淺析節(jié)能建筑對(duì)太陽能儲(chǔ)存能力設(shè)計(jì)的方案

【摘 要】 眾所周知，太陽能作為一種可再生的能源，它是可以取之不盡，并且用之不竭的。因此，現(xiàn)代化節(jié)能建筑對(duì)太陽能資源的充分利用，具有非常重要的社會(huì)意義、經(jīng)濟(jì)意義以及新能源安全的戰(zhàn)略性意義。它不僅能夠節(jié)省能源開發(fā)利用的開支，而且還能夠代替或者降低不可再生資源的使用，以減小對(duì)自然環(huán)境的污染。目前，我國(guó)在利用太陽能方面的技術(shù)日趨成熟，且它與建筑的一體化趨勢(shì)日漸明顯。本文主要從節(jié)能建筑中，太陽能的采暖、太陽能空調(diào)以及太陽能熱水器三方面，來闡述節(jié)能建筑對(duì)太陽能儲(chǔ)存能力的設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】 節(jié)能建筑；太陽能；儲(chǔ)存能力

目前，太陽能在我國(guó)節(jié)能建筑中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在太陽能的熱利用技術(shù)和太陽能的光電技術(shù)。而從現(xiàn)階段我國(guó)太陽能的實(shí)際使用情況，以及居民們?cè)趯?shí)際使用過程中的承受能力范圍來看，其中的光電技術(shù)的投入成本過高，還不太適合現(xiàn)階段節(jié)能建筑的使用。所以，太陽能的熱利用技術(shù)就成為了主要的使用方式，而其中又以采暖、空調(diào)以及熱水供應(yīng)系統(tǒng)三方面為主要形式。同時(shí)，這三方面也可以概括為節(jié)能建筑對(duì)太陽能存儲(chǔ)能力的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

一、節(jié)能建筑與太陽能技術(shù)一體化

什么才算作是節(jié)能建筑與太陽能技術(shù)的一體化呢？只是簡(jiǎn)單的將太陽能技術(shù)使用在節(jié)能建筑中嗎？或者只是把這二者加在一起就可以了嗎？其真實(shí)情況遠(yuǎn)非這么簡(jiǎn)單。所謂的“一體化”，并不是將它們之間作一個(gè)簡(jiǎn)單的加法，而是在相加之后得出的一個(gè)整合情況。也就是可以理解為，在節(jié)能建筑剛開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，就要把太陽能技術(shù)所包含的所有內(nèi)容，都作為節(jié)能建筑必不可少的設(shè)計(jì)元素加以考慮進(jìn)去，科學(xué)、合理且巧妙地把太陽能技術(shù)融入到節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

在現(xiàn)代化的城市中，它所強(qiáng)調(diào)的是太陽能技術(shù)和節(jié)能建筑設(shè)計(jì)理念之間的變化與動(dòng)態(tài)相結(jié)合，而不是一種死板、僵硬的形式。它所重視的是設(shè)計(jì)法案的系統(tǒng)性，并非一種單一的自我表現(xiàn)形式。它忠于的是與自然環(huán)境間的關(guān)系，而不是讓建筑物孤立地存在。這其中，節(jié)能建筑對(duì)太陽能儲(chǔ)存能力的設(shè)計(jì)是一個(gè)最基本也是最為關(guān)鍵的因素，沒有做好太陽能的存儲(chǔ)能力設(shè)計(jì)，就無法使太陽能技術(shù)得到應(yīng)有的發(fā)揮。反之，當(dāng)它完美地設(shè)計(jì)好節(jié)能建筑中的太陽能存儲(chǔ)能力，就可以輕而易舉地展現(xiàn)出太陽能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與作用。

二、太陽能存儲(chǔ)能力之采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.被動(dòng)式采暖

太陽能的被動(dòng)式采暖就是充分利用節(jié)能建筑的本身結(jié)構(gòu)，順利完成太陽能的集熱和蓄熱以及發(fā)熱的功效。目前，常用到的被動(dòng)式采暖主要包括三種：蓄熱墻、直接受益式以及附加陽光間。

其中，蓄熱墻的使用目的是在寒冷的冬天，把射入室內(nèi)的太陽能輻射熱給存儲(chǔ)起來，然后在氣溫下降的時(shí)候，又以對(duì)流的方式逐漸釋放熱量。墻體間有一層玻璃朝著太陽，陽光透過玻璃射到墻上時(shí)，一方面，墻體可以存儲(chǔ)熱量，另一方面，玻璃和墻體間的空氣也可以加熱。它的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，使用范圍廣。直接受益式是把陽光照射到的地面與墻體作為蓄熱結(jié)構(gòu)，或者是直接把陽光引入到室內(nèi)，白天收集太陽能熱量，晚上釋放熱量。附加陽光間和蓄熱式很相近，就是把玻璃墻改成一個(gè)陽光間，從而利用陽光間的熱空氣和蓄熱的墻來收集太陽能熱量。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)節(jié)能建筑的外立面的影響較小。

2.主動(dòng)式采暖

太陽能的主動(dòng)式采暖就是，充分利用太陽能的集熱器來吸收太陽能的熱量，以此作為采暖的熱量源，向采暖的系統(tǒng)提供低溫?zé)崴?，并且通過室內(nèi)部分的采暖，去順利完成室內(nèi)的加溫，進(jìn)而是室內(nèi)的溫暖達(dá)到建筑的設(shè)計(jì)要求。

結(jié)合上述兩種采暖的方式來看，在室外氣溫較高的區(qū)域，適宜采用被動(dòng)式取暖；而對(duì)于夏熱冬冷的區(qū)域，最好是把被動(dòng)式和主動(dòng)式相結(jié)合使用。

三、太陽能存儲(chǔ)能力之空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，實(shí)現(xiàn)太陽能空調(diào)的途徑主要有兩種：其一是先進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換，再采用電力推動(dòng)的壓縮式制冷劑來制冷；其二是利用光-熱轉(zhuǎn)換來達(dá)到熱能制冷的效果。相比而言，前面一種相對(duì)簡(jiǎn)單，但是成本較高，不適于普遍使用。所以，國(guó)內(nèi)目前的太陽能空調(diào)主要是以后者為主，而它又主要是采取吸收式制冷的形式。

太陽能的吸收式制冷，主要是利用太陽集熱器來給吸收式制冷機(jī)，提供所需的熱媒水。而熱媒水的溫度越高，其制冷機(jī)性能的系數(shù)就會(huì)越高，空調(diào)的制冷效果也就隨之提高。夏天，被集熱器所加熱的熱水，首先進(jìn)入到儲(chǔ)水箱，當(dāng)它的熱水的溫度到達(dá)一定的數(shù)值時(shí)，再由儲(chǔ)水箱往制冷機(jī)里面提供熱媒水；從制冷機(jī)里面流出來且已經(jīng)降了溫的熱水又流回儲(chǔ)水箱，再通過集熱器把它加熱成高溫水；制冷機(jī)所產(chǎn)生的冷媒水通往空調(diào)箱，以達(dá)到空調(diào)制冷的效果。

利用太陽能儲(chǔ)存能力的空調(diào)系統(tǒng)，相對(duì)常規(guī)的空調(diào)而言，有以下優(yōu)勢(shì)：第一，它的季節(jié)適應(yīng)性能比較好，系統(tǒng)的制冷性能會(huì)隨著太陽輻射能量的增加而增強(qiáng)，這正好適應(yīng)了人們夏季對(duì)空調(diào)的要求；第二，常規(guī)空調(diào)以氟里昂為介質(zhì)，對(duì)環(huán)境有很大的污染影響，而太陽能的吸收式制冷機(jī)則是無毒無害的，對(duì)環(huán)境保護(hù)很有利；第三，同一系統(tǒng)的太陽能吸收式空調(diào)，它可以把夏季制冷和冬季采暖以及其它季節(jié)的提供熱水相結(jié)合，大大地提高了其利用效率。

四、太陽能存儲(chǔ)能力之熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

太陽能在節(jié)能建筑中的運(yùn)用，主要是以太陽能熱水器為主，而它按照集熱裝置的不同又可以分為三大類別：悶曬式熱水器、平板式熱水器以及真空管熱水器。在經(jīng)過了長(zhǎng)足的發(fā)展之后，真空管熱水器逐漸占據(jù)了太陽能熱水器的主導(dǎo)地位。所以，在我國(guó)大多數(shù)的節(jié)能建筑中，其太陽能熱水器主要采用的是真空管式的熱水器。而現(xiàn)代城市的節(jié)能建筑中又以太陽能的熱水工程的集中供熱為主要形式。

太陽能的熱水工程的集中供熱，與家用的熱水器不同的地方在于，它并不是一個(gè)單獨(dú)的帶水箱集熱器，來滿足每家每戶的小容量供熱器，而是由多個(gè)集熱器所串聯(lián)起來并吸收太陽能，將產(chǎn)生的大容量熱水儲(chǔ)存于集熱水箱中，再經(jīng)過各種傳感器與自動(dòng)控制的系統(tǒng)來管理循環(huán)水管，凈熱水再通過建筑給排水管道系統(tǒng)進(jìn)入各房屋用水點(diǎn)。為了確保用戶全天候的用水需求，充分考慮到太陽的日照以及不穩(wěn)定性和間隙性，在陰天沒有太陽光的時(shí)候還需配備專有的輔助能源系統(tǒng)。

太陽能熱水器與節(jié)能建筑的結(jié)合形式有很多種，主體可以分為屋面隱藏性和墻體性兩大類。如果從節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)開始就能把太陽能與建筑融為一體，這樣不僅能夠增添商房的功效，而且還可以滿足住戶的實(shí)際的需求。

結(jié)束語：

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)建筑業(yè)也獲得了更大的發(fā)展空間，與此同時(shí)，建筑節(jié)能問題也受到了越來越多的關(guān)注。太陽能的運(yùn)用是當(dāng)前一種普遍運(yùn)用的節(jié)能措施，通過科學(xué)的建筑節(jié)能材料的選擇，能夠有效的增強(qiáng)太陽能存儲(chǔ)能力，這對(duì)于發(fā)展建筑節(jié)能技術(shù)有著重要的推動(dòng)意義，在促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)的持續(xù)發(fā)展方面，也將發(fā)揮巨大的推動(dòng)力。

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