太陽能建筑節(jié)能一體化

1、太陽能與建筑節(jié)能一體化摘要： 眾所周知建筑是能耗大戶。 建筑節(jié)能已經(jīng)成為國家關(guān)注的重點， 因此大力開 發(fā)太陽能節(jié)能技術(shù)是勢在必行。 太陽能的一些技術(shù)與建筑相結(jié)合， 不僅能為太陽能 的利用和發(fā)展提供巨大的空間， 而且能夠達(dá)到建筑節(jié)能的效果。 發(fā)展利用太陽能等 新能源，走可持續(xù)發(fā)展之路，是實現(xiàn)國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容， 是建設(shè)節(jié)約型社會的重要組成部分， 同時也是保護(hù)資源， 減少環(huán)境污染的重要舉措。 關(guān)鍵詞 : 太陽能 建筑節(jié)能 一體化0 引言化石能源的短缺， 氣候異常的頻發(fā)和環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢， 使得我們迫切地 思考，尋求新的可再生的清潔的替代能源已刻不容緩， 而太陽能就是我們選擇的

2、 最有效的替代能源之一。隨著環(huán)境的持續(xù)惡化 , 低碳、綠色的人居環(huán)境已經(jīng)成為 了全球可持續(xù)發(fā)展的遠(yuǎn)景目標(biāo)。 從而, 以節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境為目的 , 以清潔型可 再生能源替代傳統(tǒng)能源為手段已成為現(xiàn)代建筑節(jié)能的新趨勢 1 。因此，一些研 究人員致力于太陽能與建筑節(jié)能相結(jié)合的這一新領(lǐng)域。 1太陽能與建筑一體化的現(xiàn)狀一直以來，太陽能等可再生能源在建筑技術(shù)上的完美應(yīng)用是企業(yè)夢寐以求的 追求，太陽能與建筑結(jié)合創(chuàng)造的低能耗高舒適度的健康居住環(huán)境， 不僅讓住戶家 庭生活的更自然更環(huán)保， 而且能節(jié)能減污， 對實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義 太陽能作為一種免費清潔的能源， 在民用建筑中的應(yīng)用， 將關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展

3、的 戰(zhàn)略，經(jīng)過多年的開發(fā)利用， 太陽能的利用已取得顯著的成果， 推廣應(yīng)用的范圍 也在不斷擴大， 而太陽能與建筑的一體化結(jié)合， 也在民用建筑中越發(fā)呈現(xiàn)出其不 可替代的地位，并成為民用建筑中的一個新亮點2 太陽能建筑一體化的前景我國太陽能資源十分豐富有著相當(dāng)廣闊的開發(fā)利用前景 太陽能年日照時數(shù) 超過2200h以上的地區(qū)約占國土面積的2/3以上。目前，我國太陽能利用集熱面積 居世界第一。工業(yè)、交通、建筑是我國消耗能源最多的3個領(lǐng)域。據(jù)粗略估計，建筑能耗占我國總能耗的 27%，在建筑能耗中空調(diào)供暖和熱水占 75%。此外， 我國 正處于城市化進(jìn)程之中， 每年有 1500萬人進(jìn)城， 城鄉(xiāng)新建房屋建筑面積近

4、 20億平 方米2 。因此，我國建筑領(lǐng)域存在著巨大的節(jié)能空間。3 太陽能在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用3.1 太陽能熱水器太陽能熱水器是利用溫室原理， 將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?并向水傳遞熱量， 從 而獲得熱水的一種裝置。它是由集熱器，儲熱水箱，循環(huán)水泵，管道，支架，控 制系統(tǒng)及相關(guān)附件組成。 太陽熱水器的用途和它的集熱溫度有著密切的關(guān)系。 例 如，低溫的太陽能熱水器主要用于預(yù)熱鍋爐給水， 民用生活熱水， 地下加熱除濕 工程，采暖和工農(nóng)業(yè)中低溫?zé)崴膽?yīng)用。中高溫，高溫?zé)崴髦饕糜诓膳?冷和發(fā)電。3.2 太陽能供暖太陽能供暖方式可以按照太陽能的利用方式 , 分為直接利用與間接利用兩 種。太陽能供暖系統(tǒng)是

5、在太陽能熱水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 , 在一些環(huán)境保護(hù) 意識較強的國家 ,已經(jīng)將太陽能供暖、供電與熱水系統(tǒng)作為建筑的基礎(chǔ)體系來發(fā) 展, 形成了太陽能能源使用的復(fù)合系統(tǒng) 3 。我國近年來常見的太陽能采暖方式 , 主要是將太陽能熱水系統(tǒng)鋪設(shè)在地板下 , 利用熱水的溫度和地面的散熱來為整個 建筑供暖。這種地板采暖方式 , 能夠使熱源分布較為均勻 , 降低了傳統(tǒng)散熱器點式 散熱的空間溫差感 ,特別是在能耗方面 ,由于采用的是太陽能熱水系統(tǒng) , 因此,符 合清潔能源的環(huán)保要求。3.3 太陽能 -空氣源熱泵組合熱水供熱系統(tǒng)由于空氣源熱泵在能源利用、 運行過程、使用成本等方面具有很大優(yōu)勢 , 因 此得到了愈

6、來愈廣泛的應(yīng)用。但在低溫環(huán)境下會產(chǎn)生蒸發(fā)器結(jié)霜、COPS降低等問題, 這使其在北方地區(qū)的推廣受到很大限制 , 往往需要輔助熱源進(jìn)行配合運行。 基于此,考慮將太陽能利用技術(shù)和熱泵技術(shù)結(jié)合起來 , 形成優(yōu)勢互補的復(fù)合熱源 熱泵系統(tǒng) ,一般可通過兩種集成模式來達(dá)到穩(wěn)定供熱的目的 : 一是以太陽能熱水 器為主 , 空氣源熱泵進(jìn)行輔助加熱。即在平時晴天只利用太陽能制取生活熱水,從而充分利用太陽能免費制熱 ; 在陰雨天或夜間 , 太陽能集熱器無法運行時 , 就通 過空氣源熱泵加熱 ,使水溫達(dá)到設(shè)計溫度 , 滿足熱水使用的舒適度。 二是以空氣源 熱泵為主 , 太陽能作為輔助熱源。主要通過太陽能集熱來解決冬季

7、夜晚低溫環(huán)境 下空氣源熱泵效率下降的問題 ,其余時間利用空氣源熱泵單獨制熱 , 從而可通過 空氣熱能補償太陽能的不確定性 , 最大限度地利用可再生能源來實現(xiàn)辦公建筑熱 水需求 , 減少能源消耗 , 促進(jìn)節(jié)能減排。3.4 太陽能制冷太陽能制冷系統(tǒng)大體可分為四類， 即除濕式制冷、 蒸汽噴射式制冷、 吸附式 制冷和吸收式制冷。 太陽能制冷技術(shù)的最大優(yōu)點在于它有很好的季節(jié)匹配性， 天 氣越熱，越需要制冷的時候， 太陽輻射條件越好， 太陽能制冷系統(tǒng)的制冷量也越 大，太陽能空調(diào)制冷顯然是夏季太陽能有效利用的較佳方案 4 。目前, 太陽能制 冷技術(shù)在研究和開發(fā)方面已做了大量的工作 , 日趨完善。4 太陽能與

8、建筑一體化的基本要求太陽能熱水系統(tǒng)與建筑節(jié)能結(jié)合 , 就是把太陽能熱水系統(tǒng)產(chǎn)品作為建筑構(gòu)件 安裝,使其與建筑有機結(jié)合。 不僅是外觀、形式的結(jié)合 ,重要的是技術(shù)質(zhì)量的結(jié)合。 同時要相關(guān)的設(shè)計、安裝、施工與驗收標(biāo)準(zhǔn) , 從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的高度解決太陽能熱水 系統(tǒng)與建筑結(jié)合問題。 這是太陽能熱水系統(tǒng)在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用、 促進(jìn)太陽 能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。隨著太陽能系統(tǒng)與建筑結(jié)合技術(shù)的發(fā)展 , 人們需要的是 不論外觀上還是整體上都能與建筑和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)、 風(fēng)格統(tǒng)一、 安全可靠、 性能 穩(wěn)定、布局合理的太陽能熱水系統(tǒng) 5 。目前，太陽能的利用越來越受到人們的關(guān)注和依賴， 但太陽能供熱設(shè)備的非 定常性，對氣候

9、條件和輻射條件的依賴性等特點， 要求我們必須對建筑用能負(fù)荷 進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，才能夠在設(shè)備與建筑的匹配上做出設(shè)備投資和節(jié)能效益的最佳 選擇。綜合考慮社會進(jìn)步， 技術(shù)發(fā)展， 太陽能與建筑一體化的發(fā)展方向我們需要 做到以下幾點：一是，成熟的太陽能技術(shù)在坡屋面和立面上的綜合利用；二是， 保溫隔熱的維護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)與自然通風(fēng)采光遮陽技術(shù)的有機結(jié)合； 三是傳統(tǒng)建筑構(gòu) 造與現(xiàn)代技術(shù)理念的融合； 四是生態(tài)驅(qū)動設(shè)計理念向常規(guī)建筑設(shè)計滲透； 五是綜 合考慮區(qū)域氣候特征、經(jīng)濟發(fā)達(dá)程度、建筑特征和人們的生活習(xí)慣等因素。5 太陽能與建筑一體化的實例分析山東省德州市近十年來著眼于經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，在節(jié)約常規(guī)能源的同時， 超前

10、規(guī)劃，未雨綢繆，致力于發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)，培植陽光經(jīng)濟。位于“中國太陽 城”德州市的中國太陽谷是 2010 年世界太陽城大會的舉辦地，大會主會場 日月壇微排大廈 （簡稱日月壇） 是中國太陽谷的標(biāo)志性建筑， 由皇明太陽能集團(tuán) 投資興建， 是目前世界上最大的太陽能建筑， 總建筑面積約 7.5 萬平方米。 日月 壇集展示、科研、辦公、會議、培訓(xùn)、酒店等功能于一身。全球首創(chuàng)性地實現(xiàn)了 太陽能熱水供應(yīng)、采暖、制冷、光伏并網(wǎng)發(fā)電等技術(shù)與建筑的完美結(jié)合，整體節(jié) 能效率達(dá) 88%，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 2640噸、節(jié)電 660 萬度，減少污染物排放 8672.4 噸。完全符合節(jié)能環(huán)保、 人性化、 生態(tài)化等未來時尚角度

11、的“綠色五星級”建筑 標(biāo)準(zhǔn)，是太陽能綜合利用技術(shù)與建筑節(jié)能技術(shù)結(jié)合的典范工程。6 結(jié)語 在我國，由于能源結(jié)構(gòu)比較單一， 所以必須尋求其他途徑來解決我國的能源 問題。而用長遠(yuǎn)的眼光來看， 那些化石燃料是不可能的， 而原子能這種不是很安 全的能源也是不可能的， 而恰恰太陽能是最好的選擇。 而就目前的技術(shù)來說， 實 現(xiàn)太陽能大眾應(yīng)用還是需要相當(dāng)長的一段時間， 通過利用太陽能來降低建筑總耗 能成本，實現(xiàn)建筑生態(tài)化是未來太陽能利用的發(fā)展趨勢。 由于建筑能耗所占的能 耗份額很大， 因此把太陽能利用與建筑節(jié)能有機的結(jié)合起來已勢在必行， 從而我 國的可持續(xù)發(fā)展事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：1 胡志領(lǐng). 我國太