太陽能建筑的應用與前景綜述

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論文關鍵詞：建筑節能太陽能建筑環保節能

論文摘要：文章闡述了建筑節能的范疇，提出了“太陽能建筑”這一概念，并簡要概括了大陽能建筑的結構類型及其應用模式。同時，太陽能建筑作為一項生態環保的綠色技術，符合我國可持續發展的能源方向，值得大力推廣

前言

隨著能源結構的逐步調整，世界各國都把能源問題放到了關系國際民生的戰略位置。我國從可持續發展、人與自然相和諧的戰略高度，提出了新能源建筑的理念，提出要積極開發和推廣利用可再生能源，如風能、太陽能、地熱能等。據專家估計，到21世紀中葉，可再生能源將占世界電力市場的3/5,燃料市場的2/5。而太陽能，在21世紀即將進人一個快速發展的階段，“太陽能經濟”將成為未來全球能源結構的主流方向之一。

1建筑節能的范疇

建筑節能，是指民用建筑在規劃、設計、建造和使用過程中，通過采用新型的節能電力電氣設備和新型墻體材料，執行建筑節能標準，加強建筑物用能設備的運行管理，合理設計建筑圍護結構的熱工性能，提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通道等電力電氣設備系統的運行效率，以及利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內熱環境質量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源的活動。

建筑節能體系(圖1)可以從兩個大方面來考慮:建筑本體節能和建筑設備節能。建筑本體節能主要體現在建筑規劃、設計、施工過程中，判斷節能與否主要看建筑是否采用新型節能建材、是否因地制宜利用自然能源，尤其是可再生能源，以及節能材料和可再生能源的使用率等等。建筑的設備節能則貫穿建筑的使用過程，涉及管理、優化和改造等細節方面，從空調、給排水、衛生、照明、電氣等末端設備入手，挖掘節能潛力，創造節能效果。

太陽能是典型的可再生能源，太陽能與建筑的結合體現在建筑的本體節能方面，但同時太陽能設備作為建筑設備的一種，在管理節能方面也具一定潛力。

2太陽能建筑的概念

太陽能建筑(SolarBuilding)，即用太陽能(SolarEner-gy)代替部分常規能源，為建筑物和居民提供采暖、熱水、空調、照明、通風、動力等一系列功能，以滿足或部分滿足人們的生活和生產的需要。所謂的太陽能建筑，其利用太陽能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供應均來自太陽能，常規能源消耗為零;從而真正做到環保清潔、綠色生態。

基于以上對太陽能建筑的定性分析，太陽能建筑的特點可以概括為3條:1)既舒適義健康;2)節約一次能源;3)減少對環境的破壞和污染。

3太陽能建筑的典型建筑結構類型

在倡導綠色能源、可持續發展的今天，太陽能作為最經濟、環保的能源之一，愈來愈受人們重視。目前太陽能建筑的典衛建筑結構類型有陽臺壁掛型(圖2),屋面貼合型(圖3)、集中供熱型(圖4)、集中分戶型(圖5>，等等。

太陽能建筑的宗旨是在不破壞建筑立面的前提條件下，注重太陽能系統的安全性、實用性和智能性。然而，在太陽能與建筑的結合問題上，綜合各方面考慮，目前仍存在諸多問題。

I)太陽能產品制造商，往往只強調產品的功能，而忽視了建筑的特點與要求，使太陽能產品與建筑物成為兩個獨立的部分;太陽能產品由于沒有與建筑設計相結合，因此會破壞原有建筑的整體外觀形象，進而破壞環境;而且目前的太陽能產品結構單一，建筑設計師即使在設計中考慮使用太陽能產品，也很難將太陽能產品有機地融人到設計中，使太陽能產品成為建筑設計中的“雞肋”。

2)建筑設計院，仍有不少建筑設計師缺乏綠色生態的理念，根本不考慮太陽能及其他綠色能源的使用，造成太陽能產品大都在建筑施工過程中臨時安裝，即“事后狀態”下安裝，結果影響到建筑群體，甚至整個城市的建筑風貌。

3)政府規劃機構，往往不能夠將綠色環保的理念和相關政策很好結合。雖然江蘇地區已出臺12層以下民用建筑必須安裝太陽能熱水器的強制性政策，但由于其它相關配套設施、標準的不完善，尤其是太陽能施工驗收標準一塊，仍存在爭議點。在一定程度上影響了太陽能產品的生產，導致推廣效果不好、范圍不廣。

針對以上問題，解決方案如下:(I)太陽能產品的生產商應更多地了解建筑設計的需求，開發推出多款適合建筑結構利用的系列和型號;(2)建筑師在設計初期，即將太陽能系統包含的所有內容都當作建筑不可或缺的元素加以考慮，使之成為建筑組成的一部分;(3)加強太陽能產品生產商、建筑師、政府機構的交流與溝通，從設計階段即將太陽能產品與建筑真正的融為一體，并配以后期的政府激勵政策、規范的市場引導機制，太陽能產品一定可以在建筑節能中發揮更大作用。在各領域的合作之下，太陽能建筑必將達到完美與和諧的統一。太陽能系統與建筑設計一體化的設計思路，也將得以持續和發展。

4太陽能建筑的典型應用模式

太陽能的應用，從技術途徑看，主要分為光一熱轉換技術和光一電轉換技術;從具體應用范圍看，主要有太陽能熱水供應、太陽能地板采暖、太陽能溫水游泳池(圖6)、太陽能空調、太陽能路燈(圖7)等5大系列。到目前為止，太陽能光一熱轉換技術發展已較為成熟，不僅可以提供人們生活所需熱水，還可解決取暖等問題;太陽能光一電轉換(圖8)具有較高的技術成分，發展與應用量較小，但是隨著光電轉化技術的進一步成熟，以及太陽能光一電板成本的進一步降低，太陽能應用必將具有更廣泛的空間和發展市場。

江蘇等地的一些示范小區率先采用太陽能熱水集中供熱系統(圖9)，其承壓運行、分戶供水、智能化系統已成了住宅小區的新賣點。還有一些示范小區，利用太陽能的初期光電轉換，使小區的門樓牌、指示牌、警示牌等白天吸光，夜晚發亮，既方便住戶晚間出人，又節約物管費用。另外，據有關方面統計:用電熱水器洗澡的費用約為0.62元/次，而利用太陽能熱水器的費用則僅為0.31元/次

5太陽能建筑的應用前景

1)應用空間大

我國具有豐富的太陽能資源，在正常發展和生態驅動發展兩種模式下，預測2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別占4.7%和10%。目前我國太陽能熱水器的保有量已超過6001)萬mz，而此數據的太陽能建筑僅占所有建筑1%

2)環保節能

根據美國環境總署EPA的統計數據、目前世界各國建筑能耗中排放的:約占全球排放總量的30%-40%。而人們對未來:在大氣中含量的預計是，如果不采取任何措施，50年后大氣中:的含量將會達到現在的3.5倍。眾所周知，國家推廣太陽能的目的是為了環保節能，而環保節能在另外一層意義上說就是盡量減少:的排放。換個概念，使用太陽能減少:排量與綠地吸收的效果相一致。據科學計算，可以總結出如下等式:1m=的太陽能集熱器“95.39kg標煤產生的熱量之70.11kg=19.475m2的草坪吸收力=0.779m2的落葉喬木吸收力==1.5m2的綠地吸收力。從以上數據，我們可以明顯地看出建筑應用太陽能的環保節能效應。

6結論

太陽能建筑異太陽能十建筑。綠色的設計理念對太陽能建筑來說尤為重要。建筑應該從設計一開始就將太陽能系統考慮為建筑不可分割的一個組成部分，將太陽能外露部件與建筑立面進行有機地結合，彰顯出太陽能建筑的特色。完美的太陽能建筑，應該從設計中就能品味出它獨特的建筑風格，體現出一種理性、高科技、時尚和未來的美。

綜上所述，在我國大力推廣太陽能建筑系統工程，實現太陽能與建筑一體化，需要在建筑的規劃、設計、建造、使用、維護以及改造等活動中，讓房地產開發商、太陽能企業、設計單位、政府監管部門形成共識，才能真正實現太陽能與建筑的完美結合。