浦东新区可再生能源建筑应用现状分析及对策研究

浦东新区可再生能源建筑应用　现状分析及对策研究　上海市浦东新区建筑节能办公室夏叔远李展东钮海翔徐超　摘　要：近年来，随着城市化率的提高、经济发展、人民生活水平的不断改善，建筑能耗的比重　越来越大。如何才能切实有效地降低建筑能耗？关键是减少对传统能源的依赖。在建筑节能领　域，可再生能源与建筑一体化应用是降低建筑能耗、推进建筑节能发展、践行低碳循环可持续发　展的重要突破口。从可再生能源与建筑一体化主要应用技术、浦东新区可再生能源应用条件及　现状等着手，深入分析浦东新区可再生能源在建筑应用中存在的问题，研究浦东新区可再生能　源应用推进对策。　关键词：浦东新区可再生能源应用研究分析　浦东新区作为全国改革开放的龙头，二十多年　为热能供建筑使用。其中较为典型的太阳能热水系　来，经济建设的高速发展使新区建筑业得到了长足　统就是利用太阳能集热器，收集太阳辐射能，将水加　的发展。大量的新建办公建筑、商用建筑等大型公建　热以供生活热水使用。目前最常见的太阳能热水器　拔地而起。建筑体量大，建筑能耗大，必然给能源供　就是一个很好的例子。该系统属于低密度、低品位能　应安全带来极大的压力，因此加快推进建筑节能势　的直接利用方式，其转换环节少，效益明显，具有经济　在必行。　价值高、技术较成熟且已商业化等特点。　然而，如何在当前城市建设飞速发展，经济水平　太阳能热水系统一般包括太阳能集热器、储水　不断提高，能源需求不断增长的趋势下快速、有效、　箱、循环泵、电控柜和管道等。其运行方式可分为多　长期地实现建筑节能、进入低碳发展的时代？可再生　种，目前常用的太阳能热水系统大多采用强制循环　能源技术应用将是推进建筑节能、发展低碳经济的　式或定温放水式；加热方式有直接加热和间接加热　一项重要突破口。　两种形式。　１可再生能源建筑应用技术　１．２太阳能光电建筑应用技术　可再生能源，包括太阳能、地热能、风能、水能、　太阳能光电，也称作太阳能光伏发电，是利用太　海洋能、生物质能等，是广泛存在、用之不竭、可以自　阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能　由索取、最终可依赖的初级能源。与有限的商品能　直接转换为电能的一种新型发电系统，一般由太阳　源——化石能源相比，从人类未来能源可持续供应　能电池组件、充放电控制器、逆变器、测试仪表、计算　来讲，可再生能源将是人类赖以生存与发展的主要　机监控设备和蓄电池等组成。有独立运行和并网运　能源来源。而在建筑领域，太阳能、地热能、风能等与　行两种方式。目前，主要以独立运行系统为主。　建筑一体化应用将是绿色、低碳建筑的发展方向。　太阳能光伏发电系统具有无噪音、无污染、无需　目前，在民用建筑可再生能源应用领域，太阳能　燃料、运行可靠稳定等显著特点，其规模和应用形式　光热、太阳能光伏发电、地源热泵等技术相对成熟，　各异，系统规模跨度很大，小到０Ｉ３　ｗ　２　Ｗ的太阳　稳定性较高，市场推广潜力较大。　能庭院灯，大到兆瓦级的太阳能光伏电站。　１．Ｉ太阳能光热建筑应用技术　１＿３地源热泵建筑应用技术　太阳能光热是通过物理方式将太阳能直接转化　地源热泵是一种主要利用地下浅层地热资源实　现对建筑物进行供热和制冷的高效节能空调系统。　地源热泵应用技术就是在冬季，将地能作为热泵供　暖的热源，即把高于室外环境温度的地能中的热能　取出来供室内采暖；夏季将地能作为空调的冷源，即　把室内的热能取出来释放到低于室外环境温度的地　能中。　以政策为导向，结合浦东新区发展实际，发挥先行先　试的优势，积极探索、总结、创新，并依托正在张江崛　起并形成支柱产业的太阳能光伏研发产业链，进一　步推进张江生态园区建设及临港低碳实践区建设，有　效开展可再生能源建筑一体化项目的面上推进工作。　至２０１　１年底，落实了可再生能源应用项目１０４个、建　筑面积６６６．０９万平方米，其中太阳能光热项目８１个、　地源热泵系统一般由热泵机组、地热能交换系　统、室内末端系统和控制系统组成。其分为地埋管热　太阳能光电项目９个、地源（水源）热泵项目２３个。全　区太阳能光伏发电装机总量约５兆瓦。浦东新区最　泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统三种。目　前，地埋管地源热泵系统应用更为广泛。地源热泵系　统的制热系数可达３．５～４．５。　２新区可再生能源建筑应用条件　２．１太阳能条件　浦东新区地处北亚热带南缘东亚季风盛行的滨　海地带，光照较足。年日照时数约１　８００小时，年辐　射量约为４　７００　ＭＪ／ｍ　，比太阳能应用极为普及的日　本东部沿海地区的平均水平高，属于中等强度地区。　因此在新区实施光热系统、光伏发电系统，技术上是　可行的，太阳能资源也是较充足的。　２．２地热能条件　浦东新区位于上海市东部，长江三角洲东缘，属　于“夏热冬冷”地区。从相关数据可以看出，浦东新区　因处于典型的“夏热冬冷”地区范围内，冬、夏两季温　差较大，而地能或地表浅层地热资源的温度一年四　季相对稳定，地下常温层温度大致保持为当地年平　均温度，基本维持在１８℃左右，冬季比环境空气温　度高，夏季比环境温度低，是理想的热泵热源和空调　冷源。因此，从这种温度特性来看，地源热泵空调系　统能较好地吻合浦东新区的气象条件。　３浦东新区可再生能源建筑应用现状　３．１区域性配套政策制定情况　技一中，前一膏ｉ浦东新区在积极推进可再生能源建筑应用工作　注重政策引导，　沿一一置囊．一　　切实加强区域性政策的配套建立，　先后制定了《浦东新区推进民用建筑节能办法》、《上　海市浦东新区民用建筑节能评估管理办法（试行）》　和《上海市浦东新区建筑节能示范工程评审奖励办　法》等规范性文件，对可再生能源建筑应用，特别是　可再生能源示范工程建设都作了政策规定，并明确　了相应的鼓励政策，为推动浦东新区可再生能源建　筑应用提供了有力的政策支持。　３．２可再生能源利用总体情况　浦东新区在推进可再生能源技术应用工作中，　大的太阳能与建筑一体化应用项目是：临港新城主　城区ＷＮＷ—Ｃ４地块４８万平方米配套商品房光热应　用项目和世博主题馆２　８２５　ｋＷ光电应用项目。　３Ｉ３可再生能源示范工程推进情况　为了贯彻落实《浦东新区推进民用建筑节能办　法》，浦东新区积极推进可再生能源示范工程建设，　通过试点示范，发现问题、总结经验，为大面积建筑　应用奠定基础。几年来，浦东新区在太阳能光热、太　阳能光电和地源热泵等可再生能源建筑应用方面成　效比较突出，至２０１１年底，共有１９个可再生能源建　筑应用项目被列为国家、上海市和浦东新区可再生　能源建筑应用示范项目。　４新区可再生能源应用存在的问题与对策　虽然浦东新区在推进可再生能源应用工作中发　挥新区先行先试的优势，积极探索、总结、创新，并取　得了阶段性的成果，但在推进工作中也遇到不少问　题以及需要继续加强、突破的地方。　４．１主要问题　４．１．１社会参与方面　目前，全社会对可再生能源建筑应用认知度不　是很高，新区主要是通过试点示范方式推进规模化　可再生能源实际应用。《上海市建筑节能条例》和《上　海市居住建筑节能设计标准》出台后，对新建居住建　筑和公共建筑提出相应的可再生能源利用要求。但　不少建设单位、开发商认为可再生能源应用技术不　完全成熟，初期投资和后期维护成本比较高，因此，　市场主体主动参与和投入的积极性不高，甚至少数　开发商在可再生能源利用方面有规避行为和抵触情　绪，一定程度上影响了此项工作的深入开展。　４．１．２规划设计方面　在《上海市建筑节能条例》实施之前，浦东新区　已建成的可再生能源建筑应用项目主要依靠市、区　两级建筑节能示范工程管理办法引导，以及相关建　科一设开发单位的主观意愿。纳入国家、市和区级示范工　程的项目，一般从规划设计阶段就把可再生能源应　用技术考虑进去，但也有一部分项目可再生能源技　术介入时间上随意Ｉ生比较大。随着可再生能源建筑　应用工作的继续深入以及相关政策法规的实施，尤　其是结合临港新城等低碳城区建设，从区域整体规　划、项目初期介入、项目个性化设计着手，形成长期、　有序、规范的可再生能源应用推进管理态势，是我们　在今后面临的首要问题。　４．１．３技术集成方面　按照一定的技术原理或功能目的，将两个或两　个以上的单项技术通过重组而获得具有统一整体功　能的新技术的创造方法是技术集成本质要求。几年　来，可再生能源技术集成示范应用、与建筑结构体系　的有效结合都取得了一定的成效，但也还存在着许　多问题和进一步探索的空间，如何将可再生能源与　建筑材料、围护结构形式、建筑用能设备更好地结合，　太阳能“光热”综合技术、“风光”互补技术等方面都　是今后可再生能源建筑应用中要深人探索研究的问　题。目前就光伏技术应用而言，浦东地区的国信安基　地Ｃ一２地块综合楼、金桥出口加工区软件园一期　Ｇ２—１　８地块研发楼已经将光伏组件应用于车库顶棚　或幕墙等作为构件之一，具有一定的示范效应。　４．１．４运行管理方面　随着新区城市建设的不断发展，新落成的可再　生能源应用建筑正逐步增长，如何对已完成的项目　建立行之有效的跟踪管理机制，形成政府引导、企业　参与的可再生能源应用系统的回馈数据收集分析构　架，发现问题，总结经验，使之更有效地规范、指导今　后可再生能源应用项目，正是政府和和行业管理部　门需要研究的内容。　浦东新区国信安基地ｃ一２地块综合楼，在个体　建筑可再生能源应用运行管理方面比较成功。该项　目太阳能光伏发电装机容量２００　ｋＷｐ、它自成体系　的太阳能光伏发电数据采集、视屏监控和分析等工　作做得比较完善，有一定的借鉴意义。从２００９年７　月１８日运行至今，已经发电４４６　４００　ｋＷ・ｈ，太阳能　光伏发电占该建筑用电总量的２０％。　４．１．５政策鼓励方面　２００８年新区政府出台了《浦东新区推进民用建　筑节能办法》，鼓励政府投资项目在条件具备的情况　下，应优先采用太阳能、地热能等可再生能源，并结　合示范工程建设推进可再生能源应用项目落实。　２０１０年，新区出台《上海市浦东新区建筑节能示范工　程评审奖励办法》，进一步明确了对可再生能源应用　项目要求及奖励措施，促进新区可再生能源建筑的　应用示范。两年来，新区政府拿出２６０万元节能专项　资金对５个获得浦东新区可再生能源建筑应用示范　工程的项目实施奖励。随着可再生能源推进工作的　继续深人，政策鼓励的形式要更加多样化，政策鼓励　的力度也要进一步加大，尤其对技术含量高的可再　生能源集成技术的应用加大政策倾斜，资金激励，从　而不断适应新区可再生能源应用发展的需求。　４．２设想对策　４．２．１开展可再生能源应用项目的基础调研　重点对获得国家级、市级和新区建筑节能示范　工程的可再生能源应用项目的信息调研，充分了解　和掌握全区可再生能源应用情况，逐步建立新区可　再生能源建筑应用信息数据库，并定期开展分析研　究和应用。建立可再生能源示范项目跟踪管理机制，　了解系统运行情况，建立长效的统计制度，为推进工　作的深人开展提供科学的基础性数据。　４．２．２制定可再生能源中长期发展规划和激励政策　一是依据市建筑节能“十二五”规划和浦东新区　节能降耗“十二五”规划的制定，配套研究制定新区　可再生能源中长期发展规划，从战略角度开展新区　可再生能源推进工作，形成长期发展目标及方向，围　绕低碳、生态城区建设，有计划的开展区域性可再生　能源开发应用。二是依据《浦东新区节能减排资金扶　持办法》有关精神，研究制定《浦东新区建筑节能资　金扶持实施细则》等配套政策，进一步明确和细化可　再生能源与建筑一体化等相关扶持政策，有效推进　新区可再生能源建筑应用的发展。　４．２－３加强可再生能源集成技术应用研究　利用浦东新区区位优势，广泛开展国际性可再　生能源应用技术研究交流活动，重点开展“张江绿色　生态建筑群、临港、后世博绿色低碳城区可再生能源　集成技术的应用研究”。加强太阳能“光热”综合技术、　“风光”互补技术以及可再生能源建筑构配件化等集　成技术应用研究，积极探索可再生能源新技术、新材　料，形成以自有知识产权为主的可再生能源技术装　备力量。同时，利用光导照明、通过合理的建筑设计，　有效开展可再生能源的直接利用，如通过合理的建　筑设计使建筑内部获得良好的自然采光效果，从而　大幅减少白天对人工照明的需要；又如通过合理的　建筑造型和围护结构设计使得冬季可有效地利用太　阳光提高室温。结合既有建筑节能改造推进可再生　能源应用发展从新区在由由小区、金杨二街坊和衡　山度假村等节能改造项目中应用太阳能楼道照明、　能源示范应用、现场观摩、交流研讨等形式，开展广　泛持久的可再生能源应用宣传活动，提高建设各参　与方的主动自觉的意识，营造政府有效引导、企业自　觉执行、公众积极参与的氛围。　同时，加强可再生能源建筑一体化应用技术的　小区环境照明和地源热泵等技术利用来看，投资相　对合理、效果比较明显，同时形成良好的宣传氛围，　一培训，注重专业技术人才队伍的教育培养，努力提高　研究、开发、应用和管理的队伍素质，为可再生能源　应用健康发展打下良好的基础。　５结束语　举多得。　４．２．４强化可再生能源应用的过程监管　按照可再生能源与建筑一体化应用要求，建设　可再生能源是重要的能源资源，也是绿色能源，　在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促　项目可再生能源利用应实现同步设计、同步施工、同　步验收。政府各相关部门应加强规划管理、设计方案　审查、施工图的审核、节能备案、日常监督和竣工备　案的把控管理。可再生能源与建筑一体化应用的建　进经济发展等方面有很大的作用，也是降低建筑能　耗，实现低碳发展的有力保障。　浦东新区将深入贯彻《上海市建筑节能条例》　和《浦东新区推进民用建筑节能办法》，抓住重点、克　服难点，继续积极推进可再生能源与建筑现代化的　设、设计、施工、材料等参与各方应按各自职能，明确　任务、落实责任、密切配合，共同承担和完成推广应　用工作。　４．２．５组织可再生能源应用技术宣传培训　利用报刊、杂志、电视、网络等媒介，采取可再生　发展。实现可再生能源利用向区域性应用延伸、向全　区整体推广的目标迈进，为新区低碳经济建设发展　做出贡献。　ＢＩＰＶ和ＢＡＰＶ帕概怎　ＢＩＰＶ是Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ的缩写，ＰＶ是主词，ＢＩ是修饰部分，直译就是“集成到建筑物上的光伏发电系统”。我　国业界通常称ＢＩＰＶ为“光伏建筑”或“光伏建筑一体化”。　光伏建筑应定义为：“安装在建筑物上的光伏发电系统（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍｏｕｎｔｅｄ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｅ）”，可以简称为ＢＭＰＶ，即建筑光伏。　ＢＭＰＶ包括在既有建筑上安装的小型、中型和大型光伏系统（ＢＡＰＶ），也包括与新建筑物同时设计、同时施工和同时安装并与建　筑形成完美结合的光伏发电系统（ＢＩＰＶ）。涉及的建筑物包括各种民用建筑、公共建筑、工业建筑等一切可以承载光伏发电系统　的建筑物。总之，ＢＭＰＶ分为ＢＡＰＶ和ＢＩＰＶ两种形式。　建筑光伏的形式　（１）平屋顶（ＢＡＰＶ）。　（２）斜屋顶（ＢＡＰＶ）。　（３）遮阳板。　（４）光伏幕墙。　（５）光伏天棚。　（６）其它建筑光伏系统。其它建筑光伏系统包括上述以外的所有建筑光伏系统，如公共交通车站屋顶或者天棚，加油站屋顶，　高速公路音障等。