談太陽(yáng)能建筑的應用與前景

　論文關(guān)鍵詞：建筑節能　太陽(yáng)能建筑　環(huán)保節能

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　　論文摘要：文章闡述了建筑節能的范疇，提出了“太陽(yáng)能建筑”這一概念，并簡(jiǎn)要概括了大陽(yáng)能建筑的結構類(lèi)型及其應用模式。同時(shí)，太陽(yáng)能建筑作為一項生態(tài)環(huán)保的綠色技術(shù)，符合我國可持續發(fā)展的能源方向，值得大力推廣

　　前言

    隨著(zhù)能源結構的逐步調整，世界各國都把能源問(wèn)題放到了關(guān)系國際民生的戰略位置。我國從可持續發(fā)展、人與自然相和諧的戰略高度，提出了新能源建筑的理念，提出要積極開(kāi)發(fā)和推廣利用可再生能源，如風(fēng)能、太陽(yáng)能、地熱能等。據專(zhuān)家估計，到21世紀中葉，可再生能源將占世界電力市場(chǎng)的3/5,燃料市場(chǎng)的2/5。而太陽(yáng)能，在21世紀即將進(jìn)人一個(gè)快速發(fā)展的階段，“太陽(yáng)能經(jīng)濟”將成為未來(lái)全球能源結構的主流方向之一。

　　1建筑節能的范疇

    建筑節能，是指民用建筑在規劃、設計、建造和使用過(guò)程中，通過(guò)采用新型的節能電力電氣設備和新型墻體材料，執行建筑節能標準，加強建筑物用能設備的運行管理，合理設計建筑圍護結構的熱工性能，提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和通道等電力電氣設備系統的運行效率，以及利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源的活動(dòng)。

    建筑節能體系(圖1)可以從兩個(gè)大方面來(lái)考慮:建筑本體節能和建筑設備節能。建筑本體節能主要體現在建筑規劃、設計、施工過(guò)程中，判斷節能與否主要看建筑是否采用新型節能建材、是否因地制宜利用自然能源，尤其是可再生能源，以及節能材料和可再生能源的使用率等等。建筑的設備節能則貫穿建筑的使用過(guò)程，涉及管理、優(yōu)化和改造等細節方面，從空調、給排水、衛生、照明、電氣等末端設備入手，挖掘節能潛力，創(chuàng )造節能效果。

    太陽(yáng)能是典型的可再生能源，太陽(yáng)能與建筑的結合體現在建筑的本體節能方面，但同時(shí)太陽(yáng)能設備作為建筑設備的一種，在管理節能方面也具一定潛力。

　　2太陽(yáng)能建筑的概念

    太陽(yáng)能建筑(Solar Building)，即用太陽(yáng)能(Solar Ener-gy)代替部分常規能源，為建筑物和居民提供采暖、熱水、空調、照明、通風(fēng)、動(dòng)力等一系列功能，以滿(mǎn)足或部分滿(mǎn)足人們

的生活和生產(chǎn)的需要。所謂的太陽(yáng)能建筑，其利用太陽(yáng)能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供應均來(lái)自太陽(yáng)能，常規能源消耗為零;從而真正做到環(huán)保清潔、綠色生態(tài)。

    基于以上對太陽(yáng)能建筑的定性分析，太陽(yáng)能建筑的特點(diǎn)可以概括為3條:1)既舒適義健康;2)節約一次能源;3)減少對環(huán)境的破壞和污染。

　　3太陽(yáng)能建筑的典型建筑結構類(lèi)型

    在倡導綠色能源、可持續發(fā)展的今天，太陽(yáng)能作為最經(jīng)濟、環(huán)保的能源之一，愈來(lái)愈受人們重視。目前太陽(yáng)能建筑的典衛建筑結構類(lèi)型有陽(yáng)臺壁掛型(圖2),屋面貼合型(圖3)、集中供熱型(圖4)、集中分戶(hù)型(圖5>，等等。

太陽(yáng)能建筑的宗旨是在不破壞建筑立面的前提條件下，注重太陽(yáng)能系統的安全性、實(shí)用性和智能性。然而，在太陽(yáng)能與建筑的結合問(wèn)題上，綜合各方面考慮，目前仍存在諸多問(wèn)題。

    I)太陽(yáng)能產(chǎn)品制造商，往往只強調產(chǎn)品的功能，而忽視了建筑的特點(diǎn)與要求，使太陽(yáng)能產(chǎn)品與建筑物成為兩個(gè)獨立的部分;太陽(yáng)能產(chǎn)品由于沒(méi)有與建筑設計相結合，因此會(huì )破壞原有建筑的整體外觀(guān)形象，進(jìn)而破壞環(huán)境;而且目前的太陽(yáng)能產(chǎn)品結構單一，建筑設計師即使在設計中考慮使用太陽(yáng)能產(chǎn)品，也很難將太陽(yáng)能產(chǎn)品有機地融人到設計中，使太陽(yáng)能產(chǎn)品成為建筑設計中的“雞肋”。

    2)建筑設計院，仍有不少建筑設計師缺乏綠色生態(tài)的理念，根本不考慮太陽(yáng)能及其他綠色能源的使用，造成太陽(yáng)能產(chǎn)品大都在建筑施工過(guò)程中臨時(shí)安裝，即“事后狀態(tài)”下安裝，結果影響到建筑群體，甚至整個(gè)城市的建筑風(fēng)貌。

    3)政府規劃機構，往往不能夠將綠色環(huán)保的理念和相關(guān)政策很好結合。雖然江蘇地區已出臺12層以下民用建筑必須安裝太陽(yáng)能熱水器的強制性政策，但由于其它相關(guān)配套設施、標準的不完善，尤其是太陽(yáng)能施工驗收標準一塊，仍存在爭議點(diǎn)。在一定程度上影響了太陽(yáng)能產(chǎn)品的生產(chǎn)，導致推廣效果不好、范圍不廣。

    針對以上問(wèn)題，解決方案如下:(I)太陽(yáng)能產(chǎn)品的生產(chǎn)商應更多地了解建筑設計的需求，開(kāi)發(fā)推出多款適合建筑結構利用的系列和型號;(2)建筑師在設計初期，即將太陽(yáng)能系統包含的所有內容都當作建筑不可或缺的元素加以考慮，使之成為建筑組成的一部分;(3)加強太陽(yáng)能產(chǎn)品生產(chǎn)商、建筑師、政府機構的交流與溝通，從設計階段即將太陽(yáng)能產(chǎn)品與建筑真正的融為一體，并配以后期的政府激勵政策、規范的市場(chǎng)引導機制，太陽(yáng)能產(chǎn)品一定可以在建筑節能中發(fā)揮更大作用。在各領(lǐng)域的合作之下，太陽(yáng)能建筑必將達到完美與和諧的統一。太陽(yáng)能系統與建筑設計一體化的設計思路，也將得以持續和發(fā)展。

　　4太陽(yáng)能建筑的典型應用模式

    太陽(yáng)能的應用，從技術(shù)途徑看，主要分為光一熱轉換技術(shù)和光一電轉換技術(shù);從具體應用范圍看，主要有太陽(yáng)能熱水供應、太陽(yáng)能地板采暖、太陽(yáng)能溫水游泳池(圖6)、太陽(yáng)能空調、太陽(yáng)能路燈(圖7)等5大系列。到目前為止，太陽(yáng)能光一熱轉換技術(shù)發(fā)展已較為成熟，不僅可以提供人們生活所需熱水，還可解決取暖等問(wèn)題;太陽(yáng)能光一電轉換(圖8)具有較高的技術(shù)成分，發(fā)展與應用量較小，但是隨著(zhù)光電轉化技術(shù)的進(jìn)一步成熟，以及太陽(yáng)能光一電板成本的進(jìn)一步降低，太陽(yáng)能應用必將具有更廣泛的空間和發(fā)展市場(chǎng)。

    江蘇等地的一些示范小區率先采用太陽(yáng)能熱水集中供熱系統(圖9)，其承壓運行、分戶(hù)供水、智能化系統已成了住宅小區的新賣(mài)點(diǎn)。還有一些示范小區，利用太陽(yáng)能的初期光電轉換，使小區的門(mén)樓牌、指示牌、警示牌等白天吸光，夜晚發(fā)亮，既方便住戶(hù)晚間出人，又節約物管費用。另外，據有關(guān)方面統計:用電熱水器洗澡的費用約為0.62元/次，而利用太陽(yáng)能熱水器的費用則僅為0.31元/次

　　5太陽(yáng)能建筑的應用前景

    1)應用空間大

    我國具有豐富的太陽(yáng)能資源，在正常發(fā)展和生態(tài)驅動(dòng)發(fā)展兩種模式下，預測2050年我國太陽(yáng)能利用在總能源供給中分別占4.7%和10%。目前我國太陽(yáng)能熱水器的保有量已超過(guò)6 001)萬(wàn)mz，而此數據的太陽(yáng)能建筑僅占所有建筑1%

    2)環(huán)保節能

    根據美國環(huán)境總署EPA的統計數據、目前世界各國建筑能耗中排放的:約占全球排放總量的30%-40%。而人們對未來(lái):在大氣中含量的預計是，如果不采取任何措施，50年后大氣中:的含量將會(huì )達到現在的3.5倍。眾所周知，國家推廣太陽(yáng)能的目的是為了環(huán)保節能，而環(huán)保節能在另外一層意義上說(shuō)就是盡量減少:的排放。換個(gè)概念，使用太陽(yáng)能減少:排量與綠地吸收的效果相一致。據科學(xué)計算，可以總結出如下等式:1 m=的太陽(yáng)能集熱器“95.39 kg標煤產(chǎn)生的熱量之70.11 kg  =19.475 m2的草坪吸收力=0.779 m2的落葉喬木吸收力==1.5 m2的綠地吸收力。從以上數據，我們可以明顯地看出建筑應用太陽(yáng)能的環(huán)保節能效應。

　　6結論

    太陽(yáng)能建筑異太陽(yáng)能十建筑。綠色的設計理念對太陽(yáng)能建筑來(lái)說(shuō)尤為重要。建筑應該從設計一開(kāi)始就將太陽(yáng)能系統考慮為建筑不可分割的一個(gè)組成部分，將太陽(yáng)能外露部件與建筑立面進(jìn)行有機地結合，彰顯出太陽(yáng)能建筑的特色。完美的太陽(yáng)能建筑，應該從設計中就能品味出它獨特的建筑風(fēng)格，體現出一種理性、高科技、時(shí)尚和未來(lái)的美。

    綜上所述，在我國大力推廣太陽(yáng)能建筑系統工程，實(shí)現太陽(yáng)能與建筑一體化，需要在建筑的規劃、設計、建造、使用、維護以及改造等活動(dòng)中，讓房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商、太陽(yáng)能企業(yè)、設計單位、政府監管部門(mén)形成共識，才能真正實(shí)現太陽(yáng)能與建筑的完美結合。

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