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节能省地:中国能源发展的关键词
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内容提示：人类的生存、发展须臾不离能源。人类能源的形式种类从薪柴、沼气到煤炭、石油，越来越丰富和高效，人类似乎拥有着越来越多的能源，生活生产越来越便利。然而，经济迅猛发展，人口急剧增多，使得传统能源已渐枯竭，能源问题凸现。据测算，全球的石油资源还能用20年、天然气资源能用60年、煤炭资源也只能用220年。而且，这些能源在使用过程中会带来破坏生态环境和气候变暖的问题。因此，用新的可再生能源代替常规能源具有非常
节能省地与太阳能建筑技术
人类的生存、发展须臾不离能源。人类能源的形式种类从薪柴、沼气到煤炭、石油，越来越丰富和高效，人类似乎拥有着越来越多的能源，生活生产越来越便利。然而，经济迅猛发展，人口急剧增多，使得传统能源已渐枯竭，能源问题凸现。据测算，全球的石油资源还能用20年、天然气资源能用60年、煤炭资源也只能用220年。而且，这些能源在使用过程中会带来破坏生态环境和气候变暖的问题。因此，用新的可再生能源代替常规能源具有非常重大的意义。（参考《建筑中文网》）
我国是以煤炭为主的能源消费大国，占世界煤炭消费量的27%，我国二氧化碳的排放量也仅次于美国居世界第二位，能源形势非常严峻。有鉴于此，我国政府集思广益，不断提出应对举措。
2005年，温家宝总理在《政府工作报告》中，从注重能源资源节约和合理利用出发，明确提出鼓励发展节能省地型住宅和公共建筑。同年，建设部汪光焘部长在《应对能源资源环境挑战·共同促进可持续发展》一文中指出：鼓励发展节能省地型住宅与公共建筑，要求制定并强制推行更严格的节地、节能、节水、节材（以下简称“四节”）标准，制定具体目标和具体措施来大力推进，促进城镇发展方式的根本性转变，城镇发展质量和效益有根本性提高。节能省地成为未来中国能源事业发展的关键词。
发展节能省地型住宅和公共建筑，重要的策略之一是应用太阳能资源，发展太阳能建筑技术。众所周知，太阳能是一种储量极为丰富而且清洁无污染的可再生能源，一旦太阳能成为被广泛利用的能源，它将极大缓解人类的能源危机，改善人居环境，推动人类社会的进步。
对于太阳能应用而言，我国具有良好的地理条件：全国国土每年获得的太阳能约为3.6X1022J，大约相当于1.2万亿吨标准煤的发热量，其中2/3国土面积太阳能年平均辐射总量在5900兆J/㎡以上，而且大部分采暖地区均分布在长日照区域内。同样，我国的太阳能应用设备生产经过多年发展，具有相当的规模，呈现出良好的发展势头：国内的相关研究虽然起步较晚，但是在被动式太阳房和太阳能热水方面有突出的成绩，光电研究方面则由于价格等问题，尚未达到普及的程度。其中，被动式太阳房已经被推广到广大农村，对解决中国贫困地区的采暖问题起到了良好作用。太阳能热水技术则处于国际领先地位，产销量均为世界第一。
当前建筑设计规范中缺乏关于太阳能热水器的相关指标
目前，我国的太阳能热水器生产和应用可谓如火如荼。专家预测，太阳能热水器在未来几年仍将保持迅猛的发展势头，这是规划和建筑等行业不能回避的现象。但是，在现有规范中还没有关于太阳能热水器的规定，甚至连太阳能行业本身也没有形成统一的标准。如是发展，潜在的问题很多，主要体现在两方面：发展不均衡。往往在非常需要太阳能的地区，太阳能的应用发展不够理想，产品不规范。产品规格不一，标准性差，与建筑结合存在着一系列问题。
如此巨大的一个产业，却几乎处于一种自发的状态。不予以规范的后果是供需关系的错位和生产力的严重浪费。可以说，这是规范中新出现的空白点，亟需补充。
增加太阳能应用相关指标的设想
太阳能产品在建筑上的应用目前处在一个发展的关键时期，除了应用税收等经济杠杆，通过建筑规范的制定也能大大促进其发展。正如汽车在家庭中的普及带来了停车率指标，人们对居住环境的要求带来小区最低绿地率的硬性规定一样，当今的能源形式和太阳能产业的发展也要求对太阳能应用予以肯定。
笔者建议增加关于太阳能的两个指标：“太阳能应用率”，这一指标将规定新建居住区内“太阳能应用率”达到某一标准。建议初步制定的标准为推荐性应用和政策性鼓励应用。
“太阳能集热面积与绿化面积换算关系”（具体换算关系的计算后文详述），通过换算，鼓励开发企业、居民应用太阳能的积极性。具体来讲，就是在保证居住区最低绿地率的前提下，规定每增加一平米太阳能集热面积，可以允许减少二氧化碳排量等量的绿地面积，从而节约用地，节约投资，促进了开发商和消费者的积极性。
太阳能应用率的定义设想
给太阳能应用率定义，不妨先看一看绿地率和停车率的定义。
绿地率：居住区用地范围内各类绿地面积的总和占居住区用地面积的比率（%）。
停车率：指居住区内居民汽车的停车位数量与居住户数的比率（%）。
以上两个概念分别按照面积的比和个数与户数的比进行定义。由于太阳能的应用与集热面积有直接关系，按照数量不易计数，因此根据太阳能的应用特点，宜选用按照面积的划分对太阳能集热面积与绿化面积换算进行定义。
另外，太阳能的收集设备分为光热利用和光电利用两种，在定义中也宜分类进行定义。在目前阶段，建议仅对光热利用进行太阳能应用率的定义。光电暂不作硬性规定。
参照绿地率和停车率的概念，笔者得出的定义是：“太阳能应用率”即居住区内太阳能（光热）集热板面积总和占居住区总居住面积的比率（%）。
鉴于中国幅员辽阔，地区差异巨大，故关于太阳能应用率的说明后附带分区图和相应表格，可暂以中国光气气候分区图为划分依据。像西藏等日照充足地区指标应较高，而重庆等不宜采用太阳能热水器的地区则可不依此建设。为避免大面积应用带来的配套设施供应不足问题，建议先选择几个省市试行，逐步发展。在实际调研和实践数据的基础上制定出相对可行的标准。
太阳能集热面积与绿化面积的换算
太阳能和绿化的作用看上去风马牛不相及，但是他们有着内在的联系。众所周知，绿化有吸收二氧化碳，释放氧气的作用，而应用太阳能也能够减少二氧化碳的排放量，间接的增加大气中氧气的量。具体来说，常规能源由于在生产、消耗过程中消耗氧气和释放出二氧化碳，应用太阳能替代常规能源则减少了氧气的消耗和二氧化碳的释放，因而在这一点上，太阳能的作用与绿化是相通的。
太阳能产品分为两大类：光热类和光电类。经过调研，每平米光热集热器（为计算方便，将市场上的平板集热器和真空管集热器的效率取中间值）每年得到的热量为3148X106焦耳。
光电池板由于其特殊性暂不纳入此计算系统，仍然按照其发电量换算电价来计算。而1KG煤燃烧的能量为3.3X107焦耳，释放二氧化碳为0.735公斤。绿色植物进行光合作用时，吸收空气中的二氧化碳和土壤中的水分，合成有机物质并释放氧气。各种植物由于其光合器官（内外表面积）和生长发育状况等不同，吸收二氧化碳释放氧气的能力差异也很大，以一平方米的绿叶面积一小时所消耗的二氧化碳量计算，绊根草为4.5～6.0克，向日葵为3.7～4.3克，葡萄为1.6克。每平米草坪吸收二氧化碳3.6克，每平米落叶乔木吸收二氧化碳90克。按照草坪和落叶乔木各占一半面积组合成绿地计算，每平米绿地吸收二氧化碳46.8克。
由上述换算得出结论：每平米集热器相当于3148X106/3.3X107=95.39千克煤产生的热量。那么，应用集热器替代常规能源可以减少二氧化碳的排放，每平米集热器减排二氧化碳为95.39X0.735=70.11千克。这相当于70.11÷3.6=19.475平方米草坪吸收二氧化碳的作用，相当于0.779平方米落叶乔木吸收二氧化碳的作用，相当于1.50平方米绿地吸收二氧化碳的作用。即每平米集热器相当于1.50平方米绿地吸收二氧化碳的作用。
以上是太阳能集热器与绿化的面积换算关系，仅提供一种思路，可能计算过程中对一些问题进行了简化，结果还不够严密精确，但是对于我们的政策引导已经可以提供一个粗线条的依据。按照算数的方法得出的换算关系，笔者认为并不能拿来直接应用，因为绿地的作用除了生态功能，还有使人们心理愉悦的景观功能，太阳能集热器不可能完全替代绿地，考虑到这一因素，笔者建议每平米太阳能集热器可替代绿地面积为0.5平方米，且小区绿地率最低仍不得低于25%（国家现行规范是30%）。以一个10万平方米的小区计，建设10000平方米的太阳能集热器，即可少建5000平方米的绿地，达到了省地节能的目标。
太阳能相关指标的作用预期
在建筑业界之内，一旦一个新的系数得以推广应用，其影响将是十分深远的。比如早期随着住宅政策的改进而提出的住宅使用系数，影响了人们对于住宅的认识和设计师的设计思路；又如绿化率，对于城市住宅小区的景观、居住者的心理健康、城市环境的改善都有着极大的作用。本文提出的太阳能相关指标，同样期望能够对我国的住宅设计指出新的引导方向，对建设事业的可持续发展做出贡献。即使这个成果尚不是最完善的提议，也期望可以引起人们更多的思考和讨论，思考如何才能将可持续的理念落到实处、推向实践，这样才能真正推进可持续发展的理念。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200508/3710.htm
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