簡(jiǎn)論太陽(yáng)能利用與建筑設(shè)計(jì)的因素與對(duì)策

1、簡(jiǎn)論太陽(yáng)能利用與建筑設(shè)計(jì)的因素與對(duì)策 【摘要】通過(guò)分析太陽(yáng)能在建筑中的利用所涉及的技術(shù)，聯(lián)系建筑設(shè)計(jì)中所需考慮的因素尋找二者之間的契合點(diǎn)；從太陽(yáng)能建筑發(fā)展的幾個(gè)階段過(guò)程中技術(shù)的進(jìn)步來(lái)探討未來(lái)太陽(yáng)能與建筑一體化的前景。 【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì)；太陽(yáng)能；一體化；節(jié)能 目前，隨著人們環(huán)保節(jié)能意識(shí)的逐步加強(qiáng)，作為可再生的清潔新能源的太陽(yáng)能越來(lái)越被人們所關(guān)注和重視，而太陽(yáng)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也得到了極大的推廣和擴(kuò)大，成為當(dāng)前社會(huì)生活中的一種應(yīng)用廣泛的節(jié)能式建筑模式。太陽(yáng)能在新能源里屬于最便捷、最豐富的一種可再生能源，而太陽(yáng)能建筑能夠通過(guò)對(duì)太陽(yáng)輻射熱能的利用，進(jìn)行建筑物內(nèi)的熱水供應(yīng)、采暖制冷以及光電轉(zhuǎn)換等

2、工作，從而使人們的生活實(shí)現(xiàn)無(wú)污染、綠色環(huán)保的低碳模式。 現(xiàn)代太陽(yáng)能建筑的定義主要基于建筑運(yùn)營(yíng)中如何充分利用太陽(yáng)能，突出太陽(yáng)能等可再生能源的建筑利用，以及對(duì)降低建筑使用能耗和營(yíng)造健康室內(nèi)環(huán)境的貢獻(xiàn)。與綠色建筑、可持續(xù)建筑并不矛盾，他們更強(qiáng)調(diào)建筑全生命周期中的資源循壞、與自然的和諧共生等；從這里可以看出，太陽(yáng)能建筑不是指那些簡(jiǎn)單的利用太陽(yáng)能設(shè)施的建筑；而是反映了一個(gè)基于生態(tài)設(shè)計(jì)綜合利用的建筑理念。與這里要探討的太陽(yáng)能建筑一體化也存在概念上的差異；以下將進(jìn)行具體的分析 一、住宅節(jié)能設(shè)計(jì)的利用 1.提高密閉性。提高密閉性，就是盡量減少墻壁、天井及地面上的各種構(gòu)配件和建材之間的縫隙，最大限度減少室內(nèi)外冷

3、熱空氣的對(duì)流。密閉性不好即使施加保溫材料也無(wú)法達(dá)到節(jié)能的效果。但是密閉性好的住宅必須設(shè)置換氣口，定期進(jìn)行換氣。 2. 提高保溫性。提高保溫性就是通過(guò)保溫材料、保溫構(gòu)配件及嚴(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)等減少室內(nèi)熱損失。目前，采用外保溫是提高住宅保溫性能的最為有效的做法。外保溫與傳統(tǒng)的保溫方法不同，是采用保溫材料將室內(nèi)空間完全覆蓋起來(lái)，不留絲毫縫隙。 3 .多種能源組合利用。即除普通電源外，還可以通過(guò)利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)?、燃料電池及各種余熱，降低石化能源消耗。 4 .立體綠化。立體綠化就是盡量增加建筑物可以綠化的空間，通過(guò)植物吸收太陽(yáng)熱能，降低建筑物表面的溫度。一般包括庭院、陽(yáng)臺(tái)、墻壁及屋面的綠化 二、主動(dòng)式

4、太陽(yáng)能與建筑一體化研究 1. 太陽(yáng)能集熱器分類及工作原理 太陽(yáng)能集熱器性能是衡量太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的重要標(biāo)志，按照工作原理可劃分為：（1）板管式熱水器：涂層的吸熱板通過(guò)吸收透過(guò)玻璃蓋板的陽(yáng)光，一方面向四周散熱，一方面將熱量作為有用能量輸出。（2）真空管熱水器：吸熱體與玻璃管中間保持真空層，有效避免了傳導(dǎo)和對(duì)流熱損失，并且通過(guò)吸收涂層紅外發(fā)射率，降低了吸收板的熱損失。（3）悶曬式集熱器：是太陽(yáng)能熱水器最初的形態(tài)，通過(guò)太陽(yáng)照射在悶曬盒，使得盒內(nèi)塑料或者金屬的盛水膽的水被加熱。 2. 太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)的應(yīng)用調(diào)研分析 太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)與建筑結(jié)合的系統(tǒng)根據(jù)形式可劃分為：（1）整體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)：該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5、較為簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全。特點(diǎn)是集熱器與蓄熱水箱合二為一。（2）分體式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)：主要是太陽(yáng)能集熱器與蓄水箱分開(kāi)，安裝附屬能源設(shè)備來(lái)控制各個(gè)時(shí)段的用水，充分發(fā)揮太陽(yáng)能集熱器的熱效率。 三、太陽(yáng)能建筑一體化建議 1. 一體化的現(xiàn)狀及原則 目前我國(guó)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要用于家用，還存在不少問(wèn)題：從視覺(jué)角度，房屋在建筑設(shè)計(jì)形象大多不協(xié)調(diào)，影響建筑美觀；從產(chǎn)品角度，太陽(yáng)能產(chǎn)品構(gòu)件化、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，部分還存在安裝安全缺陷；從設(shè)計(jì)角度，太陽(yáng)能熱水器設(shè)計(jì)過(guò)程大多缺少建筑師結(jié)構(gòu)師參與，缺乏通用設(shè)計(jì)圖集和應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。 因此太陽(yáng)能與建筑結(jié)合要根據(jù)以下原則：在外觀上，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能集熱器與建筑協(xié)調(diào)統(tǒng)一；在結(jié)構(gòu)上

6、，確保建筑物的承重、防水等功能前提下，綜合考慮太陽(yáng)能的抵御外界能力，合理安裝太陽(yáng)能；在管路布置上合理布置管路，各管路留出在建筑物中的通口；在系統(tǒng)運(yùn)行上須具備可靠、穩(wěn)定、易于安裝、維護(hù)盡量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。 2. 不同層高的選擇方案 （1）多層住宅解決方案：首先單臺(tái)一體式熱水器小區(qū)集體安裝；其次為聯(lián)集管等分離式熱水系統(tǒng)；最后陽(yáng)臺(tái)或者南立面壁掛式系統(tǒng)。 （2）小高層住宅解決方案：當(dāng)水壓可至屋面，首選在小區(qū)集體安裝單臺(tái)一體式熱水器；其次聯(lián)集管式熱水系統(tǒng)或其它分離式系統(tǒng)；最后選用陽(yáng)臺(tái)或南向立面等壁掛式系統(tǒng)。 （3）高層住宅：對(duì)于從頂層往下1-7層，若水壓充足，可選用單臺(tái)一體式熱水器或壁掛式系統(tǒng)；中間樓

7、層可選用壁掛式分離熱水系統(tǒng)；底部采光不好部分可選用分離式熱水系統(tǒng)。 四、建筑設(shè)計(jì)要求 從建筑設(shè)計(jì)角度講，太陽(yáng)能技術(shù)的利用勢(shì)必對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響，其對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求，從節(jié)能方面來(lái)說(shuō)，首先建筑的平面和體型設(shè)計(jì)要合理，在平面設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到建筑的采暖、降溫、采光等多方面的要求。其次要有熱工性能良好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)建筑的保溫隔熱，這是現(xiàn)代建筑充分利用太陽(yáng)能的前提條件，同時(shí)也有利于創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)熱環(huán)境。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)又包括以下幾點(diǎn)： 1. 合理的門窗設(shè)計(jì) 具體措施有增加窗戶的氣密性；減少傳熱量；設(shè)置遮陽(yáng)構(gòu)件；控制各立面的窗墻面積比，確定門窗的最佳位置、尺寸和形式；在建筑的主要出入口設(shè)置門

8、斗等等。 2. 外墻外保溫隔熱設(shè)計(jì) 外墻外保溫技術(shù)的使用需要注意如下幾點(diǎn)：保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)使用壽命；適用范圍廣，技術(shù)含量高；保溫效果明顯；有利于室溫保持穩(wěn)定；墻體潮濕情況得到改善；增加房屋使用面積等。 屋面保溫層設(shè)計(jì)應(yīng)注意不宜選擇松散密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料，也不宜選擇吸水率大的材料。當(dāng)與太陽(yáng)能設(shè)備構(gòu)件綜合考慮時(shí)，尤其應(yīng)當(dāng)妥善處理好防水的問(wèn)題，做到不滲漏，不潮濕。 五、太陽(yáng)能與建筑一體化時(shí)代 在太陽(yáng)能與建筑一體化時(shí)代，太陽(yáng)能技術(shù)體現(xiàn)在建筑上不僅僅是一種設(shè)備體量，更是建筑構(gòu)件的一部分，也是建筑設(shè)計(jì)理念的支持和組成部分，很大程度上決定了建筑設(shè)計(jì)的取向，從某種程度上注入更新了以往的功能結(jié)構(gòu)

9、體系和建筑造型手法。其對(duì)設(shè)計(jì)師的要求是，建筑規(guī)劃的良好把控能力，太陽(yáng)能利用技術(shù)的了解和掌握，專業(yè)配合的協(xié)調(diào)性要求加大，工程設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度提升等等。 這時(shí)期太陽(yáng)能的利用將貫穿到設(shè)計(jì)領(lǐng)域的方方面面，從規(guī)劃，到建筑、景觀都將引入太陽(yáng)能技術(shù)的理念，整體規(guī)劃，通盤考慮猶顯必要，設(shè)計(jì)觀念的變化必將引起設(shè)計(jì)方法的變化；節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施從另一方面為太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)提供了一個(gè)量化參考標(biāo)準(zhǔn)；用發(fā)展的眼光看，建筑智能化時(shí)代的到來(lái)同太陽(yáng)能技術(shù)的利用交相輝映，生態(tài)化的設(shè)計(jì)理念使得人們的生活環(huán)境更有層次和質(zhì)感，可持續(xù)發(fā)展的理念在太陽(yáng)能與建筑一體化時(shí)代仍然起著重要的導(dǎo)向作用。 綜上所述：太陽(yáng)能利用的城市化進(jìn)程的到來(lái)，將帶來(lái)建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，從社會(huì)層面上會(huì)帶來(lái)諸多影響，對(duì)人們生活習(xí)慣甚或產(chǎn)生某些變化；所有種種，只有通過(guò)科學(xué)的論證，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)才能使人們利用太陽(yáng)能來(lái)提高生活質(zhì)量的美好愿望得以充分實(shí)現(xiàn)。 參考文獻(xiàn)： 1郄昭昭建筑集熱器與建筑一體