太阳能建筑应用的实践与思考

太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心太阳能建筑应用的实践与思考住房和城乡建设部建筑节能中心郝斌2011.5.12太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心目标太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心“十一五”期间：太阳能建筑应用•财政部住房和城乡建设部《关于进一步推进可再生能源建筑应用的通知》（财建61号）–202015%–201525亿，3000万吨–集中连片–技术进步与产业发展–绿色建筑“十二五”期间：太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心太阳能光电可再生能源建筑应用太阳能光热地下水源地表水源海水污水废热淡水埋管打井单井回灌江水湖水其他水平垂直灰水中水集中水系统集中r热泵站生活热水采暖制冷动力照明并网离网太阳能热泵土壤源其他太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心技术成熟规模化应用前提产业发展标准完善太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心背景2006年，为贯彻落实《中华人民共和国可再生能源法》和《国务院关于加强节能工作的规定》，推进可再生能源在建筑领域的规模化应用。关于印发《建设部关于落实国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知的实施方案》的通知(建科[2007]159号)，提出：到“十一五”期末，建筑节能实现节约1亿吨标准煤的目标。其中：发展太阳能、浅层地能、生物质能等可再生能源在建筑中应用，实现替代常规能源1100万吨标准煤。“三步走”战略太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心昀新出台的政策、法律法规、标准昀新出台的政策、法律法规、标准太阳能光热强制政策的思考太阳能光热强制政策的思考太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心•是否具备实施强制安装的条件•各地已发布的激励政策•强制安装政策的适宜性•思考太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心•《可再生能源法》第十七条：“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。”•《节约能源法》第四十条：“国家鼓励在新建建筑和既有建筑节能改造中使用新型墙体材料等节能建筑材料和节能设备，安装和使用太阳能等可再生能源利用系统。”•《民用建筑节能条例》第四条：“国家鼓励和扶持在新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能、地热能等可再生能源。在具备太阳能利用条件的地区，有关地方人民政府及其部门应当采取有效措施，鼓励和扶持单位、个人安装使用太阳能热水系统、照明系统、供热系统、采暖制冷系统等太阳能利用系统。”是否已具备强制安装条件——良好的法律基础是否已具备强制安装条件——良好的法律基础太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心•全国各地太阳能年辐射总量达335-837kJ/cm2，中值为586kJ/cm2。•我国2/3地区的太阳能年辐射总量大于5020MJ/m2，年日照时间在2200h以上。是否已具备强制安装条件——太阳能资源丰富是否已具备强制安装条件——太阳能资源丰富云南：年平均日照时数2200小时，年平均总辐射条件优良以上地区占全省国土面积的53%。云南：年平均日照时数2200小时，年平均总辐射条件优良以上地区占全省国土面积的53%。太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心是否已具备强制安装条件——太阳能光热产业发展迅速是否已具备强制安装条件——太阳能光热产业发展迅速1999-2007年太阳能热水器年生产量和保有量太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心是否已具备强制安装条件——与建筑结合的技术、标准支撑体系不断完善是否已具备强制安装条件——与建筑结合的技术、标准支撑体系不断完善标准名称国家标准太阳能热利用术语GB/T12936—2007全玻璃真空太阳集热管GB/T17049—2005真空太阳集热管玻璃-金属封接式热管真空太阳集热管GB/T19775—2005太阳能集热器热性能实验方法GB/T4271-2007太阳集热器平板型太阳能集热器GB/T6424-2007真空管型太阳能集热器GB/T17581-2007家用太阳热水系统性能试验方法GB/T18708-2002太阳热水系统家用太阳热水系统技术条件GB/T19141-2003太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范GB/T18713-2002太阳热水系统性能评定规范GB/T20095-2006民用建筑太阳能热水系统应用技术规范GB/T50364-2005太阳能热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方法GB/T15513-1995太阳能供热采暖工程技术规范GB50495-2009太能集中热水系统选用与安装建筑标准图集太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心•产品检测与认证体系•质量控制•市场规范是否已具备强制安装条件——管理机制不断健全是否已具备强制安装条件——管理机制不断健全与建筑结合性能认证产品环境水平认证产品质量认证太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心各地方先后发布强制安装政策(不完全统计：13省22市)各地方先后发布强制安装政策(不完全统计：13省22市)城市建议实施建筑类型实施力度深圳12层以下新建住宅强制海南省除经批准使用温泉地热的民用建筑外，海南省12层以下的住宅建筑和单位集体宿舍、医院病房、酒店、宾馆、公共浴池等公共建筑，需统一配建太阳能热水系统对于新建、改建、扩建的民用建筑项目，按照国家和省规范标准要求安装使用太阳能热水系统的，可按所应用的太阳能集热器面积，增加建筑面积指标，所增建筑面积不计入容积率。强制沈阳市新建和改建的低层（别墅）和多层住宅建筑强制既有建筑改造鼓励小高层、高层住宅及其他公共建筑鼓励宁波市新建有生活热水系统的公共建筑、１２层以下的居住建筑以及１２层以上居住建筑的逆６层，应当将太阳能利用与建筑进行一体化设计。浙江省12层以下新建建筑强制12层以上支持12层（含）以下有生活热水系统的新建公共建筑强制其他新建公共建筑和既有建筑改造鼓励江苏省12层以下新建住宅及新建、改扩建的酒店、商住楼等公共建筑强制南京市新建12层及以下住宅，以及新建、改建、扩建的宾馆、酒店、商住楼等有热水需求的公共建筑强制武汉市新建12层及以下住宅、医院病房楼、学校宿舍楼、宾馆饭店、健身中心、游泳馆（池）等热水需求较大的建筑以及政府机构的建筑和政府投资建设的民用建筑、新农村建设中的农民居住用房等建筑工程强制12层以上鼓励云南省11层以下的居住建筑和24米以下设置热水系统的公共建筑强制太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心需要基于太阳能资源、气候条件、常规能源供应情况、当地经济水平、太阳能行业发展等因素因地制宜制定强只安装政策。•哪些地区适宜实施强制安装政策？•什么类型的建筑适宜实施强制安装政策？•如何考虑太阳能保证率要求？•太阳能热水体系与建筑的结合形式？•减免安装的条件？强制安装政策应因地制宜强制安装政策应因地制宜太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心强制安装地区适宜性分析强制安装地区适宜性分析从太阳能资源、经济、行业、社会、政策五方面出发，综合分析太阳能热水系统强制安装地区适宜性影响因素利用主成分分析法建立数学评价模型，计算不同城市综合得分并排序，城市适宜性排名利用主成分分析法建立数学评价模型，计算不同城市综合得分并排序，城市适宜性排名得到结论：Ⅰ区Ⅲ区Ⅱ区Ⅳ区太阳能热水器强制安装地区适宜性太阳能资源适宜性经济适宜性行业适宜性社会适宜性政策适宜性年平均气温年总辐射直接辐射年日照时数年晴天日数人均GDP地方财政收入当地电价当地燃气价格当地太阳能集热器价格太阳能集热器生产企业数量年集热器产量集热器标准法律法规财税政策配套措施人口总数人均居住面积城市建筑用地面积人口增长率太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心强制安装建筑适宜性分析强制安装建筑适宜性分析适宜实施强制安装的建筑使用者所有者使用时间热水需求量住宅、别墅酒店、宾馆宿舍、招待所、普通旅馆医院住院部公共浴室、洗浴中心、体育馆、健身中心24小时需要热水热水需求量大热水使用时间基本为12小时强制新建鼓励既有太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心太阳能保证率要求太阳能保证率要求国外太阳能热水系统强制安装政策中要求：太阳能在户用热水系统的昀低保证率必须达到30-70%以上。依据依据太阳能资源情况建筑的热水消耗量、水温辅助能源系统的种类经济性……测算测算强制安装政策适宜地区、适宜建筑的昀低太阳能保证率太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心太阳能保证率测算太阳能保证率测算昀低太阳能保证率推荐值昀低太阳能保证率推荐值由技术性确定由技术性确定由经济性确定由经济性确定取二者昀小值太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心太阳能保证率测算太阳能保证率测算从技术性确定以一年为周期用TRNSYS计算得到太阳能保证率f与集热器面积A的函数关系，考虑集热器安装面积为规定值时对应的太阳能保证率，从技术方面确定一个昀低太阳能保证率。太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心太阳能保证率测算太阳能保证率测算从经济性确定针对辅助热源为电力和非电力两种情况，考虑投资回收期为规定年限时对应的太阳能保证率，从经济方面确定昀低太阳能保证率。太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心住宅建筑昀低太阳能保证率推荐值测算结果测算结果注：表中数值是以电作为辅助热源的推荐值；若以天然气等作为辅助热源，应将表中数值乘以一个折减百分率（见表5.21）。301520253030成都、贵阳、重庆402025303535杭州、长沙、桂林402530404035广州、武汉、合肥Ⅳ452535404040西安、沈阳、长春、乌鲁木齐、南昌503040454545上海、济南503040505050海口、太原、兰州、昆明、北京、天津Ⅲ554555555555景洪655060606060银川、西宁、喀什、大同705570706565敦煌Ⅱ755570707070格尔木756075757570拉萨Ⅰ别墅32层24层18层12层6层昀低太阳能保证率（%）城市太阳能资源分区太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心宿舍、招待所、普通旅馆昀低太阳能保证率推荐值测算结果测算结果注：表中数值是以电作为辅助热源的推荐值；若以天然气等作为辅助热源，应将表中数值乘以一个折减百分率（见表5.21）。1520253030成都、贵阳、重庆2025303535杭州、长沙、桂林2530404040广州、武汉、合肥Ⅳ2535404040西安、沈阳、乌鲁木齐、长春、南昌3040504545上海、济南3040505050海口、太原、兰州、昆明、北京、天津Ⅲ4555555555景洪5060606060银川、西宁、喀什、大同5570707065敦煌Ⅱ5570707070格尔木6075757570拉萨Ⅰ15层12层9层6层3层昀低太阳能保证率（%）城市太阳能资源分区太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心酒店、宾馆昀低太阳能保证率推荐值测算结果测算结果注：表中数值是以电作为辅助热源的推荐值；若以天然气等作为辅助热源，应将表中数值乘以一个折减百分率（见表5.21）。3530303030成都、贵阳、重庆4035353535杭州、长沙、桂林4040403535广州、武汉、合肥Ⅳ4540404040西安、沈阳、乌鲁木齐、长春、南昌5050454545上海、济南5050505050海口、太原、兰州、昆明、北京、天津Ⅲ5555555555景洪6560606060银川、西宁、喀什、大同7070706565敦煌Ⅱ7070707065格尔木7575757570拉萨Ⅰ＞50m340m330m320m310m3昀低太阳能保证率（%）城市太阳能资源分区太阳能建筑应用住房和城乡建设部建筑节能中心医院建筑昀低太阳能保证率推荐值测算结果测算结果注：表中数值是以电作为辅助热源的推荐值；若以天然气等作为辅助热源，应将表中数值乘以一个折减百分率（见表5.21）。1520253030成都、贵阳、重庆2025353535杭州、长沙、桂林2530404035广州、武汉、合肥Ⅳ2535454040西安、沈