太陽房采暖在農(nóng)村推廣應用正當時 結合新農(nóng)村建設,在農(nóng)村推廣節(jié)能、環(huán)保、安全的太陽房,推動太陽能技術與建筑一體化進程,既有利于化解農(nóng)村采暖難,提高農(nóng)民生活質(zhì)量,又有利于節(jié)能減排,目前正當時。
--太陽房采暖節(jié)能環(huán)保又安全
與城市的集中供暖不同,北方農(nóng)村大都以各家燒柴薪、煤炭取暖,一家一戶都有一個小火爐。這種取暖模式費用高,熱效率低,即使節(jié)省的人家,一個小火爐一般一個冬季下來也要約1噸煤炭,且只能“溫暖”一個小小的房間。
不僅如此,這種取暖方式也不環(huán)保,污染嚴重,且存在安全隱患。在甘肅定西,直到上世紀八十年代,由于柴薪短缺,又無錢買煤炭,還有許多農(nóng)民不得不鏟草皮取暖,致使當?shù)厣鷳B(tài)遭到嚴重破壞。近年來雖多以煤炭為主,但隨之而來的大氣污染又加重,一些農(nóng)民還因缺乏安全常識,常因取暖出現(xiàn)一氧化碳中毒事件。
針對這些現(xiàn)實問題,甘肅自然能源研究所研究認為,利用現(xiàn)有成熟的太陽能光熱轉(zhuǎn)換技術,充分利用清潔、可再生的太陽能采暖是較好的解決途徑。甘肅自然能源研究所所長喜文華是推廣利用太陽能采暖的積極倡導者之一。在30多年的研究基礎上,喜文華提出了“太陽能南墻采暖(降溫)計劃”,并認為當前是推廣這一計劃的良機。其核心理念是充分利用建筑朝陽的南立面,其中包括南立面上的集熱墻、空氣集熱器以及附加陽光間等,以盡可能多地收集太陽輻射能量,并把它轉(zhuǎn)換為熱能,傳遞到室內(nèi)以達到供熱的目的。
通俗而言,“南墻計劃”即建設太陽房,冬暖夏涼,節(jié)能環(huán)保,按技術含量可分為主動式和被動式。其中主動式太陽房與一般房屋相比,增加建筑成本約40%,被動式增加建筑成本約15-30%,然而卻可節(jié)約65%-85%的能耗,并具有良好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。
?。保梗福茨?,甘肅自然能源所在西藏阿里地區(qū)共設計建造了9.8萬平方米各種被動式太陽房,僅以其中總建筑面積為1833.41平方米的8棟為例,經(jīng)連續(xù)測試,冬季室內(nèi)溫度平均在8℃。甘肅自然能源所的科研人員早年的測算顯示,一個采暖期下來,這8棟太陽房可節(jié)省取暖費9.63萬~12.85萬元,節(jié)約焦炭137.7~188.6噸。
甘肅自然能源所在青海省澤庫縣建造的第一棟太陽能建筑是澤庫縣民族中學太陽能教學樓,面積2500平方米,1997年投入使用。雖然當?shù)貙賴篮貐^(qū),冬季最冷達-30℃,但這一太陽能教學樓內(nèi)室溫在無輔助熱源的情況下可達5℃-15℃。
“據(jù)調(diào)查,中國需要采暖的地區(qū)占全國土地面積的2/3,建筑供暖是耗能大戶,建筑能耗在我國能源消耗中高達27.5%。”喜文華說,“如果大面積推廣建設被動式太陽房,可挖掘巨大的節(jié)能潛力。而且太陽房建設適應性廣,在北方適合建設,在南方也適合;別墅、高樓大廈適合,農(nóng)家小院也適合,特別是學校、醫(yī)院、辦公樓等建筑,節(jié)能、環(huán)保、舒適度等效果極為突出。”
?。柗考夹g成熟但推廣面臨難題
太陽房有被動式和主動式之分,被動式太陽房是指完全依靠建筑結構本身的吸熱、隔熱、保溫、通風等特性,利用太陽的直接輻射能來達到采暖目的房屋,這種太陽房不需要安裝復雜的太陽能集熱器,但被動靠天,亦即人為的主動調(diào)節(jié)性差。
主動式太陽房一般由集熱器、傳熱流體、蓄熱器、控制系統(tǒng)及適當?shù)妮o助能源系統(tǒng)構成。它需要熱交換器、水泵、風機等設備,電源也是不可缺少的。簡而言之,主動式太陽房需要用水泵或風機把經(jīng)太陽能加熱過的水或空氣送入室內(nèi),達到采暖的目的。這種太陽房的造價較高,但是室溫能主動控制,使用也很適宜。
據(jù)喜文華介紹,無論是建設被動式太陽房還是建設主動式太陽房,技術上都比較成熟。早在1977、1978年,甘肅自然能源研究所就在甘肅民勤分別建立了我國第一座被動式太陽房和主動式太陽房,目前,這一研究所已在甘肅、西藏、青海、新疆、寧夏、內(nèi)蒙等地設計建造了校舍、住宅、辦公樓等各種用途、各種采暖方式的太陽能建筑達190多萬平方米。
太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)在我國也已形成一整套具有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)業(yè)鏈,從上游核心的集熱器研發(fā)到下游的太陽能集熱器、空氣集熱器等生產(chǎn)制造,甚至是相關的產(chǎn)業(yè)制造設備,都在中國企業(yè)手中。
目前,比較流行的是利用太陽能發(fā)電。對此,喜文華認為,這是我國在太陽能利用方面的一種錯位。他說:“和光伏產(chǎn)業(yè)相比,光熱產(chǎn)業(yè)投資少、見效快,技術成熟,貼近百姓生活,節(jié)能減排效果好,應當成為我國可再生能源中、近期發(fā)展的重點產(chǎn)業(yè)。”
不過,目前太陽房的推廣也面臨一些問題。這些問題主要是:整體上缺乏太陽能行業(yè)與建筑行業(yè)的相互配合;集熱構件的工廠化、標準化、規(guī)?;a(chǎn)沒有被完全突破;太陽房新型建筑材料尚待進一步開發(fā),保溫、儲熱等性能高又價格低廉的建筑材料市場上還不多見;太陽能建筑施工相對比較復雜,施工質(zhì)量的好壞嚴重影響它的節(jié)能效果,也因此影響了它的推廣和應用;政策扶持力度不夠,沒有一個完善的引導和激勵政策。
?。柗客茝V正當時 專家提出十建議
當前,伴隨著新農(nóng)村建設和農(nóng)民收入的增加,農(nóng)民期待生活質(zhì)量的提高。推廣太陽房,可滿足農(nóng)民在采暖方面的需求,提高其生活質(zhì)量,又節(jié)能環(huán)保,一次性的投入多年受益,符合建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的精神。另外,在農(nóng)村推廣太陽房,對于相關的建材行業(yè)將具有很大的帶動輻射作用。
如何加快推廣太陽房建設,甘肅自然能源研究所專家針對目前太陽房推廣中存在的問題,提出了十個方面的具體建議。這些建議是:
一、認真總結近幾年推廣利用被動式太陽房的經(jīng)驗教訓,發(fā)揚長處,避免出現(xiàn)的不足,為在中國形成太陽能技術與建筑一體化體系創(chuàng)造良好條件。
二、建立健全太陽房測試手段,加強實驗和測試工作,積累第一手資料,并進行系統(tǒng)比較。
三、組織編制太陽房設計、施工、使用規(guī)范和構造圖集。
四、開展長期的、穩(wěn)定的技術合作,加強信息交流和橫向聯(lián)系,建立一支太陽房專業(yè)設計隊伍。
五、制定一套太陽房設計計算方法和評價標準。
六、與當?shù)亟ㄔO審批部門協(xié)商,制定一些辦法,有計劃地將被動式太陽能技術逐步應用于需要采暖的每一棟建筑之中。
七、生產(chǎn)引進一批太陽能專業(yè)建筑保溫材料,逐步形成太陽能建材工業(yè)。
八、建立一些示范性的太陽能住宅。
九、積極培訓和引導、組建專業(yè)的太陽能建筑施工企業(yè),保證真正達到設計效果。
十、對太陽能的熱能轉(zhuǎn)換和其它可再生能源的電力轉(zhuǎn)換,應在立法、政策、金融、信貸和稅收等方面實行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、公平合理的優(yōu)惠扶持政策。
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