太陽能技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張永興

（新疆中興能源有限公司 新疆烏魯木齊 830000）

太陽能技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張永興

（新疆中興能源有限公司 新疆烏魯木齊 830000）

我國是人口大國，建筑在所有資源面積比重90%以上，這對(duì)能源的可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)，資源的合理化利用都顯得格外重要。本文從太陽能建筑技術(shù)為著眼點(diǎn)，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)提出新的設(shè)計(jì)策略和節(jié)能措施。

太陽能技術(shù)；建筑節(jié)能；可持續(xù)發(fā)展；設(shè)計(jì)策略

在生產(chǎn)力提高和科技突飛猛進(jìn)的時(shí)代，能源的利用與消耗以及給人們帶來了不可估量的后果是驚人的一面。在建筑大戶和能源消耗上就更為雪上加霜。建筑高耗能主要包含：建筑材料、施工、暖風(fēng)、水、照明等方面。對(duì)于建筑本身而言，一方面考慮節(jié)能環(huán)保，另一方面就要考慮新技術(shù)的再生能源，做到可持續(xù)發(fā)展與再利用。

1 太陽能建筑及相關(guān)概念界定

太陽能建筑是指利用太陽光的輻射能量代替一部分可消耗的常規(guī)能源，以達(dá)到可以被動(dòng)或者主動(dòng)式的能源建筑。

被動(dòng)式太陽能建筑是指被動(dòng)的采暖設(shè)計(jì)，是利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻，用以保持建筑的儲(chǔ)熱的性能。主動(dòng)式太陽能技術(shù)是指利用太陽能轉(zhuǎn)為熱能或者電能進(jìn)行利用，主要是取暖、燒水，供電的使用。

2 被動(dòng)式能源建筑的形式

按照太陽能建筑的利用方式可以把能源建筑分為直接受益型、集熱蓄熱墻型、附加型等幾種形式，具體內(nèi)容如下幾個(gè)方面。

2.1 直接受益型

直接受益型的擦暖形式是以太陽通過一定的透光材料直接進(jìn)入室內(nèi)，以太陽透過較大的南窗玻璃，通過存儲(chǔ)熱能到維護(hù)結(jié)構(gòu)表面的墻和地上，再通過夜間對(duì)流輻射的方式和室內(nèi)空間熱傳導(dǎo)進(jìn)行釋放。（如圖1）建筑要求：建筑正陽的南方要安裝大面積的直接受陽的玻璃窗、圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要有較大的熱阻、室內(nèi)需有蓄能較好的材料保證能量的積聚。

圖1 直接受益型熱能傳導(dǎo)

2.2 集熱蓄熱墻型

集熱蓄熱墻型是利用建筑南向的集熱墻（垂直），通過傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流吸收太陽光而傳送熱能。（如圖2）所示。建筑要求：建筑墻體覆蓋玻璃，在墻體上下設(shè)通風(fēng)口，一方面，太陽能通過墻體熱傳導(dǎo)通過對(duì)流輻射吸收熱能到室內(nèi)，另一方面，集熱墻以對(duì)流方式傳遞熱能給玻璃和墻體間的夾層，再由室內(nèi)空氣對(duì)流傳遞熱能。

圖2 集熱蓄熱墻型熱能傳導(dǎo)

2.3 附加型

附加型是指在建筑的南面附加一個(gè)玻璃罩室，是使太陽光是集受益窗和蓄熱墻的綜合熱能的一種方式。建筑要求：以陽光直射建筑南向，在建筑室內(nèi)用門或者窗把房子和陽光隔開，給房間一個(gè)緩沖的減少熱能消耗，以此給房間熱能供給。

3 節(jié)能建筑設(shè)計(jì)策略

3.1 位置及朝向設(shè)計(jì)

被動(dòng)式太陽能建筑在建造上必須保持足夠的陽光直射，按照太陽偏離的角度和時(shí)間以個(gè)固定的北緯35°的建筑為例，方向正南向垂直，冬季較夏季受到的輻射要大，當(dāng)太陽直射垂直角度超過30°時(shí)接受的能量集聚下降。

3.2 建筑平面

被動(dòng)式太陽能建筑以太陽能利用年規(guī)律的合理為設(shè)計(jì)目的，按照使用功能和人們對(duì)溫度的舒適度來把控，太陽能的建筑要以溫度舒適性為主，盡可能把臥室和客廳設(shè)計(jì)到正南向或者東西向的15°來吸取太陽能，把一些要求溫度不高的比如廁所、廚房、衣帽間可以設(shè)計(jì)到北向，在中間設(shè)計(jì)一道緩沖區(qū)減少熱能流失。

3.3 形體設(shè)計(jì)

建筑形體是指建筑單位體積的建筑外表面積，建筑形體系數(shù)的越小度對(duì)建筑耗能損失就越小，外維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱損失就小，因此，在設(shè)計(jì)上盡可能減小建筑的體形系數(shù)，體形系數(shù)以f0V0進(jìn)行表示，除此外，影響到建筑體形的還有建筑的造型、布局和暖通的因素。因此在對(duì)建筑節(jié)能的系數(shù)間采取f0V0＜0.3時(shí)為最佳控制。

4 結(jié)語

太陽能建筑是建筑能源消耗背景下的重大問題之一，本文在對(duì)被動(dòng)式太陽能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的利用上以技術(shù)性和建筑性進(jìn)行節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展的闡述，在設(shè)計(jì)過程中以技術(shù)性理論為指導(dǎo)，以建筑設(shè)計(jì)的低耗能的節(jié)能性能為目的滿足人們對(duì)舒適的要求。因此，在利用和控制上是一種新型的設(shè)計(jì)策劃。

[1]任社明.淺析太陽能在建筑節(jié)能領(lǐng)域中的應(yīng)用 [J].價(jià)值工程, 2010(06).