多種太陽能新技術(shù)在示范建筑中的應(yīng)用

陳鐵

（昌吉市市政建設(shè)有限責(zé)任公司新疆昌吉831100）

多種太陽能新技術(shù)在示范建筑中的應(yīng)用

陳鐵

（昌吉市市政建設(shè)有限責(zé)任公司新疆昌吉831100）

地球上的各種能源的消耗都不是無休止的，只有太陽的能源是取之不盡、用之不竭的，所以對于太陽能的開發(fā)和利用是人類科研中永恒的話題，太陽能可以有效的降低常規(guī)能源的消耗。目前世界各國都對于太陽能的開發(fā)都給予了極大的關(guān)注，尤其是西方發(fā)達(dá)國家，對于太陽能建筑的技術(shù)開發(fā)更是投入了很多人力物力。在我國的太陽能技術(shù)與建筑結(jié)合的范圍內(nèi)，太陽能熱水器的應(yīng)用最為廣泛，但是國外對于太陽能制冷和采暖空調(diào)的應(yīng)用比較普遍，科技領(lǐng)先于國內(nèi)，國內(nèi)在這方面的應(yīng)用還處于初級階段。但是關(guān)于太陽能建筑在國內(nèi)外都沒有達(dá)成共識，沒有形成全面利用能源的理念，對于建筑美學(xué)的保護(hù)和新能源的開發(fā)之間還有些未解決的沖突。

太陽能建筑；采暖；發(fā)電；制冷

前言

隨著我國城市化的進(jìn)程逐漸加快，我國的建筑行業(yè)也隨之得到了巨大的發(fā)展，建筑所消耗的能源很大。當(dāng)前其能耗來源主要是煤炭、石油、天然氣等化石能源、化石能源在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的溫室氣體和粉塵，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。近年，我國大力提倡節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展，在建筑中使用可再生能源，可以大大降低碳排放，減少對環(huán)境的污染。太陽能就是可再生能源的首選，利用好太陽能，開發(fā)太陽能的更多用處，是人類目前階段一個高度關(guān)注的科學(xué)技術(shù)問題。

1　太陽能資源在我國亟待開發(fā)的原因及我國能源特點

1.1我國資源總量可觀但是人均占有率低

我國的石油和天然氣的儲備量并不是很大，但是我國的煤炭儲備量非常豐富，占世界煤炭儲備糧的13.3%。不過，一個不爭的事實的存在讓我國的能源依然非常緊缺，我國人口眾多，從人均的能源資源占有量上來看并不樂觀，煤炭和水利資源的人均占有量相當(dāng)于世界平均水平的1/2，而對于石油和天然氣的占有僅僅是世界平均水平的1/15。對于這些有限的資源和巨大的人口數(shù)量可以看出，在未來里如果不開發(fā)新能源，隨著經(jīng)濟的不斷增長我國的能源供需缺口將會越來越大，為此，必須開發(fā)新能源來防患于未然[1]。

1.2我國能源資源地域分布不均勻、開采普遍困難

我國地域十分遼闊，在能源的輸送形式上呈現(xiàn)出的是西氣東輸、西電東運、北煤南運、北油南運等現(xiàn)象，煤炭資源大多集中在華北，而天然氣集中在西北，水資源集中在西南。東部和南部是我國人口密集、消費高的區(qū)域，卻是能源匱乏的地區(qū)。能源的分部如此的不均導(dǎo)致了開采成本和運輸成本的增加，資源的聚集地的開采環(huán)境十分的差，石油天然氣、煤炭等資源都是在復(fù)雜的地質(zhì)中的，對于勘探和開發(fā)的技術(shù)要求很高，這些阻礙對于人力物力都是很大的耗費，對于環(huán)境也是一種壓力。太陽的能源完全可以滿足人類日常生活的對于電、熱的全部消耗，對環(huán)境的污染幾乎為零，在資源、能源匱乏的今天，在走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天，太陽能的利用是解決當(dāng)務(wù)之急又能長久造福千秋萬代的科技工程[2]。

2　多種太陽能新技術(shù)在示范建筑中的應(yīng)用與研究

2.1太陽能熱水及采暖系統(tǒng)

太陽能熱水器是目前產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大的太陽能熱應(yīng)用形式。最原始的太陽能熱水器是一只涂黑的金屬圓桶，但人類的智慧是無休止的，是無所不能的，在科技發(fā)展的今天太陽能熱水器作為綠色環(huán)保的能源產(chǎn)品已經(jīng)形態(tài)萬千的展示在人們面前。太陽能熱水器的領(lǐng)先技術(shù)有三大流派，即悶曬型太陽能熱水器，平板型太陽能熱水器，真空管型太陽能熱水器。這些都是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果，是我國太陽能熱水器迅速發(fā)展的根基。太陽能熱水器到目前為止已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)，它的環(huán)保等優(yōu)良性能深得人心，已經(jīng)在市場中漸漸取代了燃?xì)鉄崴骱碗姛崴?。然而，使太陽能得到合理并且長期的發(fā)展與建筑一定是要聯(lián)系起來的，在建筑中最常見的是將熱水器安裝在南向的屋面，蓄熱水箱隱藏在屋子下面的樓閣中，歐美國家對于這種太陽能的應(yīng)用廣泛，但是在我國才剛剛起步，還存在許多的問題，多數(shù)小區(qū)在規(guī)劃時沒有太陽能建筑一體化的概念，導(dǎo)致后期的隨之安裝致使于建筑不協(xié)調(diào)，破壞建筑的美感，影響市容市貌，也影響了太陽能在人們心中的印象。太陽能熱水器還可以為地?zé)峁┡@種供熱會使溫度梯度小，是減少建筑耗能提高熱舒適度的理想采暖系統(tǒng)。

2.2被動式太陽房技術(shù)

太陽能通風(fēng)結(jié)構(gòu)是被動式太陽房的建筑核心技術(shù)，它與建筑的外形構(gòu)造密切關(guān)聯(lián)，是超低耗能的建筑，這是一項先進(jìn)的技術(shù)突破。這種技術(shù)在國外應(yīng)用廣泛，太陽能的通風(fēng)結(jié)構(gòu)主要包括墻體通風(fēng)結(jié)構(gòu)和屋面通風(fēng)結(jié)構(gòu)，它們就是常說的太陽煙囪。被動式太陽能利用系統(tǒng)需要通過比較特別的建筑形態(tài)的建筑來吸收太陽能，加熱空氣，在某種外力的促使下使空氣形成自然對流，施工十分方便，而且造價低廉，構(gòu)造簡易，這種技術(shù)灰分適合我國國情，是未來的住宅發(fā)展模式。近些年，被動式太陽房的科技成果顯著，我國制定了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，希望日后可以進(jìn)一步完善[3]。

2.3太陽能空調(diào)系統(tǒng)

近年來太陽能熱水器的發(fā)展很快，但是這僅僅簡單的開發(fā)，其實這個開發(fā)還是有悖于大自然的規(guī)律的，當(dāng)輻射高、溫度強時人們更需要的是制冷，而不是熱水。在如今經(jīng)濟發(fā)展人們的生活水平迅速提高，空調(diào)的使用已經(jīng)普及，這種情況給能源、電力和環(huán)境帶來很大的壓力。因此太陽能空調(diào)成為了能符合可持續(xù)發(fā)展道路的空調(diào)發(fā)展方向的首選。以熱制冷的途徑很多，可以直接以熱制冷，也可以將光轉(zhuǎn)換為電，再用電來滿足空調(diào)耗能，這兩種方式都是解決以熱制冷的好辦法。將太陽能空調(diào)系統(tǒng)直接與建筑結(jié)合，不僅更加美觀，也會加快制冷的效率，這是在空調(diào)領(lǐng)域的一個突破，也是建筑的功能的完美升華。值得在未來科學(xué)技術(shù)工作者們?yōu)橹恍概Α?/p>

3　多種太陽能新技術(shù)的研究發(fā)展趨勢

太陽能熱利用技術(shù)在建筑上的應(yīng)用研究中，熱水器和太陽房的研究成果比較顯著，理論、設(shè)計、施工等成套的技術(shù)都已經(jīng)發(fā)展成熟，并且開始了規(guī)?；耐茝V和應(yīng)用，國內(nèi)外的這方面技術(shù)都已漸漸成熟。但是目前很多的裝置還是使用階段，未真正的投入生產(chǎn)。在未來的發(fā)展道路上趨勢如下：太陽能熱水器勢必會走向產(chǎn)業(yè)化，這其中的前景自然可以預(yù)想。在太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)的設(shè)計和生產(chǎn)方面，空調(diào)制冷還需要一段時間的發(fā)展，熱水、采暖、空調(diào)等的全天候一體化的復(fù)合系統(tǒng)是熱利用的發(fā)展方向[4]。在太陽能與建筑的結(jié)合中，目前都是機械的結(jié)合，整體的規(guī)劃和審美嚴(yán)重缺失，在未來的發(fā)展中設(shè)計出太陽能與建筑巧妙結(jié)合的產(chǎn)品是極具重要意義和價值的。

4　總結(jié)

近年來我國建筑行業(yè)在國家的大力支持和新科技的不斷開發(fā)中迅猛發(fā)展，一棟棟高樓大廈如雨后春筍拔地而起，但是越快速發(fā)展越會帶來困惑，建筑的采暖和空調(diào)的耗能正是這勢不可擋的建筑業(yè)的發(fā)展背后的問題，我國的建筑耗能總量之巨大、污染之嚴(yán)重已成為亟待解決的問題，在實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天，建筑的節(jié)能已經(jīng)成為未來里建筑業(yè)必須走的道路和唯一的發(fā)展方向。太陽能是目前全世界最倡導(dǎo)開發(fā)的能源，對于從光到電再從電到光的轉(zhuǎn)換對于人類大部分生活中的采暖、照明、制冷等需求都可以解決，所以在建筑物中太陽能的推廣對于促進(jìn)我國建筑污染減少并且提高室內(nèi)環(huán)境舒適度有巨大的意義。

[1]王璐.太陽能技術(shù)在低層住宅中的應(yīng)用[D].武漢：華中科技大學(xué)，2010.

[2]吳玉瓊.垂直綠化新技術(shù)在建筑中的應(yīng)用[D].廣州：華南理工大學(xué)，2012.

[3]高洋.建筑節(jié)能技術(shù)在某示范樓中的應(yīng)用研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2010.

[4]吳新民.幾種新技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J].微機發(fā)展，2011，4（04）：41～43.

[5]陳俊.太陽能熱水系統(tǒng)建筑一體化應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)與評價體系研究[D].合肥：安徽建筑大學(xué)，2013.

TU18

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1673-0038（2015）14-0140-02

2015-3-5