西藏大學(xué)工學(xué)院 ■ 嚴(yán)李強(qiáng) 董學(xué)卓 王世杰

0 引言

西藏地區(qū)現(xiàn)有住宅的采暖方式主要是依靠燃燒煤、木材或石油等傳統(tǒng)能源或是通過(guò)架設(shè)遠(yuǎn)距離電線[1]。但由于西藏地廣人稀，架設(shè)高壓電線所需成本極高，而且燃燒常規(guī)能源還會(huì)造成環(huán)境污染。太陽(yáng)能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，具有安全、普遍、無(wú)污染的特點(diǎn)[2]；而西藏地區(qū)是我國(guó)太陽(yáng)總輻射資源最豐富的地區(qū)，全區(qū)年日照小時(shí)數(shù)達(dá)1500～3400 h，年總輻射多在6000～8000 MJ/m2之間。因此，在西藏地區(qū)大力開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，將建筑與太陽(yáng)能相結(jié)合，不但能解決本地能源不足的問(wèn)題，減輕生態(tài)環(huán)境破壞，響應(yīng)國(guó)家綠色能源的號(hào)召[3]，還能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合作為目前最成熟且推廣度最高的建筑形式，必將在經(jīng)濟(jì)、能源等多方面的可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用。鑒于此，本文立足于拉薩農(nóng)村地區(qū)，在前人已有的研究成果的基礎(chǔ)之上，總結(jié)探索拉薩農(nóng)村地區(qū)主動(dòng)式和被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)在藏式建筑中的應(yīng)用情況，為西藏更好地利用太陽(yáng)能技術(shù)打開(kāi)更廣闊的前景。

1 拉薩的地理氣候特征

拉薩 (91°06′E，29°36′N)位于西藏中部略偏東南方向，海拔多在3500 m左右，屬于高原溫帶半干旱季風(fēng)氣候；日照時(shí)間較長(zhǎng)，輻射強(qiáng)，年均日照小時(shí)數(shù)在3000 h以上，故有“日光城”之稱。拉薩常年低溫，夏季無(wú)高溫，平均氣溫低，不足16 ℃ ，雨季降水集中，干濕季明顯，濕季較多為“晝晴夜雨”的天氣；冬季干燥少雨，采暖期長(zhǎng)，月平均濕度在30%～40%左右，相對(duì)濕度小，自然氣候比較惡劣。

本文研究的拉薩地區(qū)屬于中國(guó)建筑氣候區(qū)劃圖中的Ⅳ類C地區(qū)，屬于寒冷地區(qū)，如圖1所示。

圖1 拉薩地區(qū)建筑氣候區(qū)規(guī)劃等級(jí)

2 拉薩周邊地區(qū)民居主動(dòng)式太陽(yáng)能的利用現(xiàn)狀

通過(guò)對(duì)居住于藏式民居的拉薩周邊3個(gè)村的70戶人家進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，分析后發(fā)現(xiàn)；擁有太陽(yáng)灶的家庭占比為69.73%，其中有78.54%是通過(guò)政府扶持獲贈(zèng)的；有65.02%的居民表示在日常生活中經(jīng)常使用太陽(yáng)灶燒水，而30%的居民表示由于當(dāng)?shù)仫L(fēng)大，需要不斷調(diào)節(jié)方向且溫度不好控制等原因已不再使用太陽(yáng)灶。與太陽(yáng)灶相比，居民覺(jué)得太陽(yáng)能熱水器更方便，有81.62%的居民使用太陽(yáng)能熱水器。另外，價(jià)格和實(shí)用性也是居民購(gòu)置太陽(yáng)能熱水器時(shí)著重考慮的因素。筆者還對(duì)太陽(yáng)能熱水器的售后服務(wù)進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，其中認(rèn)為其售后服務(wù)質(zhì)量很差的占61.70%。

在對(duì)“是否會(huì)采用光伏發(fā)電”的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，只有不到4%的居民表示會(huì)采用光伏發(fā)電。很多居民由于對(duì)光伏發(fā)電不了解，從而不愿意采用光伏發(fā)電，他們認(rèn)為采用光伏發(fā)電的投入成本太高，且電站一旦損壞，售后服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)離家較遠(yuǎn)，又缺少專業(yè)維修人員，無(wú)法得到及時(shí)維修；但愿意采用光伏發(fā)電的居民則認(rèn)為除前期成本較高外，光伏發(fā)電可以節(jié)約大部分電費(fèi)，還是比較滿意的。除此之外，使用太陽(yáng)能照明燈的居民超過(guò)50%。

通過(guò)對(duì)70戶人家關(guān)于“西藏發(fā)展太陽(yáng)能技術(shù)”的態(tài)度進(jìn)行調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，絕大部分居民持“很看好”的態(tài)度，也有極少數(shù)持“不看好”的態(tài)度，具體如圖2所示。

圖2 居民對(duì)西藏太陽(yáng)能利用前景的態(tài)度

另外，據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，由于村民不太了解太陽(yáng)能，普遍很少利用太陽(yáng)能資源；加之缺少國(guó)家政策，村民自己掏錢較為困難，若加大政府扶持，他們大多是愿意接受的。從藏式民居的結(jié)構(gòu)來(lái)看，屋頂可以承受相關(guān)太陽(yáng)能設(shè)施的重量，建筑結(jié)構(gòu)和風(fēng)格基本是漢藏相結(jié)合。

3 拉薩周邊地區(qū)民居被動(dòng)式太陽(yáng)能的利用現(xiàn)狀

被動(dòng)式太陽(yáng)房作為被動(dòng)式太陽(yáng)能的利用方式之一，是通過(guò)建筑物朝向和周圍環(huán)境的合理布置，外部形體、內(nèi)部空間的巧妙處理，以及結(jié)構(gòu)和材料的選擇，使建筑能夠蓄存、分配和集取太陽(yáng)能的一種建筑。這種建筑既能符合冬天的取暖要求，也能在炎熱的夏季遮蔽太陽(yáng)輻射，再通過(guò)散熱使室內(nèi)達(dá)到降溫的目的。

拉薩位于青藏高原中部，地形復(fù)雜多變，大部分傳統(tǒng)住宅都建在山腳下。從建筑布局來(lái)看，該地區(qū)的建筑群主要朝南，冬季不遮擋太陽(yáng)，能盡可能的接收光照，采暖方便。

當(dāng)?shù)夭厥矫窬右钥蚣芙Y(jié)構(gòu)居多，少部分民居會(huì)在屋頂鋪設(shè)一層由片石、碎石、毛石等構(gòu)成的防水材料，現(xiàn)代窗戶材料多為鋁合金或塑鋼。與之前舊式的藏式建筑相比，此類建筑能更好地蓄存太陽(yáng)能。對(duì)于二層的民居而言，二樓通常向南開(kāi)有大面積的窗戶。

隨著生活方式的改變，藏族居民由以前的以帳篷為主，逐漸轉(zhuǎn)換為現(xiàn)在的定居和農(nóng)牧結(jié)合的生活方式[4]，藏式民居的發(fā)展也更趨于合理化：

圖3 拉薩白定村某藏式民居

1)逐漸由單層建筑發(fā)展為功能更多、空間更大、居住舒適性更好的多層建筑。2)現(xiàn)代居民對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求越來(lái)越高，采光、通風(fēng)、取暖等都作為參考因素?，F(xiàn)代民居的窗戶都采用熱性能好的塑鋼窗戶，淘汰了最早保溫性差的木窗，并且普遍都是大窗，如圖4所示。隨著建造技術(shù)的提高，藏式民居中砌筑材料以平整的現(xiàn)代砌塊代替了巖石，拉薩周邊已開(kāi)始大面積使用水泥、空心磚這類現(xiàn)代建材。

圖4 現(xiàn)代民居的鋁合金大窗

3)藏式民居早期建筑的室內(nèi)采光很差，但在發(fā)展過(guò)程中逐漸向空間開(kāi)放、采光好的形式轉(zhuǎn)變。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代藏式民居的室內(nèi)空間較大、采光性能好、利于通風(fēng)等，如圖5所示。

圖5 現(xiàn)代藏式民居的室內(nèi)空間

通過(guò)對(duì)拉薩地區(qū)的民居進(jìn)行實(shí)地調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)孛窬映朔课蓍_(kāi)大窗，朝南盡可能的接收光照外，并未采用被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)來(lái)建造類似于太陽(yáng)房這樣的房子，未高效利用被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)。但根據(jù)當(dāng)?shù)孛窬拥慕Y(jié)構(gòu)形式、建筑材料，該地區(qū)具備采用被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)的潛力。

4 建議

4.1 關(guān)于西藏地區(qū)利用主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)的建議

1)開(kāi)設(shè)相關(guān)產(chǎn)品的檢測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)太陽(yáng)能產(chǎn)品的實(shí)際情況制定相應(yīng)的法律法規(guī)，并不斷完善監(jiān)測(cè)體系。根據(jù)設(shè)立的質(zhì)量監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，明確獎(jiǎng)懲制度，成立專門的監(jiān)管部門。這樣才能為太陽(yáng)能市場(chǎng)營(yíng)造更加透明的環(huán)境，保證購(gòu)買者有法可依，若出現(xiàn)問(wèn)題可利用相關(guān)法律法規(guī)來(lái)維護(hù)自身的合法權(quán)益。

2)進(jìn)行校企合作。對(duì)于西藏地區(qū)的高校來(lái)說(shuō)，可因地制宜的開(kāi)設(shè)太陽(yáng)能相關(guān)專業(yè)，培養(yǎng)該領(lǐng)域的技術(shù)型人才，進(jìn)行產(chǎn)、學(xué)、研的有機(jī)結(jié)合。校企合作對(duì)于科研成果走向產(chǎn)業(yè)化有著極大的推動(dòng)作用，可進(jìn)一步完善專業(yè)人才的培養(yǎng)體系。比如，山東大學(xué)在晶體硅領(lǐng)域的研究非常出色，這與其和山東建筑大學(xué)及山東省力諾集團(tuán)的戰(zhàn)略合作有關(guān)；再者，“太陽(yáng)能與建筑一體化”專業(yè)就是在校企合作的模式下建立的[5]。學(xué)校與企業(yè)展開(kāi)深入合作，結(jié)合西藏實(shí)際情況培養(yǎng)具有較高技能水平的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，能夠在很大程度上推進(jìn)太陽(yáng)能技術(shù)的自主創(chuàng)新，并打造出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的品牌。

3)加大政府扶持。近年來(lái)，我國(guó)各地開(kāi)始投入大量的人力、物力扶持太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對(duì)于太陽(yáng)能這種清潔能源產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，其發(fā)展離不開(kāi)政府的大力支持，通過(guò)政府的支持，西藏地區(qū)在解決廣播、通信、無(wú)電人口用電和電視電源等方面都取得了一定的成效，并實(shí)施了“科學(xué)之光計(jì)劃”“陽(yáng)光計(jì)劃”“西部省區(qū)無(wú)電鄉(xiāng)的通電工程”“阿里光電計(jì)劃”“金太陽(yáng)工程”“無(wú)電地區(qū)電力建設(shè)項(xiàng)目”等太陽(yáng)能技術(shù)推廣示范工程。此外，在西藏建設(shè)光伏電站存在上網(wǎng)成本高的問(wèn)題，政府的扶持成為克服這類問(wèn)題、促進(jìn)西藏地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大推動(dòng)者，積極的地方補(bǔ)貼政策將吸引大量?jī)?yōu)秀企業(yè)入駐西藏。

4)做好示范性推廣工程。針對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)品在西藏地區(qū)的推廣而言，示范推廣是最為有效的措施，能讓廣大居民直觀地認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能的優(yōu)勢(shì)，可直接看到太陽(yáng)能產(chǎn)品的效果，讓居民對(duì)太陽(yáng)能有更加深入的了解，逐步提升居民的環(huán)保理念和環(huán)保意識(shí)。通過(guò)上述措施能夠最大限度的提升居民使用太陽(yáng)能產(chǎn)品的積極性，在推廣的過(guò)程中應(yīng)主動(dòng)與新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合，這樣太陽(yáng)能資源的推廣應(yīng)用才更具有效果，以便起到較強(qiáng)的輻射示范效果，不斷改善當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)，為居民的生活提供更加舒適的環(huán)境。

5)加強(qiáng)宣傳力度，轉(zhuǎn)變居民的認(rèn)知觀念。政府部門可以通過(guò)各種渠道向廣大農(nóng)民或城郊居民宣傳太陽(yáng)能熱水器，并介紹太陽(yáng)能的優(yōu)勢(shì)，潛移默化地改變他們對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)，以求能夠更好地提升人們的節(jié)能減排意識(shí)，使太陽(yáng)能產(chǎn)品在西藏地區(qū)得到當(dāng)?shù)鼐用竦恼J(rèn)可和應(yīng)用。

4.2 關(guān)于拉薩農(nóng)村地區(qū)被動(dòng)式太陽(yáng)房的選擇

根據(jù)被動(dòng)式太陽(yáng)房利用方式的不同，其可分為直接受益式、集熱蓄熱墻式、附加陽(yáng)光間式、蓄熱屋頂池式4種[6]。表1對(duì)以上4種被動(dòng)式太陽(yáng)房的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較。

表1 4種太陽(yáng)房的優(yōu)缺點(diǎn)比較

通過(guò)對(duì)拉薩農(nóng)村地區(qū)的藏式民居進(jìn)行分析，筆者建議拉薩農(nóng)村地區(qū)可建造直接受益式太陽(yáng)房和附加陽(yáng)光間式太陽(yáng)房，主要是因?yàn)檫@兩種方式的太陽(yáng)房建造成本較低，又不影響傳統(tǒng)藏式民居的風(fēng)格。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)拉薩農(nóng)村地區(qū)之前和現(xiàn)在的民居進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，隨著生活水平的提高和國(guó)家發(fā)展新能源的號(hào)召，藏族同胞的價(jià)值觀念和生活方式也逐漸發(fā)生了轉(zhuǎn)變。在未來(lái)的藏式新農(nóng)村的發(fā)展中，應(yīng)合理保留傳統(tǒng)建筑有益的方面和文化特色，在此基礎(chǔ)上不斷改善對(duì)建筑不利的方面，使西藏地區(qū)傳統(tǒng)建筑在保留文化的同時(shí)，做到綠色能源的合理利用。

為響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，生態(tài)脆弱、資源匱乏，但太陽(yáng)能資源非常豐富的西藏地區(qū)應(yīng)該在日后的生活中大力推廣和提倡利用太陽(yáng)能來(lái)采暖或改善生活水平，做到被動(dòng)式太陽(yáng)能和主動(dòng)式太陽(yáng)能相結(jié)合利用。