“太陽能”是港口建筑節能發展的途徑

張惠玲（天津中燃船舶燃料有限公司，天津300450）

“太陽能”是港口建筑節能發展的途徑

張惠玲（天津中燃船舶燃料有限公司，天津300450）

港口太陽能建筑將在調整建筑能耗結構、保障建筑能源安全，降低溫室氣體排放、保護大氣環境，創建節約型港口企業，提高職工生活質量，以及推進和實施我國住宅產業化政策等諸多方面產生積極的影響。

1、太陽能建筑的定義

隨著天津港的持續快速發展，能源問題與環境問題一樣，已經成為影響港口經濟和諧發展的關鍵因素。解決港口地區用能、提高工作質量，以及推進和實施天津港節約型企業建設將會產生積極的影響。

傳統意義上的太陽能建筑指經設計能直接利用太陽能進行采暖或空調的建筑。比較成熟的是通過太陽能的光熱利用，在冬季對室內空氣進行加熱的太陽能采暖建筑，一般分為主動式和被動式兩大類。

隨著太陽能利用科技水平的不斷提高，太陽能建筑已經從太陽能采暖建筑發展到可以集成太陽能光電、太陽能熱水、太陽能吸收式制冷、太陽能通風降溫、可控自然采光等新技術的建筑，其技術含量更高，內涵更豐富，適用范圍更廣。生態建筑、綠色建筑、節能建筑、低能耗建筑、健康建筑以及我國的康居示范工程等等，都重視太陽能的利用。準確定義太陽能建筑很困難，但從國際和國內的研究和實踐經驗來看，太陽能建筑至少應該包含以下幾個層面的內涵：太陽能建筑的目標是盡可能的充分利用太陽能來滿足建筑能耗和健康環境的需求，降低常規能源在建筑能耗中的比例；太陽能建筑的實施應體現在建筑物策劃、設計、建造、使用、維護以及改造等活動中；太陽能建筑的推廣應因地制宜，針對區域氣候特征以及建筑使用特征等因素，采用適宜的建筑技術和太陽能技術；太陽能建筑的發展應基于綜合的、多角度的比較，包括生態設計、建筑節能、投資平衡、復合其它可再生能源、選擇配套的常規能源等；太陽能建筑的研究是不斷發展的，不僅包括應用理論和計算方法，還應向能效評價、工程實測等多方面深入。

顯然，以太陽能提供的能源在建筑使用能耗中所占比例來定義太陽能建筑是符合社會和技術發展現狀的。

2、太陽能建筑的理念

高效利用太陽能提供住宅建筑的復合能量系統，以滿足住宅的使用功能需求以及安全、便利、舒適、健康的環境需求，是發展太陽能建筑的目標。因此，太陽能建筑不僅關注光熱、光伏等現代科技與住宅建筑的和諧應用，而且更加關注生態設計理念的傳播和傳統被動太陽能建筑理念的提升。全方位的被動設計理念指不采用特殊的機械設備，而是利用輻射、對流和傳導使熱能自然流經建筑物，并通過建筑物本身的性能控制熱能流向，從而得到采暖或制冷的效果。其顯著的特征是，建筑物本身作為系統的組成部件，不但反映了當地的氣候特點，而且在適應自然環境的同時充分利用了自然環境的潛能，目的是全面解決建筑設計固有的問題。包括：最大限度地利用自然采光，降低人工照明的能耗，改善住宅室內光環境，滿足生理和心理上的健康需求。充分利用并控制建筑的日照環境，保證房間衛生、改善房間小氣候、提高舒適度。例如，采用建筑遮陽設計，以減少炎熱夏季的陽光直射；按照被動采暖設計，能夠充分利用寒冷冬季的太陽直射和輻射能量；創造宜人的建筑光影環境，以暗合和尊重人體的生物節奏；等等。應用最多的活動外遮陽設施不但可以達到上述目標，而且還能夠創造豐富的建筑肌理形象。提高綠化率，夏季環境溫度升高一度，建筑制冷能耗增加10%因此，合理的規劃不僅要保證住宅的合理朝向和間距，還要保證港區的綠化率和綠化均勻度，從而達到建筑遮陽、降低環境溫度的目的。另外，落葉喬木的合理設計，同樣改變著建筑的外部熱環境。因此，加強建筑的保溫隔熱，這是現代住宅建筑充分利用太陽能的前提條件，同時也有利于創造舒適健康的室內熱環境。優化建筑布局，提高港區的風環境質量，充分利用自然通風排除室內污濁空氣，改善室內環境，保證人與自然交往的心理需求。

太陽能建筑全方位的被動設計還包括，住宅屋頂形狀和材料選擇、屋頂和地下室的換氣構造、墻體材料和性能的控制、屋頂冷卻等等。利用太陽能光熱技術除了提供穩定的生活熱水供應、制冷與采暖以及電力供應外，還應為住宅提供“值班環境”用能。如采用全自動運行的太陽能通風采暖技術，可以保證無人時的室內基本環境質量。當然包括風力發電、地源熱泵等可再生能源的應用從更大范疇而言，也可以歸納到太陽能的應用。

3、太陽能建筑在節能型建筑建設中的重要作用

3.1 是調整港口建筑能耗結構、保障能源安全的現實需求

在我國《可再生能源法》的編制報告中指出，到2010年可再生能源利用量不低于全國能源消費總量5%，2020年可再生能源利用量不低于全國能源消費總量10%。我國具有豐富的太陽能資源，年日照時數在2200h以上地區約占國土面積的2／3以上。對太陽能應用的預測結果為，在正常發展和生態驅動發展兩種模式下，2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別達到4.7%和10%顯然，太陽能建筑將在調整建筑能耗結構、保障能源安全的現實需求和心理需求等方面發揮積極作用。

3.2 港口太陽能建筑設計是節能的有效手段之一

目前，天津港建筑有相當一部分是傳統的老式建筑，而且隨著港口的不斷擴建，新的港口配套建筑快速發展，因此，將現代太陽能理念和技術與傳統的建造技術相結合，解決港口基本能源供應，對發展節約型港口企業，保護港口環境具有重要的現實意義。根據天津港快速持續發展的趨勢和衛生綜合治理需要等實際情況，制定天津港節約型港口企業可發展規劃，因地制宜地推廣太陽能等技術，天津港集團應當對各公司建筑的改造和新建配套建筑節能項目提供資金支持。據了解如果建筑建設中，利用太陽能提供采暖及生活熱水用能。實測表明，15m2的太陽熱水集熱器與12 m2太陽熱風集熱器，平均一個冬季可以提供約18900MJ的熱量，對降低建筑耗能貢獻的情況下，平均可保證70 m2主要采暖空間的供暖，可節約1054kg標煤，。太陽能的利用，可顯著地提高職工的生活質量。采用太陽能采暖系統，改善了室內的熱舒適度，如果港口建筑進一步按被動太陽能建筑設計(如改變陽臺形式，形成可控制通風的陽光室；減小北立面窗戶面積；合理劃分室內采暖空間；提高節能節點設計，減小冷橋；等等)，太陽能的保證率將會更高。

3.3 將對港口節能建筑的推進和實施產生積極的影響

盡管國家和行業主管部門已經出臺了一系列法規、標準，如節能中長期發展規劃、民用建筑節能管理規定、不同地區的節能設計標準等，除成本、技術、市場等制約因素外，管理體制過于分散、激勵政策體系不健全、全民教育與理念傳播不夠等都是制約太陽能建筑發展的相關因素。

當前，太陽能建筑的理念推廣比具體某項技術或產品的推廣更加迫切。據不完全統計，到2020年，在全國既有131.8億m2的房屋建筑中，只有3.2億m2的節能建筑?？梢钥闯?，太陽能建筑在生態和節能的教育、生活方式的改變和理念的傳播等方面的重要性。發達國家和部分發展中國家已把發展可再生能源作為占領未來能源領域制高點的重要戰略措施。我國太陽能熱水器年增長速度到達了20%以上。太陽能建筑已經成為開拓經濟增長點、創造更多就業機會的有效途徑。但在建筑教育課程、建筑施工環節、建筑驗收規程以及住宅產業化政策中并沒有體現出其作為一個“專業或領域”應有的地位。

在《可再生能源法》第十七條“國家鼓勵單位和個人安裝和使用太陽能熱水系統、太陽能供熱采暖和制冷系統、太陽能光伏發電系統等太陽能利用系統。國務院建設行政主管部門會同國務院有關部門制定太陽能利用系統與建筑結合的技術經濟政策和技術規范。港口建設單位應當根據前款規定的技術規范，在建筑物的設計和施工中，為太陽能利用提供必備條件。對已建成的建筑物，可以在不影響其質量與安全的前提下安裝符合技術規范和產品標準的太陽能利用系統?！笨梢韵嘈?，不久，隨著港口節能建筑的推進，太陽能產品將像電視、電話那樣成為設計師、開發商、業主的自然選擇，國家責任和全民義務相結合將成為必然趨勢。

4、發展太陽能建筑、推進節能型建筑建設

節能型建筑的核心依然是節能、省地、節水、節材和環境保護，充分體現資源的節約和可持續發展?，F實是，天津港土地的使用面積越來越小；需要的貨場越來越大；新增配套建筑越來越多。“充分利用屋頂資源，向屋頂要能源”，將不再是一句口號。

在太陽能建筑的研究推廣中，轉變觀念特別重要，包括：

(1)提升常規建筑設計理念，并向生態驅動設計理念轉化;(2)研究傳統的建筑構造理念，開發先進的圍護結構技術，適應現代太陽能技術的發展；(3)關注住宅全生命周期內的投資平衡和權益分配；(4)復合利用其它可再生能源，優化建筑能耗結構，滿足建筑的能源供應和健康環境的需求。

在太陽能建筑的研究推廣中，應綜合考慮下列因素：(1)充分考慮沿海氣候特征和各公司建筑使用功能的差異：沿海太陽能資源豐富的地區，應以被動利用太陽能建筑為主，加強集熱、蓄熱、導熱等材料和技術的研發與推廣；而對于經濟發達的沿海地區，夏季炎熱、冬季陰冷，又具有冬季采暖、夏季空調的生活需求和經濟能力，應積極擴大綜合利用太陽能建筑新技術的投資環境、理念基礎和政策優勢，并作為實施太陽能采暖制冷、防潮隔熱技術示范推廣的首選地區。(2)關注職工的生活需求和可支付能力：目前港口環境較差，職工生活必需穩定的熱水供應已逐步成為職工追求的生活需求之一，人們也因此建立了基本的生態與節能意識。這是太陽能熱水設備(系統)與建筑結合發展最快的主要原因之一。(3)針對不同的建筑功能，實施不同的激勵政策：尤其對于量大面廣的辦公商務建筑則實行稅收及貸款優惠政策、能源投資機制及業主有償使用相結合的政策。當然這些政策應同樣適用于既有住宅建筑的改造。(4)建立和完善太陽能建筑技術和體系：編制設計規范、標準及其相關圖集，建立產品(系統)檢測中心和認證機構，完善施工驗收及維護技術規程等，是太陽能利用(如熱水供應)列入建筑工程設計環節，并作為一個“專業”納入建筑體系的前提。(5)強化理念推廣和意識培養：引導人們了解建筑能耗、建筑環境、生態保護等一般知識，擴大和延伸已經成熟的太陽能熱水和太陽能采暖應用理念。倡導“理念先行、示范突破、政策跟進”的原則，推行“標準設計、檢測認證、建筑準入”的機制，逐步推進太陽能建筑在我國的發展，最終達到太陽能建筑的普及和推廣。

開源節流是港口推進節能建筑的發展之路，太陽能建筑將成為港口節能省地住宅建設的重要發展途徑。