
太陽能熱水系統(tǒng)不同結(jié)合方式與房地產(chǎn)開發(fā)運營維護的利益關(guān)系密切相關(guān)(見表1)。
4.解決太陽能熱水系統(tǒng)與輔熱系統(tǒng)(電、燃氣、地源熱泵)合理利用由于太陽能是一種低密度、間歇性、空間分布不斷變化的能源,為滿足持續(xù)、穩(wěn)定的使用需求,太陽能熱水系統(tǒng)必須與輔熱系統(tǒng)(電、燃氣、地源熱泵)結(jié)合使用。當太陽能不足時,由輔熱系統(tǒng)提供熱能保證用戶的正常使用。
4.3太陽能采暖與太陽能發(fā)電未來發(fā)展的問題
1.建筑(住宅)公共空間太陽能光伏利用
在住宅用電中,住戶生活用電需求具有較大的波動性,白天需求較少夜晚需求較多,與太陽能源的供應(yīng)相反,而建筑(住宅)公共空間,如公共通道,電梯廳,樓梯間等多為長明燈,白天也需要照明用電,因此可利用太陽能光伏照明解決建筑公共空間的用電需求。
2.太陽能空調(diào)和采暖技術(shù)的應(yīng)用
太陽能空調(diào)技術(shù)目前在我國還不是很成熟,太陽能空調(diào)設(shè)備應(yīng)用也尚未普及,太陽能空調(diào)技術(shù)多使用太陽能、電能雙能源,以太陽能為輔助動力,結(jié)合傳統(tǒng)空調(diào)的技術(shù),達到光電互補的效應(yīng)。
3.太陽能路燈和庭院燈的利用
通過太陽能路燈和庭院燈的利用減少室外照明對市政電網(wǎng)的需求,可以大幅度削減建筑的年耗電量,從而達到節(jié)能減排,提高經(jīng)濟和環(huán)保效益的目的。
4.4利用太陽能進行熱壓通風(fēng)的問題
1.利用公共空間的住宅中間戶型熱壓管井通風(fēng)熱壓管井通風(fēng)是利用太陽能提高通風(fēng)井頂端的空氣溫度,使建筑內(nèi)部形成不同的空氣密度,并根據(jù)熱空氣上升,冷空氣下降的特點,促進建筑空間的自然通風(fēng)。在住宅中可利用公共空間的住宅中間戶型形成熱壓管井通風(fēng),從而改善建筑的熱舒適條件(圖7、圖8)。
2.利用太陽能熱壓通風(fēng)井的廚衛(wèi)防串味通風(fēng)。由于目前我國住宅排氣道存在不設(shè)總排風(fēng)機,且采用并聯(lián)多個排油煙機的運行方式,防倒灌、防串煙串味能力較低,利用太陽能熱壓通風(fēng)井形成氣流既不增加設(shè)備成本,又可有效解決廚衛(wèi)的倒灌、串味問題。
5結(jié)語
近來,太陽能技術(shù)在轉(zhuǎn)換模式的多樣化和轉(zhuǎn)換效率的提高等方面取得了巨大的進步。然而,對于與建筑的結(jié)合技術(shù)與綜合利用卻相對是滯后的,這種滯后也最終導(dǎo)致了目前太陽能技術(shù)與建筑的脫節(jié)。建筑與太陽能這一對相互關(guān)聯(lián)的要素中建筑是主體,太陽能是客體。太陽能的應(yīng)用應(yīng)以建筑為載體實施,并最終表現(xiàn)在提高建筑的室內(nèi)環(huán)境舒適度、節(jié)約常規(guī)能源消耗等方面。






