探索太阳能建筑一体化结合新方式

 探索太阳能建筑一体化结合新方式
 
——访北京理工大学热能工程研究所所长郑宏飞  

    一直以来，利用领域单一、安装使用不美观、不方便等因素制约着太阳能的推广利用。太阳能光热建筑一体化综合利用为此提供了一个有效的解决途径。将光热利用与建筑有机融合，实现太阳能与建筑一体化，实行太阳能设备与建筑同步设计、同步施工、同步验收、同步后期管理，使其成为建筑的有机组成部分，全方位地解决建筑内热水、采暖、空调和照明用能等将是未来的方向。目前制约太阳能光热建筑一体化发展的瓶颈是什么？如何推进太阳能光热建筑一体化？近日，记者采访了北京理工大学教授、热能工程研究所所长郑宏飞。

    太阳能与建筑一体化是未来的发展方向

    记者：我国太阳能光热建筑一体化现在发展到什么程度？光热建筑一体化的前景如何？

    郑宏飞：太阳能与建筑一体化是未来的一个方向。有资料显示，我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和消费国，每年的总产量已经超过1500万平方米，占全世界的70%以上，每年以25%以上的速度递增。由于太阳能资源极为充沛，可供安装太阳能产品的建筑面积在不断增加，太阳能开发利用技术不断进步，太阳能建筑一体化在节能方面有着明显优势，前景越来越被人们看好。

    我国在太阳能光热建筑一体化方面作了一些工作。但是太阳能集热器和建筑的结合还是有一定难度的。现在用的比较多的是平板式太阳能热水器以及真空管太阳能集热器，其次是空气集热器以及光伏和光热复合式集热器。真空管太阳能集热器散热小、保温效果好、抗冻能力强。平板式太阳能集热器比较适合太阳能建筑一体化，优势在于形状是四四方方的，比较容易与建筑结合。平板式太阳能集热器的缺陷在于冬天使用时热效率不是很高，存在散热量比较大、热损失偏高等问题，需要通过科技创新进一步解决。

    应在建筑设计时就考虑建筑与太阳能相结合

    记者：从技术的角度来看，目前太阳能与建筑一体化发展瓶颈是什么？

    郑宏飞：目前制约太阳能与建筑一体化发展的一个重要因素是，在房屋设计时没有考虑与太阳能相结合。坡屋顶比较适合与建筑结合，但是，目前的建筑尤其是北方建筑的外观方方正正的比较多。解决之道是从建筑的设计阶段就应该开始考虑安装太阳能集热器的需要。同时，还要灵活地变化太阳能
集热器的形式、改变建筑物的色调或者外观，达到两者有效的结合。

    屋顶资源有限，需要充分利用屋顶面积。太阳能系统安装不好会影响建筑美观，热效率也会受到影响。特别是在高层住宅上，如果将太阳能热水器安装在楼顶，安装面积可能不够，也由于输送管道冗长，热量保持困难。而壁挂太阳能热水器则面临集热面积小、热效率不高的问题。这也是太阳能热水器难进小区的主要原因。

    目前，我国一些企业、科研单位也在探索结合的新方式，比如垂直嵌在建筑物里、可实现多种形式的太阳能装置。我们所也在这一领域作了不少工作，最近研发的高聚光抗冻型壁挂式太阳能热水器，可悬挂于建筑物南墙上，也可以平放和倾斜放置于地面，便于与建筑结合，热惰性小，效率高。装置内槽式聚光器跟踪太阳运行，集热温度高。可以安装在阳台外墙上，水箱放在阳台里面，实现热水与采暖一体化。

    完善政策法规推进太阳能光热建筑一体化

    记者：目前在推进过程中有哪些阻力？如何推进太阳能光热建筑一体化？

    郑宏飞：从现状看，各地在太阳能光热建筑一体化方面仍缺乏统一的规划和标准。今后在进行建筑规划时，应特别考虑节能要素，例如要为太阳能热水器预留接口。太阳能热水系统设施的选择除考虑系统类型外，还需考虑辅助热源的种类和比例、集热器类型等，其技术经济性指标还取决于当地的太阳能资源、气候条件、住区规划和建筑形式、与建筑及其他方面的接口技术等因素。在方案设计阶段，技术经济性可以作为确定方案的依据之一；在建筑设计时，能够指导设计人员综合考虑各种要素对设计的影响和深化；在施工过程中，指导施工安装单位将一体化方案予以落实和完善；在运行过程中，进行监测，并对系统运行技术进行经济性评价。

    此外，需要通过提升产业化规模降低成本。政府出台倾斜政策予以扶持也是至关重要的。今后，应进一步加大补贴的力度，提高地方政府和房地产开发商的积极性。
 

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