2 是人所共知的。我国的能源十分紧缺，未来20年能源消费需求比 现在还要增长一倍：煤炭26亿t，石油13亿t、天然气800亿 m3……。其中，煤炭维持到2020年还问题不大，而石油、天然气 根本无法维持。即便是未来十年内，能源的“缺口”也将大得令 国人震惊！这不仅仅是一个急迫的资源和经济问题，也是一个可 持续发展的战略问题，更是一个非常严峻的社会和政治问题。我 国可再生的水力发电资源在全世界名列第一，但开发率仅为20%； 核电仅占全国总发电量的不足3%；以太阳能为代表的新能源和可 再生能源虽已发展了 多年，但至今仍处于初级阶段。送到地球的 太阳能量，不论是数量还是质量在地球上来说都应该是第一位的， 然而，太阳能的利用至今在能源消费结构中比例甚微。严重的现 实是，太阳光伏电池组件系统的效率还不足20%，价格昂贵市场 难以接纳；太阳能光热利用在新能源和可再生能源的开发利用中 占有至关重要的核心地位，但至今还围绕着太阳热水器这单一功 能的产品进展缓慢。特别是近10年来“平板”变“玻管”后，产 品质量、建筑一体化和国际接轨等问题一直在制约着太阳能行业 的健康发展。调整思路和更新理念已迫在眉睫！ 多少年来累积的 大气污染、水污染以及由此而带来的其他资源和环境污染，仅靠 下游的大型污水治理工程或处理设施是不行的,单靠现有环保技 术和经济能力也是难以彻底解决的，特别是对于空气、水以及和 人类紧密相关的重要资源的污染，必须要从源头治起，从人们进 行各种活动的场所，特别是各种建筑和设施治起。在经济持续发展和生活水平不断提高的总形势下，能耗量的猛长和随之产生的 各种污染，将日渐明显加剧，迫使我们不得不好好捋一下治理政 策和保护方向。 多年来，建筑行业拉动着我国城镇经济发展，住 房面积的增大、舒适性的提高和城市景观的改善已成为现实。然 而，目前这种简单功能的规模建筑导致大面积占用土 地资源，建筑能耗扩大和由此带来的环境污染问题变得相当 突出。统计数字表明：我国人均占有土地还不足世界人均的一半， 2000年全国建筑商业能耗达3.56亿吨标准煤，占全国总能耗量 的1/4以上，达到建筑节能标准的仅为0.5%。能否将耗能的建筑 建造成制造能源的“工厂”？这已不是理想，更不是梦幻，而是 不久的现实。 1.2 项目可性行 2000年我国既有房屋建筑面积共 计376亿m2，预计2005年将达到433亿m2，折算建筑南立面阳 台墙栏板（或窗下墙位置）的面积约为48.26亿m2。如果将这些 建筑部件用热管平板式太阳集热器产品装配，并按有效采用面积 系数85%，有效收集太阳能,依据2001年全年的实际检测数据结 果计算，折合标准煤3.24亿吨；如果同时利用全国建筑物的屋顶 面，折算面积约为78.33亿m2，折合标准煤3.3亿吨。阳台墙和 屋顶面两项总合为标准煤6.54亿吨。该数值相当于2000年全国 总能耗量的48.08%；相当于建筑商业能耗量的1.84倍。 “万物 生长靠太阳”，利用太阳能技术，设计建造一种多功能、高品质 而低价格的“绿色生态太阳能建筑”则是保证健康和舒适生活的 唯一途径。通过巨大建筑物外表面，主动利用太阳能，来实现室 内通风采暖、换气制冷、室外发电、综合利用资源和净化优化环 境，从技术设计、建筑施工和经济成本的角度来看，在实践上是 可行的。 2． 攻关解决的焦点问题和技术思路 太阳能巨大、清 洁、持久和廉价的优势与昼夜交替、四季变换、晴云及空气质量 等条件影响之间的矛盾如何解决？建筑物内“冬季采暖和夏季制 冷”与“通换新鲜空气”的矛盾，一直是建筑技术中的难题；要 满足“人居环境健康标准”，“势必”增加电器设备，增大耗能 量，使建筑节能设计标准更难达到；用户购买新房，需要添置热 水、采暖、空调或发电等设备，总花费势必增加，能源、环保、 建筑等行业长期稳定可持续发展良性循环出路究竟何在呢？ 十 年来我们探讨的思路是：以建筑为主体，主动地综合利用太阳能 技术和产品，即采用太阳能“热管和冷管技术”，应用“热管平 板太阳集热器和冷管平板制冷器产品”，实施“南立面集热式太 阳能空调系统”和“屋顶面温室式太阳能发电系统”，推广“绿 色生态太阳能建筑”，实现“通换新鲜空气、冬季采暖、夏季降 温、生产热水和提供电力等综合功能”。 人们的活动大量的都是 在建筑物内进行的。从太阳能量的利用角度来说，建筑本身就是 一个“太阳集热器”，集热面积很大，接受的能量之大，决不是 一两个平米的太阳热水器所能比拟的。 在建筑物外表面，特别是 建筑物的南立面或屋顶面，大面积装配太阳集热器，就要求生产 的集热器廉价、耐久、牢靠和高效。也只有按照这一理念去进行 产品研发和系统应用才是正确的必由之路。 对于建筑的南立面， 例如阳台墙、窗下墙或窗间墙，采用成熟的镀膜技术最大限度地 吸收太阳能量；通过热管元件及时快速地传输热量；采用墙体式 的热管平板蓄热器通风采暖或冷管制冷器换气制冷；形成安全可 靠、廉价高效、结构美观和色泽和谐的南立面集热式太阳能空调 系统。对于新建建筑，为了保证采暖等功能，在设计上适当增大 开间尺寸和适当减小进深尺寸是必需的、也是可行的。 对于建筑 的屋顶面，建造牢靠和廉价的太阳能温室，并装配螺旋气轮发电 以及土地、降水等资源的综合利用，组成屋顶面温室式太阳能发 电系统。从而与南立面空调系统构成了完整的绿色生态太阳能建 筑。 应该指出的是，上述系统可能在冬季最冷时段采暖量不够或 夏季最热时段制冷量不足或阴云雨雪太阳辐射不足时需热管加热 器给予补足，从节能的角度来说也是可以接受的。 3项目中的技 术研究和产品开发 3.1热管和热管平板太阳集热器 1992年以 来，我们利用自有的“热管平板式太阳集热器”技术，在原有热 管的基础上，对适用于太阳能特别是符合建筑特点要求的热管和 冷管进行了重点的研制。由于采用了特殊的设计理论和加工工艺 设备，所生产的热管和冷管产品具有诸多显著的性能特点：启动 温度低、传热速度快、输送功率大、工作稳定、性能可靠和寿命 长。 在较长的时间里，我们对热管平板太阳集热器的基础部件产 品进行了多次改型，于1997年完成了第一代产品的定型，得到了 市场的认可，1999年被国家行业协会评为“推荐产品”和“重点 推广产品”。2000年完成了阳台墙栏板式和坡屋顶面板式集热器