淺析太陽能光熱光電建筑工程及其實例

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)以及居民生活等對能源的需求越來越迫切，而反觀傳統(tǒng)能源的快速枯竭，極大的加劇了能源供需之間的矛盾，隨著矛盾的不斷加劇，現(xiàn)階段能源供給問題已經(jīng)成為全人類面臨的重要難題。開發(fā)利用新能，取代傳統(tǒng)能源提供人力生產(chǎn)生活所必需的能源供給，已經(jīng)成為現(xiàn)階段，人類發(fā)展的重要出路。太陽能作為可再生能源，具有清潔、高效、取之不盡用之不竭的優(yōu)點，加強太陽能的應(yīng)用，特別是在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，將極大的促進人類新能源利用的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑功能；太陽能；光熱光電；節(jié)能環(huán)保

隨著人類世界傳統(tǒng)能源供給危機的不斷加劇，國內(nèi)外學者紛紛將目光投向了新能源和可再生能源的開發(fā)和利用研究領(lǐng)域中去。在此期間，風能、地熱能、水能以及太陽太陽能等新的能源種類被不斷的被開發(fā)，并投入使用，極大的緩解了現(xiàn)階段所面臨的能源供給壓力。在已知的幾種新能源利用中，太陽能作為清潔高效、取之不竭，用之不盡的能源類型，備受高達廣大研究人員的青睞。現(xiàn)階段太陽能也已在熱水器領(lǐng)域得到了較為成熟的應(yīng)用開發(fā)，另外在汽車動力提供、發(fā)電等領(lǐng)域也取得了不錯的成績，本文主要探討，太陽能在建筑工程中的應(yīng)用，以期通過本文的研究，為建筑工程行業(yè)提供新能源利用的借鑒和參考，從而為我國建筑行業(yè)的和諧發(fā)展提供有益的建議。

1 太陽能建筑概述

所謂太陽能建筑是指那些將太陽能的開發(fā)利用與傳統(tǒng)建筑相結(jié)合在一起進行設(shè)計的建筑類型。在太陽能建筑中，主要包含了兩層重要的含義。①太陽能建筑所利用的能源是太陽能，而不是礦物質(zhì)或者電能等能源。②太陽能的利用與傳統(tǒng)建筑的結(jié)合是指將建筑功能的發(fā)揮所需要的能量落實到太陽能之上，使兩者實現(xiàn)完美的融合?，F(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的太陽能熱水器采用的架設(shè)與建筑頂層的做法，并沒有實現(xiàn)與建筑的融合，因此不能稱之為太陽能建筑。

太陽能建筑設(shè)計理念的提出是隨著傳統(tǒng)能源危機的不斷加劇，新能源開發(fā)利用的程度不斷加深而出現(xiàn)的，它反映了人們環(huán)保意識和節(jié)能意識的提升，同時也彰顯出現(xiàn)階段的人們對于太陽能利用的重視程度已經(jīng)達到了前所未有的高度。

太陽能與建筑的有機結(jié)合，是能源開發(fā)利用和社會發(fā)展的必然趨勢，建筑企業(yè)要向在激烈的市場競爭中不至于被對手和潮流所拋棄，就應(yīng)當在今后的工程施工過程中，不斷的加強太陽能建筑的研究、設(shè)計、建筑、維護和改造等知識的思考和應(yīng)用。

太陽能建筑對于建筑工程施工企業(yè)而言，是一個全新的領(lǐng)域和概念，同時也是一次重大的改革。而改革的進行，需要一個過程，在這個過程中需要工程設(shè)計單位、投資單位和施工單位的共同配合，同時還需要政府機構(gòu)的大力支持和扶持，只有在各方的共同努力下，才能期待我國太陽能建筑之類的節(jié)能環(huán)保建筑工程得以推廣和利用，從而為人力自身環(huán)境的改善作出巨大的貢獻。

2 光電太陽能建筑

現(xiàn)階段常見的光電太陽能建筑主要分為兩類。一類是斜屋面鋁邊框組合型的光電太陽能建筑。一類為透光型的光電太陽能建筑。

采用斜屋面鋁邊組合型的太陽能建筑設(shè)計能夠很好的解決光伏發(fā)電和建筑的一體化結(jié)合過程中產(chǎn)生的鏈接問題，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的防滲漏、防風、電纜連接、構(gòu)建邊框接地極背面通風等設(shè)計要求。例如圖1所示，便是斜屋面鋁邊組合型光電太陽能建筑的一種。

透光型光電太陽能建筑主要是由透光光伏構(gòu)建組成，其應(yīng)用具有充分利用太陽能進行發(fā)電來實現(xiàn)建筑的節(jié)能環(huán)保要求以及將光伏集成到幕墻及屋頂以代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑所需要的受光面積問題的特點，能夠極大的降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本。

3 光熱太陽能建筑及其實例

光熱太能建筑是太陽能最早應(yīng)用與建筑工程的方式。比如，應(yīng)用建筑的朝向及透光玻璃進行光照取暖、照明等。還有一種太陽能光熱應(yīng)用，被廣泛的應(yīng)用于節(jié)能建筑的設(shè)計中去，那便是特朗伯集熱墻。原理圖如圖2所示。

特朗伯集熱墻通過將集熱墻的向陽面的墻體表面進行深顏色涂抹，以獲取吸熱效果，同時大幅度降低輻射，充分發(fā)揮該墻體的集熱器和儲熱器的功能，帶到夜晚時分，該墻體便會產(chǎn)生放熱，以供房間內(nèi)升溫保溫所用。在距離外墻約十厘米的地方安裝玻璃亦或者是透明物體，在有陽光的白日，使得被加熱空氣通過空氣間層，經(jīng)過屋頂和底部的通風口，向屋內(nèi)供暖，夜晚時通過墻體的儲熱功能向房間內(nèi)供熱。由于該設(shè)計方案最找是由特朗伯博士提出的，因此被稱作為特朗伯墻。

勃朗特墻在應(yīng)用的過程中，夜晚要關(guān)閉通風孔，并在玻璃和墻體之間建設(shè)保溫窗簾。以便墻體在向周圍的空氣中散熱并與周遭空氣發(fā)生對流的過程中不會產(chǎn)生過多的熱量流失。將混凝土墻亦或者復(fù)合鋼板作為圍護結(jié)構(gòu)，這是由于熱惰性較大，溫度的波動時間會被延長，從而對眼見圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)的表面保溫有較大的好處。混凝土墻因用途的不同，將會產(chǎn)生較大的差異，一般來講以400mm到500mm為最佳。

在我國西藏地區(qū)，由于海拔普遍較高，太陽輻射較為嚴重，加強太陽能的利用能夠產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)階段西藏地區(qū)許多地方都已經(jīng)建設(shè)了獨立型太陽能發(fā)電站的蓄電池房和設(shè)備控制房都是采用的特朗伯墻的原理，該原理的應(yīng)用極大的緩解了冬季溫度過低影響蓄電池正常運轉(zhuǎn)的問題，取得了較好的經(jīng)濟效益，工程實例圖如圖3所示。

4 結(jié) 語

太陽能作為新能源利用過程中的佼佼者，給世界能源危機的緩解做出了巨大貢獻。房屋建筑作為傳統(tǒng)高能耗的重要領(lǐng)域，加強太陽能在建筑工程中的應(yīng)用，必將產(chǎn)生較大的能源效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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