基于太陽(yáng)能在公共建筑中的利用對(duì)策分析

趙將棨

摘要 太陽(yáng)能作為取之不盡用之不竭的能源，在現(xiàn)代公共建筑建設(shè)中，加強(qiáng)太陽(yáng)能的利用，不僅是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，更是彰顯節(jié)能降耗的重要舉措。所以在現(xiàn)代公共建筑中加強(qiáng)太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)顯得尤為必要。本文正是基于這一背景，從太陽(yáng)能在公共建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀入手，就光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)、太陽(yáng)能制冷空調(diào)技術(shù)和太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水器、光伏發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)光照明燈技術(shù)在公共建筑中的利用進(jìn)行了分析和總結(jié)。希望通過(guò)本文的探究，更好地促進(jìn)公共建筑中太陽(yáng)能的利用率得到有效的提升。

關(guān)鍵詞 公共建筑；太陽(yáng)能；利用

中圖分類號(hào) TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095—6363（2016）13—0005—02

公共建筑往往面積較大，能耗較高，功能較為復(fù)雜，所以為了資源節(jié)約型社會(huì)的構(gòu)建，在公共建筑建設(shè)中，就必須加強(qiáng)太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用，不僅能降低能耗，還能降低成本，從而更好地構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)。那么我們應(yīng)在公共建筑設(shè)計(jì)中如何強(qiáng)化太陽(yáng)能的利用呢？筆者就此提出以下幾點(diǎn)思考。

1太陽(yáng)能在公共建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀

公共建筑承擔(dān)的職能較為復(fù)雜，且現(xiàn)代公共建筑的類型較多，常見(jiàn)的主要有辦公、商業(yè)、旅游、科教文衛(wèi)、通信、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴慕ㄖ?，且這些建筑往往屬于大型公共建筑，不僅能耗高，而且功能十分復(fù)雜。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在大型公共建筑方面對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用有著明確的要求。就當(dāng)前來(lái)看，公共建筑的面積在不斷擴(kuò)大，且能耗也在不斷加大，且公共建筑設(shè)計(jì)的單位面積能耗遠(yuǎn)大于普通住宅的能耗。而在日益注重節(jié)能降耗的今天，加強(qiáng)太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用已成為一種趨勢(shì)，且目前在諸多公共建筑中得到了有效的應(yīng)用，尤其是在一些大型公共建筑中的應(yīng)用較為突出。例如在2008年的北京奧運(yùn)場(chǎng)館、公園和國(guó)家體育館等都利用了太陽(yáng)能技術(shù)，在促進(jìn)我國(guó)太陽(yáng)能技術(shù)水平提升方面具有十分重要的意義。但是在一些公共建筑中對(duì)太陽(yáng)能的技術(shù)應(yīng)用水平還存在一定的不足，尤其是一些設(shè)計(jì)人員忽視太陽(yáng)能技術(shù)的深層次應(yīng)用，在應(yīng)用過(guò)程中較為膚淺，其所取得的節(jié)能降耗功效存在較大的提升空間。而這是當(dāng)前公共建筑中太陽(yáng)能的應(yīng)用現(xiàn)狀，應(yīng)用范圍廣，但其應(yīng)用成效有待提升。

2公共建筑中太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用的基本思路

公共建筑具有體量大的特點(diǎn)，雖然采用了先進(jìn)的施工技術(shù)，但是在能源消耗方面十分巨大，尤其是資源浪費(fèi)情況較為突出，只有加強(qiáng)對(duì)其與太陽(yáng)能技術(shù)的綜合應(yīng)用，才能將其自身的能耗降到最低，所以就需要對(duì)其應(yīng)用的思路進(jìn)行明確。為了更好地在公共建筑中加強(qiáng)太陽(yáng)能的利用，就必須在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段下功夫，并通過(guò)設(shè)計(jì)完善、施工實(shí)施和運(yùn)營(yíng)管理以及改造升級(jí)，所以太陽(yáng)能技術(shù)在公共建筑的應(yīng)用必須隨著建筑的整個(gè)生命周期全程。且緊密結(jié)合工程的實(shí)踐，加強(qiáng)對(duì)場(chǎng)地、材料、氣候等方面的條件，對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用組合進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)性地確定太陽(yáng)能施工方案，從而更好地促進(jìn)太陽(yáng)能的利用率得到提升，最終提高公共建筑的經(jīng)濟(jì)性。就當(dāng)前來(lái)看，在公共建筑中加強(qiáng)太陽(yáng)能的利用，就需要在光熱轉(zhuǎn)換和光伏發(fā)電以及太陽(yáng)光照明3個(gè)方面下功夫，從而最終確保太陽(yáng)能技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用成效得以提升，深度得以拓展。

3公共建筑中強(qiáng)化太陽(yáng)能利用的幾點(diǎn)技術(shù)對(duì)策分析

3.1光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用

光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)主要是把太陽(yáng)能的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，并可加強(qiáng)對(duì)其的應(yīng)用，在太陽(yáng)能利用方面最為常見(jiàn)。在光熱轉(zhuǎn)換過(guò)程中，其主要包含太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能制冷空調(diào)和太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用。

3.1.1太陽(yáng)能熱水器在公共建筑中的應(yīng)用

在公共建筑中加強(qiáng)太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用，主要是利用太陽(yáng)能集熱器對(duì)太陽(yáng)的輻射進(jìn)行吸收，并通過(guò)吸熱體對(duì)冷水進(jìn)行加熱，再利用冷水和熱水之間的密度差以及集熱器和貯熱水箱之間的水壓差實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)，這樣熱水就會(huì)存在貯熱水箱之中，從而為用戶提供熱水服務(wù)。

3.1.2太陽(yáng)能制冷空調(diào)在公共建筑中的應(yīng)用

由于空調(diào)是公共建筑的主要能耗來(lái)源，尤其是夏季空調(diào)的使用量較大，導(dǎo)致其能耗較大，常規(guī)的空調(diào)是以電能作為動(dòng)力，耗電量較大，這樣就會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的供電壓力較大，且將室內(nèi)的熱量排放到室外之后還會(huì)形成熱島效應(yīng)，氟利昂的使用還會(huì)導(dǎo)致大氣臭氧層被破壞。所以加強(qiáng)太陽(yáng)能制冷空調(diào)的應(yīng)，當(dāng)太陽(yáng)能的輻射強(qiáng)度越高時(shí)，環(huán)境溫度就會(huì)越高，此時(shí)這一系統(tǒng)自身的制冷能力就會(huì)加強(qiáng)，這樣在降低室內(nèi)溫度的同時(shí)還能將周邊環(huán)境溫度降低，同時(shí)還能將城市熱島效應(yīng)降低，節(jié)約大量的電能，緩解電網(wǎng)的壓力，同時(shí)也不會(huì)破壞臭氧層。這主要是因?yàn)樘?yáng)能制冷空調(diào)是基于熱能為驅(qū)動(dòng)，利用太陽(yáng)集熱器對(duì)熱量進(jìn)行不斷的吸收，通過(guò)反復(fù)的蒸發(fā)與冷凝，從而達(dá)到連續(xù)制冷的目標(biāo)。常見(jiàn)的主要是以太陽(yáng)能集熱器進(jìn)行陣列集熱，進(jìn)而濃縮溴化鋰水溶液，從而確保水蒸發(fā)和析出之后冷凝，最后通過(guò)濃溴化鋰溶液吸收水蒸氣，當(dāng)水冷凝且蒸發(fā)后進(jìn)行吸收達(dá)到制冷的目的。

3.1.3太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)在公共建筑中的應(yīng)用

在公共建筑中應(yīng)用太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，主要是存在制冷劑的閉合環(huán)路中壓縮機(jī)的循環(huán)，利用節(jié)流閥的作用，由于制冷劑冷端所受壓力比熱端所受壓力要低，所以制冷劑會(huì)迅速的蒸發(fā)。而太陽(yáng)能集熱器又屬于低溫?zé)嵩?，將周邊的熱量吸取之后，這樣即便是在寒冷的區(qū)域，也能收集到一定的低溫?zé)崴倮脽岜玫淖饔?，快速確保熱水的溫度提升到40℃～50℃之間，從而成為供暖的熱源和生活用的熱水。而在夏季則能作為制冷空調(diào)，從而將室內(nèi)溫度迅速的降低。當(dāng)太陽(yáng)能熱泵的供暖和供冷系統(tǒng)的性能指數(shù)在3.5～4.5時(shí)，具有十分明顯的節(jié)能效果，且消耗1kw的電量，往往能得到3.5～4.5倍的熱量。

3.2光伏發(fā)電技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用

在公共建筑中，光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，主要是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程，其轉(zhuǎn)換載體主要是太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)能電池在光照的作用下，其電荷分布的狀態(tài)就會(huì)出現(xiàn)變化，最終形成電動(dòng)勢(shì)與電流。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，主要包含了太陽(yáng)能電池和儲(chǔ)能裝置以及直流和交流負(fù)載、功率調(diào)控裝置與備用電源。目前主要是在公共建筑的屋頂進(jìn)行光伏發(fā)電，不僅能與建筑體進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，而且不會(huì)對(duì)建筑風(fēng)格和外觀帶來(lái)破壞，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能輻射能的吸收，有效的預(yù)防屋面溫度變高，將保溫隔熱成本降低。

3.3太陽(yáng)光照明燈技術(shù)在公共建筑中的利用

在公共建筑中加強(qiáng)太陽(yáng)能光照技術(shù)的應(yīng)用，不僅具有監(jiān)控環(huán)保的特點(diǎn)，而且安全節(jié)能，因而在公共建筑中加強(qiáng)對(duì)其的利用就顯得尤為必要。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，常見(jiàn)的主要有直接采光照明與轉(zhuǎn)移采光照明2種方式。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際針對(duì)性的對(duì)其照明方式進(jìn)行確定。一般而言，直接采光照明主要是利用窗戶和幕墻以及屋頂采光帶和可開(kāi)啟式的屋蓋以及透光中庭等，將太陽(yáng)光引入照明區(qū)域進(jìn)行采光。而轉(zhuǎn)移采光照明，主要是采取反射和導(dǎo)光管以及光導(dǎo)纖維技術(shù)措施，把光線轉(zhuǎn)移到難以直接采光的區(qū)域進(jìn)行照明，達(dá)到節(jié)省電能的目的。此外，在公共建筑區(qū)域內(nèi)，還能利用太陽(yáng)能燈管技術(shù)，為公共建筑的公共空間和區(qū)域內(nèi)的夜晚照明提供，從而更好地確保公共建筑的照明節(jié)能工效得到提升。

4結(jié)論

綜上所述，太陽(yáng)能在公共建筑中的利用已成為時(shí)代發(fā)展的主旋律。所以，我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦?，?yīng)盡可能地結(jié)合公共建筑的實(shí)際，針對(duì)性地確定太陽(yáng)能節(jié)能施工方案，并在公共建筑施工中強(qiáng)化各種太陽(yáng)能節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，將整個(gè)公共建筑的節(jié)能功耗降到最低，從而更好地提高其節(jié)能性、環(huán)保性，提高公共建筑的智能化水平，并為此而不懈的努力。endprint