太阳能建筑的市场竞争能力研究文献综述王泽磊Word格式.docx
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大量的化石燃料作为能源所产生的环境污染将对地球维持生命的能力造成不可逆转的损害。
作为一种可再生的绿色能源，太阳能有明显的优越性。
它取之不尽，也不产生污染环境的副产品。
建筑业属于基础设施行业，是支持国民经济发展的支柱型行业，同时又是高能耗行业，其对能源的需求巨大。
因此，太阳能与建筑业的结合能够带来强大的经济效益和环境效益，太阳能在现代建筑的使用也将更受欢迎，更有意义[2]。
1太阳能与太阳能建筑
太阳能
1981年联合国在肯尼亚首都内罗毕召开新能源和可再生能源大会，可再生
能源作为一个全新的概念第一次在世界范围内被提出并逐步得到人们的认可。
可再生能源，顾名思义，是可以再生可以重新利用的能源，较为完整的定义表述为，直接从自然界获取的、可更新的、非化石能源。
它不同于常规化石能源，可以持续发展，对环境无损害，有利于生态的良性循环。
太阳能是典型的可再生能源。
我国太阳能资源丰富
我国是太阳能资源十分丰富的国家，三分之二的国土面积日照在2200小时以上，年辐照总量大约在每年3340-836OMJ/㎡，相当于ll0～250Kg标准/㎡。
从表l、表2可见，即使我国太阳能资源较差的地区，年辐射总量也接近东京，高于伦敦、汉堡这些世界上太阳能利用较好的城市，可见，我国在建筑中的太阳能利用还大有潜力可挖[13]。
表1-1我国太阳能资源的五类地区
年日照时数
（h）
年辐射数量
（MJ/㎡）
主要地区
一类地区
（丰富区）
3200～3300
6690～8360
宁夏、甘肃北部、新疆东南部、
青海、西藏西部
二类地区
（较丰富区）
3000～3200
5852～6690
河北、山西北部、内蒙古、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南、新疆南
三类地区
（中等区）
2200～3000
5016～5852
山东、河南、河北东南、山西南、新疆北、陕西北、甘肃东南、广东、福建南、江苏、安徽北、吉林、辽宁、云南
四类地区
（较差区）
1400～2200
4180～5016
湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建、广东北、陕西、江苏、安徽南、黑龙江
五类地区
（最差区）
1000～1400
3344～4180
太阳能建筑
人类在不断发展，作为人类生活和工作场所的建筑也必然不断发展。
关于建筑未来发展方向，人们有不同预测和期望，太阳能建筑是其中之一。
但是，由于目前太阳能建筑还是一种新的建筑形式，人们还在探索之中，而且人们利用太阳能的技术水平也在不断地进步，在这种条件下，难以对太阳能建筑给出严格的定义。
因此，到目前为止，关于太阳能建筑还缺乏权威定义。
但是大力发展太阳能建筑是我国未来建筑发展的必然选择。
想真正促进我国建筑业的腾飞，就必须从现在起大力发展太阳能建筑，使之迅速产业化。
而要使太阳能建筑迅速产业化，必须对太阳能建筑进行严格的定义。
北京交通大学唐永忠副教授对太阳能建筑的定义为：
在现有太阳能利用技
术和建筑技术水平条件下，所利用的太阳能（含从建筑外引进的太阳能）对建筑的供应在建筑总能耗中至少达到一定比重的建筑。
这个比重是根据当时的太阳能利用技术和建筑技术水平条件所确立的。
一旦上述两项技术取得了突破，或者上述两项技术的产业化取得突破，这个比重数据就应该适当调整[13]。
太阳能建筑的发展前景
太阳能与建筑相结合，是中国未来发展的必然趋势，特别是太阳能一体化建设更是具有很大的发展潜力。
中国的太阳能建筑应用经历了三个阶段：
第一次建筑业的利用是被动式太阳能建筑，它只是通过利用建筑的方向，结构和材料收集和分发太阳能。
第二阶段转向主动式太阳能建筑。
建筑物可通过热收集器，风机，水泵和散热器而被加热，或由太阳能吸收式制冷器和空调制冷。
第三阶段是光伏应用阶段。
太阳能通过安装在建筑中的光伏电池可转换为电能，它满足了建筑的取暖，照明，通风和空调调节温度等方面的需求，甚至达到所谓的“零能耗建筑”[8]。
虽然中国太阳能建筑的研究应用主要集中在太阳能热水器，这在楼宇中已经相当成熟，但其他一些应用如太阳能空调也已经相当成功了。
在不久的将来，在技术上将不会再有障碍限制太阳能在中国的发展。
太阳能建筑应用的发展趋势将是改变传统的被动式太阳能建筑，如光伏，太阳能热水器，太阳能空调，通风，照明等。
随着太阳能光伏建筑中的转换效率的提高和成本的降低，太阳能将极大地帮助解决能源问题[2]。
将来，随着太阳能在建筑行业的规模化利用，中国不仅将强调节约能源和资源的消耗，而且还必须解决由太阳能使用带来的大厦维修问题。
太阳能与地热能，风能和生物质能等可再生能源有效结合的技术也将得到发展，这样能确保基本的室内环境和能源安全需求即使该建筑暂时没有被人使用。
太阳能建筑行业的应用也有助于改善能源的稳定和减少能源的运输。
1992年召开的有关全球环境与发展的联合国首脑会议后，中国朝着实施可持续发展战略的目标迅速响应，并发出了中国“21世纪议程”。
1995年，我国政府制定了“新能源和可再生能源发展纲要”（1996-2010年），其中以居民的太阳能能源建设，太阳能热水器，太阳能光伏发电为重点。
据预测，太阳能的建设项目和太阳能热水器的推广速度将达到家庭20-30％的占有率目标[1]。
2国内外太阳能建筑现状
国外太阳能建筑现状
联合国能源机构最近的调查报告指出。
太阳能建筑将成为21世纪初市场的
一个热点，成为2l世纪最重要的新兴产业。
同时，太阳能建筑的普及将有力地
推动传统建筑业和建材业的革新。
巨大的市场潜力有力地吸引了众多厂商向太阳能建筑投资，据统计，美国、德国、日本、荷兰，加拿大以及中东地区的20多家石油，电力财团已向太阳能开发及商品化生产领域投入巨额资金。
世界上最大的石油企业荷兰壳牌石油公司从1995年起实施一项重要的产业结构调整计划，计划用5至8年时间形成强有力的阳光产业系列产品生产能力，包括光电池板、风力发电机组、太阳能建筑构件等[3]。
近几年，壳牌石油公司还收购了海外20多家生产太阳能构件的企业，表明跨国集团进军阳光产业的决心。
盛产石油的沙特阿拉伯和阿联酋也不愿错过开发太阳能的时机，目前已拥有5家光电池生产工厂。
印度过去5年在发展太阳能建筑和设备上投入5亿美元，其中45％为世界银行和国际财团的投资[8]。
据预测，21世纪初．国际资本进入第三世界太阳能应用领域将形成热潮，这将为发展中国家发展太阳能产业带来良好的机遇。
美国太阳能工业协会（SolarEnergyIndustriesAssociation）最近的调查报告指出，由于科技成果商业化进程不断加快，越来越多的国家己坚定地将普及太阳能列为2l世纪推动能源结构优化的重要战略途径。
目前，这方面的投资陆续增加，新项目不断上马，显示太阳能应用正方兴未艾[4]。
我国太阳能建筑现状
我国太阳能建筑技术经近20年的努力，获得了可喜的发展。
到2004年底，太阳能热水器年生产能力达到1350万㎡，利用量达到6500万，占全球安装量的60％，居世界首位，并出口30多个国家和地区。
太阳能光伏发电约达万kW，解决了700多个乡镇，约300万偏远人口基本用电问题。
如西藏已建成近400个县级和乡级太阳能光伏电站，总装机容量达近8000kW，成为我国集中型光伏电站最多的省区。
近年来，在科研开发、住宅小区大面积推广应用、太阳能建材化、太阳能与建筑一体化设计等方面都取得了骄人的成绩[32]。
我国太阳能建筑发展面临的问题
（1）对开发太阳能的重要性认识不足
国家还没有像重视开发常规能源那样来重视太阳能的开发利用，缺乏正确的、有力的宣传和引导。
社会各界对太阳能的认识和了解也很少。
大多数建筑师、工程师们还没有意识到，虽然短期投资会有所增加，但从长远来看，太阳能建筑会创造更高的经济效益。
（2）对太阳能建筑的投资不够
从目前来看，投资者更多的是考虑短期利益和自身利益，而忽视长期利用和公众利益。
发展太阳能建筑，需要投资者资金、技术和人才的投入，并且与普通规模建筑相比，投资金额会有所增加，这会令一部分投资者望而却步。
（3）对太阳能利用的技术不过硬
虽然太阳能的总量很大，但由于其能流密度很低，到达地面的太阳能每平方米只有1000W左右，而且由于地面上的一年四季、白天和夜晚，太阳能辐射强度不同，而每天的气候条件也会有所变化。
创新仍是根本，只有有效地提高太阳能利用技术，才能真正增强太阳能与建筑的结合能力。
3太阳能建筑的主要技术概述
太阳能建筑利用的几种技术
太阳能建筑在中国已经历了几十年的发展。
最初的太阳能建筑为我国五六十年代的太阳房，主要采用被动技术，通过被动设计满足人们的基本需求。
现在，太阳能技术除被动技术外，还发展了主动技术，这主要表现在太阳能光热利用和太阳能光电利用两个方面。
太阳能建筑光热技术
太阳能建筑对光热的应用在中国已经非常普遍。
中国目前是世界太阳能光热利用最大的国家，至2008年底，我国太阳能建筑因对太阳能的光热利用每年可节约约1800万t标准煤，减少二氧化碳排放4068万t[11]。
太阳能光热技术在建筑中的作用是为建筑提供所需的采暖或热水等热能，其应用主要有太阳能热水系统、太阳能空气采暖系统和太阳能热泵系统[28]。
（1）太阳能热水系统
太阳能热水技术是目前最成熟、普及率最高的太阳能技术。
我国已成为世界
上最大的太阳能热水器生产和销售国。
至2008年年底太阳能使用面积达到了1亿㎡，这占全球太阳能使用面积的53％。
预计到2015年，仅全国住宅用太阳能热水器将达到亿㎡，普及率达到％[9]。
（2）太阳能空气采暖系统
太阳能空气采暖系统根据其运行模式主要分为主动式采暖系统和被动式采暖系统两大类。
主动式太阳能采暖系统一般是利用风机等动力设备，将热空气从太阳能集热器输送到储热器或采暖房间内，它的系统复杂、初投资较高。
被动式太阳能采暖是太阳能采暖中最简单的一种形式，通过建筑的朝向和周围环境的合理布置，以及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建筑物在冬季能够集取、蓄存、分配太阳能，以达到采暖的目的。
被动太阳能采暖系统因其结构简单，造价低廉，节能效果显著等优点得到了广泛关注。
（3）太阳能热泵系统
太阳能热泵系统（SolarAssistedHeatPump，SAHP）是指以太阳能为热源的热泵系统。
太阳能热泵系统克服了普通风冷热泵系统在高纬度地区的冬季容易因结霜导致系统效率偏低甚至无法运行的缺陷，而且提高了系统的蒸发温度，改善了系统的性能。
太阳能光伏建筑一体化技术
太阳能光伏建筑一体化（BuildingIntegratedPhotovohaic。
简称BIPV）技术即将太阳能发电（光伏）产品集成或结合到建筑上的技术，它不但具有外围护结构的功能，同时又能产生电能供建筑使用。
光伏与建筑一体化（BIPV）是“建筑物产生能源”新概念的建筑，是利用太阳能可再生能源的建筑[29]。
光伏建筑一体化技术不等于太阳能光伏加建筑。
所谓太阳能光伏建筑技术不是简单的“相加”，而是根据节能、环保、安全、美观和经济实用的总体要求，将太阳能光伏发电作为建筑的一种体系进入建筑领域，纳入建设工程基本建设程序，同步设计，同步施工，同步验收，与建设工程同时投入使用，同步后期管理，使其成为建筑有机组成部分的一种理念、一种设计、一种工程的总称。
太阳能光伏建筑一体化的核心是建筑要一体化设计、一体化制造、一体化安装，而其辅助技术则包括了低能耗、低成本、优质、绿色建筑材料的技术
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