新建建筑如何充分利用“太阳能”

   一座塔楼，中间裹着一个盒，上面通透，通过改变屋顶的方式把阳光引了进来，这样的设计不仅屏蔽了夏季阳光中的红外线，还实现了房屋的自然通风与采光。这是被首次评为国际太阳能建筑竞赛典范，首届“台达杯国际太阳能建筑设计竞赛”的获奖作品。
  
  
   时隔两年，新的一轮国际太阳能建筑设计大赛又将启动，这次的大赛以“阳光与希望”为主题，要求按照中国汶川地震灾区典型气候特征（如马尔康和绵阳地区）制定设计条件，面向全球征集农村“阳光小学”设计方案，并且比赛的部分获奖方案将在灾区付诸建设。中国可再生能源学会理事长石定环认为，参赛作品将高标准、高水平地展示和利用先进的太阳能及建筑技术，代表了未来建筑的发展方向。
  
  
   推广太阳能建筑
  
  
   四川地区为盆地构造，常年阴雨潮湿，太阳能如何在此发挥功能？
  
  
   “不是说没阳光太阳能就不能发挥作用。”国家住宅与居住环境工程技术研究中心副主任仲继寿说，四川地区最大的问题是闷热、潮湿、气压低。怎么解决这些问题呢？“通风最关键，在这里，太阳能建筑最主要的便是解决自然通风、除湿降温问题。”
  
  
   仲继寿介绍，太阳能有着广泛的含义，所有的化石能源、空气流动都来自于太阳。比如如果冬季风速大于5米/秒，人们就会感觉寒风刺骨；如果夏季风速小于2米/秒，表皮换热速度就慢，就会使人中暑；而太阳能建筑通过合理的设计能解决这些问题———窗户并不是开得越大就越凉快，而是将室内的通风路径、门窗位置和空间布局关联起来，达到加强通风的目的，这种技术被称为被动式设计技术。还比如房子之所以要南北通风，是因为在太阳的照射下南面温度高北面温度低，从而形成风压或热压，为自然通风创造动力。一些绿色建筑都带烟囱，道理何在？这些烟囱并不都是用来排烟的，而是用来通风的，通过一定高度的烟囱可显著提高通风热压的平衡点，达到强化通风换气的目的。如果热压的平衡点低了，便不可能实现通风。
  
  
   长江流域素来气候潮湿，应对潮湿的办法就是可将建筑物适当架空，让空气在建筑物底部流通起来，达到除湿目的。空气要流动，要么靠风压要么靠热压，而通过建筑设计的方法和技术去创造风压和热压，就可以创造一个让人们舒适的环境。仲继寿说，“南北方在太阳能建筑上的思路策略是不一样的，南方主要是解决除湿和降温问题，这就需要通过设计屋面构造、地面构造、墙面构造、平面布局、院落布局、绿化方法、水池位置以及使用的材料等予以解决。在南方解决了除湿、通风问题，太阳能建筑就达到了目标。”
  
  
   仲继寿认为，推广太阳能建筑可进一步降低建筑能耗和运营成本，是灾后重建值得借鉴的一种建筑形式。
  
  
   农村急需普及“绿色生活”
  
  
   对于太阳能建筑，全国人大环境与资源保护委员会调研室主任徐晓东认为，目前有3个问题需要我们关注：在农村如何利用太阳能；对城市既有建筑如何利用太阳能；以及太阳能相关设备的开发和研制。
  
  
   “随着生活水平的提高，农村正在向城市的生活方式转型，比如冬天取暖，以前都是烧炭，夏天为了凉快要扇扇子。现如今，有的农村地区也开始普及空调了，这就必然会对我国的能源消耗提出巨大挑战，因为农民是一个很大的消费群体。”徐晓东说，“如果不寻找一种新的能源途径，必然会造成越来越紧缺的能源现状。农村目前正在面临能源的转型，我们应高度关注农村能源发展的走向。通过此次竞赛，希望能够引导农村能源走可持续发展的道路。”
  
  
   仲继寿说，在农村普及可再生能源利用，太阳能建筑大有可为空间。“过去的能耗之所以不大，是因为过去使用的是生物能技术，如沼气等；随着人们生活水平的提高，也开始逐步推广燃气、煤电，这使得农村的生活能耗尤其是化石能源消耗占整个农村能耗的比例在逐年增加。农村的能源问题不止影响到农民的生活质量，还影响到了整个社会生活环境，因此很多技术都需要也正在往能源节省的方向转变，比如将秸秆压成块，提高能量密度以便提高燃烧效率；比如沼气和太阳能结合，能够支持沼气在冬天的正常使用等等。”
  
  
   对于在农村推广太阳能建筑，仲继寿认为，北京市平谷区大华山镇挂甲峪村是值得借鉴的一座文明生态式社会主义新农村。该村在市、区的支持下，按建筑节能65%%的标准，统一规划、统一设计、统一施工、统一安装，分两期为每户建设150-170m2住房一套，户均安装平板式太阳能集热器20m2，室内用上了太阳能采暖和太阳能热水。这些建筑设计的特点是所有房屋的阳面房顶全部覆盖着太阳能集热板，用以供应农居采暖和洗浴。在太阳能保证率20%%的情况下，每平方米太阳能集热板大约能够供应10平方米室内面积的采暖。建筑用的材料也将摒弃黏土实心砖，而采用新型节能建材，保温性能比传统的砖墙要提高1倍以上。
  
  
   “政府的引导、农民的理念和技术的支持，是可以促进农村的可再生能源发展的。我们都希望农村有一种新的发展模式，走可持续发展道路。”仲继寿说。
  
  
   据报道，在德国有一个“太阳村”，村民住在太阳能屋，用收集来的热量发电点灯，家家户户没有空调，却都能凉快舒适，这个“再生能源之都”已成环保人士的旅游胜地。在这里，身为村长的建筑师迪舒一手创造出太阳能屋，南面设有起居室，北面是厨房和储物室，露台和屋顶隔热，不论摄氏50度的炎夏或零下20度的寒冬，即使没冷暖气调节，室内都能保持摄氏15至25度。太阳能屋有4层高，呈圆柱形，屋顶装有太阳光板，以最大角度对准太阳，即使在冬季也能吸取足够热量。
  
  
   看到德国“太阳村”的卓越成绩，阿联酋酋长国之一的阿布扎比随后也启动耗资50亿美元（约380亿人民币）的计划，建造一个自给自足、零污染和零废物的未来城市，取名“马斯达”。城内有完善的交通系统，无人驾驶的公共电车为主要交通工具。阿布扎比是世界第五大石油出产地，但马斯达城不用一滴石油，绕城种植的棕榈树和红树是制造生物能源的原料。城外的风力和光电发电厂会充分利用波斯湾的海风和阳光，保证全城能源做到完全自给自足，城市的所有服务都将实现数码化控制。
  
  
   太阳能社区在国外许多城市已纷纷建设，在我国，北京奥运场馆的建设为打造太阳能社区提供了典范，在不远的将来，我国太阳能社区必定如雨后春笋。
  
  
   打造“无电城市”
  
  
   “太阳能建筑技术发展至今已经很先进了，而太阳能建筑产品应用也已经很广泛。”国家住宅与居住环境工程技术研究中心副主任仲继寿解释说，比如玻璃就有许多种，能够保温、隔热、防紫外线等；比如燃气，通过发电余热产生热水或者采暖；还比如跟踪遮阳的窗帘，可以根据太阳辐射强度判定并自动调节玻璃颜色，重新决定引入多少阳光，屏蔽多少紫外线。如果室内二氧化碳浓度超标的话，自动感应窗帘还能启动窗户感应器，自动调整空气流通量。
  
  
   从技术上讲，仲继寿认为要实现“无电城市”是没有难度的。比如通过太阳能光伏发电技术产生电力，而通过太阳能热利用技术可以制冷、采暖和生产生活热水，并可以通过跨季蓄热的方法解决冬夏季热利用不平衡的问题。仲继寿说，“在一些边远地区、岛屿等国家能源网络不能覆盖的地方，打造‘无电城市’是肯定的。”
  
  
   太阳能建筑崇尚自然
  
  
   “虽然现代技术可以给太阳能更多的发展空间，然而其最基本的原理还是来自于传统、朴素的生态文明观。”对于现代文明的发展给人们生活所带来的改变，仲继寿不无感叹地说，“一方面是所谓的节能建筑；一方面是四处封闭，通过机器消耗能源达到环境舒适，这是现代文明一个扭曲的发展道路。”
  
  
   “以前天气热，我们会想到开窗户，而现在一想到降温就关窗户开空调，这实际上是一种生活方式的改变，被一种不环保、不节能的所谓现代文明改变了。所以我们要实现太阳能建筑节能或减排30%以上，一方面是通过设计来实现；另一方面还需要改变人们的生活习惯和理念。”仲继寿说。
  
  
   “太阳能建筑真正需要推崇的，依旧是我们古代朴素自然的生活理念。”台达环境与教育基金会董事长郑崇华给我们举例说：“太阳能建筑应该是顺应自然的。比如，通过让空气流通来降低室内温度，而不是关起窗户来开空调。我的外祖父在乡下，乡下虽然没有电，但通过设计建造，房屋真正做到了冬暖夏凉；非洲用泥巴做的很厚的墙，主要起到隔热的作用，造天井是可以让空气流通，屋顶建成双层的，可以排掉空气热量；泰国的夏天酷暑难耐，而我的朋友在院子前面种了不同高度的树，有矮树，也有高树，另外，在树前面又建了水池，树和水池都能吸收一部分热量，使进来的空气温度比邻居家的低7℃，而且树的光合作用使空气中含氧量较高，起到净化空气的作用。诸如此类的建筑都是太阳能建筑，而现代绿色建筑的一些设计理念正是延续了以前建筑的特点。而且建筑师还应该根据不同的地方有不同的气候，考虑就地取材。”
  
  
   技术成本降低还有空间
  
  
   对于太阳能建筑的技术和设计，我国与世界先进水平相比已经并不低，然而对于太阳能建筑在我国的规模化应用却是“路漫漫其修远兮”，未来太阳能建筑的推广到底需要多少作为？
  
  
   对于我国的太阳能技术，仲继寿认为，我国的太阳能建筑技术尤其是被动式太阳能建筑技术在世界上已经达到了领先水平。太阳能建筑之所以没有普及，一方面是成本问题；另一方面便是节能、自然的生活理念仍有待进一步推广。
  
  
   对于成本问题，仲继寿说，从技术上将成本降低，还有可为空间。比如无锡尚德电力公司提出到2012年希望把光伏的发电成本降到每千瓦时1块钱，这是因为光伏电池的技术在不断提升，美国在实验室里已经将晶体硅电池效率做到42%，而目前市场上的产品仅达到百分之十几。
  
  
   除了技术问题，美观同样是建筑不可忽视的一个方面。“太阳能建筑目前来看可能是不美观的，”全国人大环境与资源保护委员会调研室主任徐晓东说，“但是美观不美观只是不同人的判断标准，建筑的美观如何与建筑的功能相协调？在这方面，设计者们其实可以大胆突破，让设计更夸张一点，拓宽人们思考的空间。”
  
  
   对于太阳能建筑未来的发展，仲继寿认为，人们对舒适环境的需求越高，太阳能建筑越能在解决常规能源短缺的能源安全战略方面发挥巨大作用。现在的太阳能建筑与常规建筑相比至少可以节约30%以上的实用能耗。所以其发展空间不仅是农村住房，城市住宅、公共建筑甚至高层建筑都将大有作为。

   (编辑:xiaoyao)