太阳能热水器建筑一体化研究概况

关 键 词:   太阳能;  热水器;  建筑一体化  

 在能源危机和环境污染的双重压力下,太阳能作为一种取之不尽且无污染的能源,已成为当前国际能源开发利用领域中的新热点。太阳能热水器在太阳能热利用领域中,技术最成熟,应用最广泛,产业化进程最迅速。但由于太阳能热水器生产厂商与建筑师在如何实现太阳能热水系统与建筑物有机结合方面的研究力度不够,既影响了太阳能热水器的进一步普及,又影响了城市的景观。本文将结合云南在太阳能建筑一体化方面的研究现状及存在的主要问题,分析太阳能热水器建筑一体化的发展动向及市场前景。

1 我国太阳能热水器

建筑一体化发展的背景与历史沿革我国地处北纬18°-54°之间,幅员广阔,年日照时间大于2000h的地区约占全国面积的三分之二,有着十分丰富的太阳能资源。在能源危机和环境污染的双重压力下,我国的太阳能热水器产业迅速发展。进入上世纪90年代,我国已建立了全玻璃真空集热管和平板集热器工业。但随着城市建筑密度的增加及建筑的高层化,如何在建筑物上有限的空间充分利用太阳能资源,并使太阳能热水系统能够与建筑物有机结合,显得尤为迫切。为促进太阳能热水器产业的可持续发展,1998年10月国家经贸委和建设部在昆明召开了“太阳能技术与建筑技术研讨会”,提出了我国太阳能系统建筑一体化问题,分析了太阳能系统建筑一体化的必要性及紧迫性。2001年12月建设部在南京再次研讨了如何实现太阳能热水器与建筑有机结合这一设计理念。在这种设计理念的指导下,国内太阳能热利用领域的科研机构和企业都在努力寻求实现太阳热水器与建筑结合的最佳方式。

2 云南太阳能热水器

建筑一体化的研究现状云南因得天独厚的气候优势,太阳能热水器产业获得了迅速的发展。目前,云南有近两百家太阳能热水器厂家,年生产太阳能热水器40多万m2。随着社会的发展,一方面城市建筑密度增加,另一方面人们对城市景观日益看重。为实现热水器产业的可持续发展,省内一些相关科研机构与企业正致力于太阳能热水器建筑一体化的研究。这方面的研究主要包括新型集热器的研制及太阳能热水器建筑一体化工程实践。

2.1新型太阳能集热器的研制太阳热水器建筑一体化的要点在于把太阳热水器视为建筑的一部分,在工程设计、设备安装、设备色彩、工程尺度等方面与建筑的功能、造型、色彩、风格、质感等和谐一致。目前普遍采用的平板型集热器及真空管集热器,难以满足太阳能热水器建筑一体化的要求。为实现太阳能集热器与建筑的和谐统一,昆明新迎太阳能设备厂研制了一种新型太阳能集热器—新元热板。该集热板可安装在坡屋面上,作为屋面构件,除集热功能外,还具有建材的围护、保温、隔热、防水等功能,并能在形态和色彩上与建筑融合。同其它集热器相比,新元热板具有模块化和建材化等特点。新元热板具有固定的厚度和宽度,其长度可在9 m内任意调节,并可根据建筑设计要求适量弯曲、起翘、透光、截角。此外,由于具有集热、防水、保温、隔热等功能,该热板既具有太阳集热器功能,又能独立构成建筑物的太阳能屋面或墙面。

2.2太阳能热水器

建筑一体化工程实践由新元热板和相关部件组成的太阳热水系统与建筑结合,构成了一种特别的坡屋顶太阳热水器一体化建筑。在由云南红塔屋业发展公司开发,云南省设计院设计的昆明红塔金典园住宅区及由昆明市官房土地房屋开发经营总公司开发,昆明官房建筑设计有限公司设计的云南蒙自红竺园住宅区成功地安装了由新元热板和相关部件组成的太阳能热水系统。该种太阳热水系统按建筑单元设计,集热板安装在建筑坡屋面上,外观、色彩、尺度与建筑协调,热水箱和相关设备放置在建筑楼梯间顶部的设备间中,避免了以往太阳能热水系统对城市景观所造成的破坏。此外,此种太阳热水系统要求与住宅建筑统一设计,同步施工。热水系统水管布置于建筑墙体内,既减少了系统的热损,又避免了以往安装太阳能热水器水管时穿墙打洞所造成的不安全因素。

3 太阳能热水器

建筑一体化进程中的研究动向及市场前景

3.1研究动向由于能源危机的影响,建筑节能已引起世界各国的普遍重视。传统的压缩式空调系统,不仅消耗常规能源,而且污染环境。因此,研究新型清洁、节能的采暖及制冷装置,势在必行。现行的太阳能热水系统,尚不能满足建筑采暖、空调的双重功能。另一方面,研究表明太阳能制冷在技术上是完全可行的。为进一步扩大太阳能热水系统的市场份额,一些研究机构及太阳能设备生产厂家正致力于以下方面的研究:

(1)与热泵结合,冬季室内地板、暖气片采暖,全年供生活热水的住宅太阳能复合热水系统。

(2)基于建筑一体化的太阳能冷暖空调与热水复合系统。此外,在太阳能热水器建筑一体化进程中,传统的太阳热水器的角色发生了根本变化,由相对独立、与建筑开发商毫无关联、可任意安装的一个装置,变换为与建筑密不可分的建筑构件。因此,太阳能热水系统的设计、营销、安装验收、售后服务等环节需要太阳能设备生产及安装厂家、建筑规划设计部门、建筑开发商等共同参与、共同探索及共同完善。

3.2市场前景随着人们生活水平的提高,建筑能耗的已接近发达国家水平。为减少建筑能耗,建设部制定了《建筑节能技术政策1996-2010》,将太阳能热利用纳入国家建筑节能的范畴,为太阳能产业的发展奠定了政策基础。据统计,1995-2000年间,全国新建住宅55亿m2,到2010年新建住宅将增至150亿m2[1]。按20%的新建住宅安装这种基于建筑一体化的太阳能热水系统计算,其市场前景十分广阔。

4 结 语

随着社会的发展,一方面城市建筑密度日益增加,楼宇日益高层化,有限的建筑空间难以安装足够多的传统的太阳能热水器。另一方面,传统的太阳能热水器在一定程度上影响城市景观。太阳能热水器建筑一体化是绿色能源和新建筑理念的有机结合,在国家政策的引导下,太阳能热水系统与建筑的有机结合,将成为未来太阳能热水系统的发展趋势。

参 考 文 献:

[1] 陆维德,罗振涛.我国太阳能热利用进展[J].太阳能,2002,(1):3-4.

[2] 王崇杰,赵学义.论太阳能建筑一体化设计[J].建筑学报,2002,(7):28-30

[3]  Iloeje O.C, Design, construction and test run of asolar powered solid Adsorption refrigerator [J], So-lar Energy, 1985,35 (5): 447-455.

[4]  Tamainot-Telyo Z, Critoph R.E. Adsorption re-frigerator using monolithic carbon-ammonia [J].Paris Int, J.Refri.1997,40 (2):146-155.