太阳能在建筑中的应用探讨.pdf

太阳能在建筑中的应用探讨 我国有着非常丰富的太阳能资源，这为太阳能在我国的应用提供了有力资源条件。太阳能应用非常方便，它不存在运输问题，可以实行就地开发。在日常生活中要充分利用太阳能为我们的生活服务。目前，在建筑中的太阳能应用主要还是涉及到太阳能光电技术应用和低温热应用，其中太阳能光电技术的应用所要求的成本过高，不适应我国居民建筑的实际情况，而太阳能在建筑中低温热应用在我国已非常广泛，主要涉及到太阳供暖、太阳能热水器、太阳能空调、太阳能发电等方面。标签：太阳能；建筑；应用 太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，具有安全、无污染、可再生和分布范围广等特点，越来越受到人们的重视，是今后替代能源发展的战略性领域。太阳能的利用包括被动式和主动式两种形式。被动式太阳能房的结构相对简单、造价低、不需要任何辅助能源，通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理，以自然热交换方式来利用太阳能。在目前及今后的一段长时间内，它是太阳能建筑发展的主流。而主动式太阳房结构较为复杂，造价较高，需要用电作为辅助能源。总之，在当前石化能源的短缺，气候异常的频发和环境污染的严峻形势下，寻求新的、可再生的清洁的替代能源势在必行，而太阳能就是我们选择的最有效的替代能源之一。1 太阳能在建筑中的应用形式 1.1 太阳能空调的应用。太阳能空调是指利用太阳能作为动力源运转的空调，工作原理主要有两类：吸收式制冷技术是利用吸收剂的吸收和蒸发特性进行制冷的技术，根据吸收剂的不同，分为氨水吸收式制冷和溴化锂水吸收式制冷两种。它以太阳能集热器收集太阳能产生热水或热空气，再用太阳能热水或热空气代替锅炉热水输入制冷机中制冷。由于造价、工艺、效率等方面的原因，这种制冷机不宜做得太小。所以，采用这种技术的太阳能空调系统一般适用于中央空调，系统需要有一定的规模。吸附式制冷技术是利用固体吸附剂对制冷剂的吸附作用来制冷，常用的有分子筛水、活性炭甲醇吸附式制冷。随着相关技术的不断完善和发展，太阳能空调必将在建筑节能方面发挥重要的作用。1.2 太阳能热水器。20 世纪 90 年代以来，我国普遍使用全玻璃真空集热管和平板集热器的太阳能热水器。这两种传统的太阳能热水器，一方面受气候的影响，不能全天候有效运行，热水提供率低；另一方面由于住宅建筑的日益高层化，传统太阳能热 水器不仅将面对安装空间不够，而且将影响建筑立面及城市景观。因此，新形势下出现了与建筑一体化的新式热水器。（1）与建筑结合的新元热板太阳能热水器。新元热板太阳能热水器实现了太阳能集热器与建筑的和谐统一。该集热板可安装在坡屋面和墙面上，作为建筑构件，除集热功能外，还具有建材的围护、保温、隔热、防水等功能，并能在形态和色彩上与建筑融合。新元热板具有模块化和建材化等特点，又能独立构成建筑物的太阳能屋面或墙面。（2）与建筑结合的太阳能热泵。太阳能热泵热水器是能与建筑有机结合的、全天候的太阳能热水器。太阳能热泵热水器考虑到对于高层或多层建筑非顶层用户普遍存在的集热器安装问题，将太阳能热泵热水器样机设计成分体式结构，即将太阳能集热器/蒸发器作为一个单独部件，根据实际情况，可倾斜安装在南向屋顶之上，也可挂装在建筑物南向外墙或阳台之上。压缩机、冷凝器、储热水箱等作为另一个整体放置在室内，既便于系统的控制和维修，又可减少水箱的散热损失；室内外部件之间采用制冷剂管路连接。同传统的太阳能热水器相比，分体式太阳能热泵热水器不仅大大简化了系统的安装过程，降低了安装费用，而且易与建筑实现一体化集成，尤其适合于高层或多层建筑。1.3 太阳能发电。利用太阳能电池或者太阳能发电技术，将太阳能直接转化成电能进行利用。太阳能发电装置是利用建筑物顶部或向阳面，铺设大规模的太阳能集热板和发电装置等设施，利用太阳能供电、供热、制冷、照明，作为太阳能综合利用建筑物，既节省电力又环保。太阳能光伏发电技术是利用光电转换原理，将太阳辐射光通过半导体物质转变为电能。随着研究的深入及成本的降低，在未来的 50年中，太阳能发电将逐渐取代火电和水电。同时随着太阳能薄膜的研究成功，今后的建筑表面可能都将覆盖上太阳能薄膜，将太阳能转化成电能供建筑使用，那时的建筑可能就成为真正意义上的绿色建筑了。1.4 太阳能遮阳。在夏热冬冷地区，遮阳对降低建筑能耗，提高室内居住舒适性有显著的效果。而太阳能产品作为清洁能源应用的典范，在建筑节能、建筑外遮阳等领域中的应用，无疑有着举足轻重的作用。太阳能产品作为一种有效的绿色节能产品，主要功能是为建筑提供能源，以能源产品和遮阳产品结合，成为建筑的构件，应该是建筑节能的一个重要的发展方向。1.5 太阳能通风。在太阳能建筑中，春秋季为了平衡太阳能的利用，采用太阳能烟囱拔风，加强室内通风。太阳能烟囱即利用太阳能产品提供的热量加热安装在烟囱内盘管中的水，通过热传递，使烟囱内温度升高。利用热空气上升的原理，使烟囱内空气向上流动，达到室内强制通风，来调节室内气候。2 加强太阳能在建筑中应用的几点措施 太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性和开发利用的清洁性等优势，已经成为解决能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径。太阳能建筑的发展需要建筑师和工程师的积极工作，更需要政府及社会各方的支持与共同努力。2.1 制定和实施可再生能源法的配套措施。进一步在法律法规、政策措施、标准规范等方面完善可再生能源的配套措施，推动可再生能源的应用。加快制定“可再生能源建筑应用经济激励政策”以及“关于住宅建筑利用太阳能的相关政策”，为推进可再生能源尤其是太阳能在建筑中的应用创造良好的政策环境。2.2 积极推动建设领域资源节约的制度与规范建设。将可再生能源在建筑中的应用形成一种制度约束，提高政府与百姓的节能意识、新能源利用意识，让太阳能在建筑中的利用成为一种趋势和必然。同时进一步加强标准规范的制定工作，设定统一的技术标准，为太阳能在建筑中的应用提供有力的保证。2.3 加大科研力度，推进技术进步。开发可适用太阳能供暖、制冷系统的中、高温太阳能集热器，太阳能供暖一般在冬季，环境气温低，必然导致集热器的热损失，为提高效率必然对太阳能集热器提出更高要求；夏季制冷使用的吸收式制冷机需要高温水作热源，这也对太阳能集热器提出更高要求，而目前我国生产的太阳能集热器主要还是应用于太阳能热水利用，其热利用效率低下，应用于空调制冷或供暖显得心有余而力不足，所以开发可适用于太阳能供暖、制冷的中、高温的高效太阳能集热器尤为关键。综上所述，随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的逐步提高，人们对生活舒适度的追求越来越强烈，再加上石油、煤炭等不可再生资源的日益匮乏，能源问题已经成为不可忽视的严峻问题，大力开发和利用新能源和可再生能源，对于改善以煤炭为主的能源结构、缓解能源生产和使用造成的环境污染、促进经济社会可持续发展具有十分重要的意义。因此，应加强太阳能在建筑领域的应用，有效地缓解能源短缺的现状，最终提高人们的生活舒适度，改善居住条件及周边环境。参考文献 1韦亮,马丽慧.太阳能建筑的适应性设计J.工业建筑.2008(8)2吴治君,石鹏.太阳能在建筑中应用分析J.现代商贸工业.2011(8)