太陽(yáng)能的利用和建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)

摘 要：我國(guó)的建筑能耗一直居高不下，在我國(guó)的總能耗中占據(jù)了較大的比例。這就要求通過(guò)具體的建筑節(jié)能措施來(lái)降低建筑能耗。比較常用的建筑構(gòu)造節(jié)能的技術(shù)主要有垂直綠化墻面的構(gòu)造設(shè)計(jì)、覆土空間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、覆土種植物頂?shù)脑O(shè)計(jì)、太陽(yáng)能房屋相關(guān)特殊構(gòu)造設(shè)計(jì)等等。本文主要介紹了建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)以及太陽(yáng)能的利用，希望能夠通過(guò)科學(xué)的建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)，更好地利用太陽(yáng)能資源，使建筑能耗得到有效的降低。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；建筑構(gòu)造；節(jié)能設(shè)計(jì)；

中圖分類號(hào)：TK512 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-07-00-01

太陽(yáng)能是一種新型資源，不僅取之不盡，而且不會(huì)產(chǎn)生任何污染。如果能夠在建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)中充分地利用太陽(yáng)能，則可以極大地降低建筑能耗，為建筑使用者提供更加舒適和環(huán)保的建筑物，推動(dòng)我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展。本文主要介紹了建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)中的太陽(yáng)能利用的被動(dòng)模式和太陽(yáng)能利用的接受模式。

一、太陽(yáng)能利用的被動(dòng)模式

一般情況下，建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能建筑分為以下幾個(gè)階段：第一，被動(dòng)利用太陽(yáng)能；第二，主動(dòng)利用太陽(yáng)能；第三，建筑物所需的全部能源都由太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換來(lái)提供，建筑的用電、照明、空調(diào)、供暖等功能都由太陽(yáng)能提供[1]。

被動(dòng)式太陽(yáng)房在我國(guó)出現(xiàn)較晚，但是發(fā)展非常迅速。到上世紀(jì)末，我國(guó)的被動(dòng)式太陽(yáng)房已經(jīng)超過(guò)了1.5萬(wàn)棟，總面積也超過(guò)了450萬(wàn)平方米?？梢哉f(shuō)我國(guó)的被動(dòng)式太陽(yáng)房已經(jīng)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，進(jìn)入了普及階段。我國(guó)的太陽(yáng)能豐富地區(qū)面積較廣，主要?dú)夂驗(yàn)橄臒岫?。我?guó)除了重慶和四川一帶具有較低的年平均輻射量，其它地區(qū)的輻射量都可以滿足采暖降溫的需求。通過(guò)使用特殊的建筑構(gòu)造以及建筑物的內(nèi)部空間、體型和朝向進(jìn)行設(shè)計(jì)，完全可以滿足被動(dòng)利用太陽(yáng)能來(lái)進(jìn)行降溫采暖的需求。

當(dāng)前我國(guó)主要的被動(dòng)式太陽(yáng)房即熱方式有水蓄熱屋頂、對(duì)流環(huán)路式、附加日光間、集熱蓄熱墻、直接受益窗五種。其中應(yīng)用比較廣泛的是附加日光間和直接受益窗，其具有施工便利、效果顯著、技術(shù)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。遮陽(yáng)降溫是當(dāng)前被動(dòng)利用太陽(yáng)能進(jìn)行降溫的首要問(wèn)題，也就是限制太陽(yáng)能輻射在特定時(shí)間入室。只要能夠做到對(duì)入室的太陽(yáng)能輻射進(jìn)行有效的控制，就可以使人體的熱舒適要求得到滿足，無(wú)需使用其它的降溫措施，包括地冷降溫、輻射降溫、蒸發(fā)降溫和對(duì)流降溫等等。

二、太陽(yáng)能利用的接受模式

太陽(yáng)能利用的接受模式的構(gòu)造設(shè)計(jì)具有以下幾個(gè)原則。首先，建筑構(gòu)造的內(nèi)部必須具有使熱量能夠自由出入的能力；其次，建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)，要具有熱處理能力，在任何氣候條件下都能夠保持室內(nèi)的舒適；第三，能夠決定接受或者拒絕太陽(yáng)熱[2]。

（一）對(duì)熱損失的控制

在建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于建筑的熱損失。設(shè)計(jì)者要對(duì)建筑物的熱獲得和熱損失進(jìn)行計(jì)算，并且對(duì)建筑物的熱作用程度進(jìn)行計(jì)算，使建筑構(gòu)造形式能夠使熱損失降低到最小。為了使每個(gè)季節(jié)和每天的熱血要得到滿足，隔熱裝置還能夠靈活機(jī)變的切斷熱流，避免開(kāi)口部分出現(xiàn)不必要的熱損失和熱獲得。

（二）控制和利用熱獲得

對(duì)于太陽(yáng)能利用的接受模式射箭而言，要對(duì)熱獲得進(jìn)行有效的控制。建筑物的熱或者可以分為兩種類型：熱量間接獲得型和熱量直接獲得型。熱量間接獲得型指的是在進(jìn)入室內(nèi)之前太陽(yáng)能已經(jīng)被遮斷，例如屋頂水袋、集熱板、水墻、石壁等。熱量直接獲得型指的是陽(yáng)光不被遮斷的進(jìn)入室內(nèi)，這就需要在設(shè)計(jì)中設(shè)置遮陽(yáng)板。熱量直接獲得型有利于提高建筑的采光，使建筑更加暖和和新鮮。我國(guó)絕大部分地區(qū)冬季都比較寒冷，建筑物卻沒(méi)有采取有效的采暖設(shè)施。這些地區(qū)的日光照率能夠達(dá)到50%，可以使用太陽(yáng)能來(lái)進(jìn)行冬季采暖，包括以下幾種類型。

1、可移動(dòng)式采暖。該設(shè)計(jì)中的蓄熱體是可以移動(dòng)的，白天將其搬到理想的吸熱位置，夜晚就可以用其進(jìn)行取暖。夏季也可以將上述過(guò)程逆轉(zhuǎn)，將蓄熱體作為冷氣設(shè)備來(lái)使用[3]。

2、地板型和墻壁型采暖。在建筑物內(nèi)設(shè)置蓄熱槽，并且在混凝土地板中埋設(shè)格子狀的粗配管，在配管中，液體經(jīng)過(guò)集熱器的加熱會(huì)上升循環(huán)，從蓄熱體就可以吸收其中的熱量。墻壁型則是在墻壁中設(shè)置隔熱槽，包括金屬網(wǎng)和透明外層，使空氣受熱對(duì)流，由蓄熱體吸收其中的熱量。

3、屋頂型采暖。就是在混凝土構(gòu)造的上部或下部露天安裝蓄水袋，可移動(dòng)的蓄熱體由隔熱材料組成，冬季白天不覆蓋，就可以吸收太陽(yáng)能，夜晚將其覆蓋，則可以將熱能輻射到室內(nèi)。

4、蓄熱體型熱獲得。通過(guò)蓄熱體來(lái)存儲(chǔ)熱量，有兩種蓄熱體的構(gòu)造方式：不附屬于建筑物和附屬于建筑物。蓄熱體的材料主要有石塊、粘土、混凝土、油、鹽水等。為了使蓄熱體能夠發(fā)揮最大的作用，要選擇合適的蓄熱體安裝位置。

5、溫室型熱獲得。在獲得太陽(yáng)能的同時(shí)還要獲得新鮮的空氣，將植物的香氣、濕氣和氧氣釋放到建筑物內(nèi)。對(duì)于朝向不好的居室而言，溫室型熱獲得具有夏季隔熱、冬季采暖的作用。

（三）集熱墻設(shè)計(jì)

集熱墻是一種常用的構(gòu)造方式，主要的組成部分為集熱墻體、集熱板和透光玻璃，并在上部和下部設(shè)置風(fēng)口。集熱板受到陽(yáng)光照射后會(huì)被加熱，并在集熱墻體內(nèi)集蓄熱量。打開(kāi)風(fēng)口之后，冷空氣通過(guò)下風(fēng)口進(jìn)入集熱墻體，并經(jīng)過(guò)受熱，再經(jīng)上風(fēng)口流出。這樣可以達(dá)到提高室內(nèi)溫度的作用，還可以對(duì)風(fēng)口的啟閉進(jìn)行控制，從而對(duì)室內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣可以避免室內(nèi)溫度過(guò)高。

室內(nèi)溫度的提升氣礦和集熱墻的太陽(yáng)能得熱量與房間的容積、保溫窗簾的配套設(shè)置、集熱墻風(fēng)口閘板的開(kāi)閉、集熱墻風(fēng)口的大小和集熱墻的總面積有著直接的關(guān)系。因此要對(duì)室內(nèi)容積和集熱墻面積之比進(jìn)行有效的控制。

三、結(jié)語(yǔ)

太陽(yáng)能是一種清潔資源，如果能夠在建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)中積極利用太陽(yáng)能，不僅可以滿足室內(nèi)采暖的需要，為人們提供一個(gè)舒適的室內(nèi)環(huán)境，還可以滿足室內(nèi)的用電、采光、空調(diào)等一系列的需求，而且在這個(gè)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何的污染。因此應(yīng)該通過(guò)科學(xué)的建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)提高對(duì)太陽(yáng)能的利用率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張旭新.淺談實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的多種措施 [J]. 科技信息. 2011 （22）

[2]謝曉菲，張曉燕.淺談建筑節(jié)能設(shè)計(jì)及措施 [J]. 科技信息. 2011 （20）

[3]李鴻峰，楊雪冰.談現(xiàn)代住宅電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn) [J]. 黑龍江科技信息. 2011 （22）