太阳热水器在建筑上的工程化应用

一、太阳能热利用对建筑节能意义重大　　
        2003年全行业太阳热水器总产量在1,200万平方米，总保有量大体在5,000万平方米，全年总产值120个亿。而欧共体15国，到目前为止的保有量是1230万平方米，只有我国的1/5。按每平方米太阳热水器每年替代煤炭100公斤计算，2003年的替代量就是500万吨。这500万吨相当于当年全国总能耗16.6亿吨的0.3%左右，这个数量不管是从能源的贡献率，还是对国民经济的贡献率都是较大的。
         现在老百姓对热水的需求越来越高，而提供生活热水，除了使用电或燃气作为燃料外，太阳能也是重要消费燃料之一。如果按照15%～20%的发展速度计算，预计2010年太阳热水器年产量可以达到3,500万平方米，总保有量1.23亿平方米；2015年年产量则可达到5,000万平方米，保有量在2.3亿平方米左右。2015年后如果按照10%～15%的增长速度来计算，2020年的年产量将达到7,000多万平方米，保有量5亿平方米。 
        2002年我们国家建筑能耗占总能耗的27.5%，折合成标煤就是4.5亿吨左右，太阳热水器的替代量是500万吨，约占1.1%左右；到2020年的总能耗大致是27亿吨标煤，建筑能耗的比例大约能占到23%～25%左右，即7.6～7.9亿吨标煤，而5亿平方米的太阳热水器保有量能替代5,000万吨标煤，占建筑能耗的6.8%左右，是现在的6倍。由此可以看出太阳能对建筑节能的贡献相当大。
二、太阳能热利用工程化是今后发展方向 
        发展太阳能热利用的一个重点方向就是太阳热水器要工程化。所谓工程化，就是在建筑物的建设中，使它像一个工程一样成为建筑的一部分，和建筑结合。“太阳能热利用工程化”这个概念涵盖的内容非常广泛，包括太阳热水器产业、产品要规范化，标准化和规格化，也包括太阳热水器应用要纳入各地区、省县的发展规划中(它是实现太阳热水器工程化的基础)，在技术设计上要与建筑结合，统一设计、统一安装、统一管理，使其外型美观、协调，使用维护方便。太阳热水器只有实现工程化才能实现这个产业的社会化，最终使产品实现产业化。　　
        ◇工程化的条件 ◇　　
        要实现这个目标，需要以下几个好的条件或环境：首先是政策环境，国家要制定相关的政策法规，促进太阳热水器在建筑上的应用。目前颁布的《中华人民共和国可再生能源法》，其核心内容就是从国家的角度、从法律的角度保证可再生能源能够全面、迅速、稳定、持续的发展。第二是从国家的宏观经济政策上，要制定一些相关的支持、扶持政策，允许太阳热水器上房（当然管理要规范），各地不得以任何理由拒绝。第三个方面就是如何从科技、教育、财政、税收、金融、信贷等方面给予优惠政策，依靠优惠政策来扶持这个产业的发展。太阳热水器在建筑上的工程化应用已经引起政府、企业、房地产开发商、设计院等有关单位和部门以至整个社会的关注，这是它发展的社会基础。 
        ◇工程化设计的基本要求◇　　
        太阳热水工程的设计主要依靠四个方面：第一、要基于当地的太阳辐照资源，根据资源的不同，相应的设计参数也不一样；第二，取决于集热器的性能，各个企业生产的集热器性能不一样，在设计时，考虑的角度也不一样；第三，取决于当地的能源价格，能源价格的不同对新能源的利用影响很大。第四，取决于当地建筑特点和用户的要求。这四个方面综合起来，才能进行一个好的设计。 
        ◇工程化的特点◇ 　　
         太阳热水系统要有稳定、可靠的使用性能。发展太阳能没有辅助能源是不现实的。因为人们洗澡、洗浴、热水的需求总是绝对的，这是终端需求，必须满足这个终端需求。但由于太阳能本身是不稳定的，所以必须和常规能源结合起来。目前，电、燃气、太阳能是中国热水器的三大家族，互不排斥，谁方便用谁。将来更可能的是电、燃气如何与太阳能有机的结合起来，既保证热水的供应，又可节约能源，这是我们技术发展的一个方向。
        ●工程化要有一个产业链，即逐步形成产品制造商、房屋开发商、工程供货商、施工专业队伍及物业管理的产业链条。专业分工明确，避免现在的一条龙式开发。 　　
        ●经销商或是工程开发商对太阳热水器的结构、性能、材质也应具有相应的知识和施工安装技术，而不能像现在仅仅卖产品，挣现钱。 　　
        ●太阳能热水器产品要规范化，规格化，标准化，产品符合工程设计、施工、安装及零部件修复或更换要求。通过工程化应用，进一步促进科技进步，产业升级。 　　
        ●建筑上要为太阳热水器提供结构要素，如承载力、安装方式、防渗漏、给排水、管井线井、雷电安全以及建筑和热水器装置的美学协调设计等。使热水器的应用安全、可靠，同时又不影响建筑的审美要求。 
        ◇工程化将使企业和市场双赢◇　　
        实现工程化，能够使产品质量得到保证，并使太阳热水器的作用得到充分发挥，成本能够降低1/4～1/3左右。另外工程化后可促进产品的标准化和自动化，实现自动化控制定位，这样才能够全面地推进热水器产业的技术进步，有助于推动产业的发展。 　
三、工程化促进与建筑结合　　
        太阳热水工程化是一个系统工程，要从规划、计划、产品开发和制造、市场营销、招投标以及设计、安装、运行管理等诸方面都符合工程化的规律和要求。而与建筑结合只是其中的一个内容，这个内容涉及到太阳热水系统热性能的安全性、可靠性，及在建筑结构上如何结合。结构上的结合除了考虑性能稳定、安全可靠外，还要考虑低成本和美观大方，与城市建筑相协调。实用、可靠、美观是太阳热水器在建筑工程化应用中的三项基本要素。
        住宅建筑是多种多样的，建筑结构是多类型的，有多层，有高层，有南方，有北方，所以与建筑结合的形式也不可能是一样的；另外和建筑结合是有历史阶段性的，在近期只要太阳热水器能够比较规范的安置在房上，达到整齐、安全、便于维修，就可以说是现阶段的一种普遍的结合方式，尤其是在小城镇。而在广大农村，这就是比较高档的一种形式。要在建筑上给热水器预留出安装的位置和冷热水管道；另外在建筑结构上也要把热水器的载荷考虑进去，从而保证建筑安全和使用安全。和建筑结合对热水器本身提出了更高的要求，不光是建筑结构形式上的结合，其实质是要提高热水器的安全性和可靠性，使其真正成为建筑上的一个节能设备。 
        如何与建筑结合，首先还是看需要。从目前我国的情况看，需要是绝对的。随着时间的推移，它所包含的内容都在变化中，而且“与建筑结合”的发展，取决于人们生活水平的不断提高，不可能一蹴而就。不切实际的做法，有可能严重影响太阳能热利用产业的发展和市场的开拓。