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摘要:一直以來,太陽能等可再生能源在建筑技術上的完美應用是企業夢寐以求的追求,太陽能作為一種免費清潔的能源,在民用建筑中的應用,將關系到可持續發展的倡議,經過多年的開發利用,太陽能的利用已取得顯著的成果,推廣應用的范圍也在不斷擴大,而太陽能與建筑的一體化結合,也在民用建筑中越發呈現出其不可替代的地位,并成為民用建筑中的一個新亮點.
關鍵詞:太陽能;建筑;能源;
Abstract: The perfect application of renewable energy sources such as solar technology in building is always the dream pursued by the enterprise. Solar energy, as the one kind of free and clean energy, being applied in civil building will be related to the strategy of sustainable development. After years of development and utilization, the ultilization of solar energy has made a remarkable progress, with its application scope constantly expanding. And the integration of solar energy building will occuy a irreplaceable position in civil building, and become a new highlight in the civil building.
Keywords: solar; architecture; energy sources
中圖分類號:S214 文獻標識碼: A 文章編碼:
太陽能是指太陽光輻射的能量。每年到達地球表面的上的太陽能約相當于130萬億噸標煤。太陽能資源總量相當于人類現在所利用的能源的一萬多倍。據統計我國2/3以上地區年日照時數大于2000h,日照在5×106 kJ/ (M2·a)以上。屬于太陽能豐富的國家之一。利用太陽能減少建筑能耗和改善建筑物理環境是建筑技術發展的一個重要方向。太陽能在建筑中低溫熱應用在我國已非常廣泛,主要涉及到太陽供暖、太陽能熱水器、太陽能空調、太陽能發電等方面。下面對這些應用作具體的介紹。
1.太陽能供暖:在建筑中設計太陽能供暖系統,主要有兩種方式,一種是主動式太陽能采暖系統,一種是被動式采暖系統。主動式采暖系統是通過利用外部常規能源,采取風機、水泵等動力設施,將熱空氣或者熱水從太陽能集熱器向采暖房或者儲熱器輸送。被動式太陽能采暖系統是太陽能供暖應用中最為簡單的最為便宜的一種應用形式,它是依據當地的氣象條件,按照建筑物的構造和建筑位置的布置,通過向陽面的墻面或者窗戶等,盡可能地使房屋更多的儲存和吸收熱量,以實現采暖的目的。
在我國許多城市的小區太陽能熱水器遭遇“禁裝令”!一些小區的物業公司以安裝太陽能可能會破壞屋頂防水層和影響用戶的排氣通風為由禁止戶主安裝太陽能熱水器。。太陽能利用企業可以在樓頂規模化安裝太陽能熱水器等設施,做到統一設計、安裝、運行、維護。太陽能利用企業再向住戶出售熱水,實現盈利。通過發揮市場規律的作用,無論物業公司,還是太陽能利用企業都有參與建設的積極性。而且,統一安裝和使用也降低了成本,便于管理。
2.建筑物中配設太陽能熱水設備:近年來,新研制推出了一款新式的太陽能、建筑一體化熱水器。
2.1 新元熱板太陽能熱水器
新式太陽能熱水器應用的比較廣泛的是新元熱板太陽能熱水器。新元熱太陽能熱水器是通過將集熱板安裝在墻面、坡屋面上進行集熱,其實現了建筑跟集熱器的和諧統一。
2.2太陽能熱泵熱水器
新式太陽能熱水器應用的比較便利的是太陽能熱泵熱水器,太陽能熱泵熱水器是一種跟建筑物有機結合并能全天候運行的太陽能熱水器。其主要是考慮到那些高層建筑物中非頂層用戶集熱器安裝的問題,從而將熱泵熱水器設計成一種分體式結構。
3.建筑物中安置太陽能空調:太陽能空調往往采取兩種方式進行的,一方面盡可能使建筑物中夏季冷負荷減少,主要通過建筑物的設計或者建筑材料熱性能的選用等來實現;另一方面在建筑物中設計各種降溫措施來實現降溫。主動式降溫系統跟主動式供熱系統相似,其基本上都是通過外部常規動力來帶動制冷的,這主要是由于太陽能制冷屬于低溫利用,其跟吸收式制冷設備很容易進行結合。但是,在吸收劑中含有氨元素,而氨是具有劇毒的,從而影響了其在建筑中的推廣,因此主動式太陽能降溫系統中經常使用溴化鋰做吸收劑。溴化鋰吸收式致冷器有生產冷空氣和冷凍水兩種基本類型,二者都是用低壓水做致冷劑,溴化鋰做吸收劑。被動式降溫就是指對太陽輻射進行有選擇的合理利用,已實現建筑物自身降溫和冷負荷減少的目的。當夏天溫度高時,玻璃變暗,太陽輻射透過率低;而當冬天氣溫低時,玻璃變得透明,可透過更多的太陽輻射.對建筑物外墻進行覆蓋,資料顯示有一種反射熱輻射流的硅酮基油漆,噴涂到屋頂和外墻上,可使室內溫度降低5.5℃~14.8℃。另外,建筑物外表面還可以直接利用太陽能使表層水分蒸發而獲得冷卻,在需要進行空調的單層廠房或商場一類低層大屋面建筑物,使用灑水蒸發冷卻被動降溫,能使空調負荷下降25%。
4.太陽能光伏發電和太陽能通風。太陽能光伏發電主要是依據光生伏打效應原理,通過太陽電池將太陽的光能直接轉化為電能。而在建筑物中的應用主要表現在無電場地區進行發電,設計建筑物發電系統。其次,對于太陽能通風功能。在太陽能建筑中,春秋季為了平衡太陽能的利用,采用太陽能煙囪拔風,加強室內通風。太陽能煙囪即利用太陽能產品提供的熱量加熱安裝在煙囪內盤管中的水,通過熱傳遞,使煙囪內溫度升高。利用熱空氣上升的原理,使煙囪內空氣向上流動,達到室內強制通風,來調節室內氣候。
在進行太陽能住宅建筑設計時,首先應從總體出發做好總平面的布局設計,因地制宜確定朝向及合理的日照間距;保證太陽能建筑集熱面具有良好的冬季日照和減少夏季太陽對室內過熱的影響,做好環境自然通風降溫和遮陽;在單體設計時,應選擇有利于太陽能利用的平面、剖面形狀,根據建筑功能及溫度分區進行合理的空間和平面布局,并做好圍護結構的“截流”設計,如保溫、隔熱、遮陽等;根據建筑的不同類型及地區氣候特點,選擇和設計合理的太陽能收集、儲存、使用系統;選擇適當的材料和構造措施對建筑進行綜合、深入的太陽能一體化設計。在進行具體設計時,還要注意系統及建筑的各使用構配件在今后的使用。維護方便,以保證太陽能建筑有一個正常、良好的使用效果。
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