時間：2023-07-20 09:21:29
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網為您精選了8篇太陽能節(jié)能技術，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關鍵詞： 建筑物節(jié)能 太陽能建筑 能源建筑物 綜合應用
建筑節(jié)能成為日益關切的大問題,當今社會十分關注建筑工程的能耗及建筑物使用過程中長期的能耗,因此要根據(jù)建筑設計的節(jié)能要求,尤其是利用太陽能建筑技術的推廣應用。
1建筑物的節(jié)能技術
建筑節(jié)能是技術進步的重要標志,新能源利用是實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。在目前條件下,建筑節(jié)能主要采取以下五項技術措施:
1.1減少建筑物的外表面積。建筑物的外表面積的衡量值是體形系數(shù)。控制建筑物體形系數(shù)的重點是平面設計,當平面凸凹過多,建筑物外表面積就會增加。如住宅建筑設計中,經常會遇到臥室及衛(wèi)生間開窗問題,由于衛(wèi)生間靠內開窗要凹進平面很多,無形中增加了建筑物外表面積,另外還有飄窗,曬臺等構造對節(jié)省能源很不利。所以對平面設計時,要綜合考慮多種因素,在滿足使用功能的同時,使建筑物體形系數(shù)控制在有合理效范圍內。另外在立面造型,層高控制方面也會影響到建筑物體形系數(shù)。進入21世紀許多高層建筑采取矩形平面及矩形組合,使建筑物外表面積相應減小,整體尺寸較和諧,也保持了建筑物的外觀,對建筑節(jié)能是有益的。體現(xiàn)了建筑設計理念的新思維。
1.2重視圍護結構體設計。建筑物的能源和熱工消耗,主要反映在外圍護結構上。圍護結構設計主要包括:選擇圍護結構材料和構造,確定圍護結構傳熱系數(shù),外墻受周邊冷熱橋影響下其平均傳熱系數(shù)的計算,圍護結構熱工性能指標及保溫層厚度的計算等。在外墻外側或者內側增設一定厚度的保溫材料,以提高墻體的保溫性能,是現(xiàn)階段墻體節(jié)能的重要措施。目前外墻保溫多數(shù)采用聚苯乙烯泡沫塑料板類材料。在施工過程中按照保溫材料的施工程序,加強保溫板的粘結及固定牢固,保證邊緣及底部的質量,才能達到保溫效果。同時屋面是熱量波動最大的部位,需要采取有效措施增加保溫隔熱效果和耐久性。
1.3合理控制窗墻面積比例。同自然環(huán)境接觸面大的還有外門窗。許多分析和試驗表明,門窗占全部熱能耗的50%左右。對門窗進行節(jié)能設計就會明顯提高節(jié)能效果。必須選擇熱阻值高的門窗框體材料。現(xiàn)在許多門窗框體材料常用塑料內襯托鋼架,斷熱鋁合金框,低輻射鍍膜中空玻璃。窗戶的氣密性要好,認真控制窗墻面積比例,北向不留大窗和飄窗,其它朝向也不宜使用飄窗。在工程實踐中,建筑物為了立面效果,許多住宅建筑采取大面積窗戶。在無法減小窗戶大面積的情況下,也要采取措施:如盡量把窗戶安排南側,增加窗戶的固定扇,加強框及扇邊緣的密封,根據(jù)規(guī)定進行權衡判斷計算,以達到建筑物的整體節(jié)能效率。
1.4加強其它部位的保溫隔熱措施。其它一些部位的保溫隔熱措施如地板,樓板,欄板及冷熱橋部位進行保溫隔熱處理。寒冷及嚴寒地區(qū)建筑物四周內外地面處理,不采暖樓梯間墻面及透光窗,單元門入口處理,陽臺樓地面及門窗口處理。需要引起注意的是:遇外界接觸的門要選擇保溫門,外飄窗要采用上下挑板及側板的,凡是遇外界接觸的板都必須進行保溫節(jié)能處理。現(xiàn)在建筑采用專門用的節(jié)能設計軟件,通過綜合計算滿足各項熱工指標。要根據(jù)熱工指標采取相應的構造措施,使建筑物整體達到節(jié)能要求。
1.5采取其它節(jié)能措施,綜合實現(xiàn)節(jié)能目標。另外采取其它一些節(jié)能控制措施如安裝熱量表,熱量控制開關等,使溫度保持均衡,也是減少能耗的必要手段。事實上建筑節(jié)能的主要內容除采暖空調外,應該包含通風,家用電氣,熱水及照明等。假如家庭所有電氣都是節(jié)能產品,那節(jié)能的潛力更大效果更明顯。
2太陽能建筑技術
【論文摘 要】 建筑節(jié)能是技術是反映一個國家先進的重要標志，新能源利用是實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。本文對建筑物的節(jié)能和太陽能建筑技術的推廣應用進行分析探討。
建筑節(jié)能成為日益關切的大問題，當今社會十分關注建筑工程的能耗及建筑物使用過程中長期的能耗，因此要根據(jù)建筑設計的節(jié)能要求，尤其是利用太陽能建筑技術的推廣應用。
1建筑物的節(jié)能技術
建筑節(jié)能是技術進步的重要標志，新能源利用是實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。在目前條件下，建筑節(jié)能主要采取以下五項技術措施:
1.1減少建筑物的外表面積。建筑物的外表面積的衡量值是體形系數(shù)。控制建筑物體形系數(shù)的重點是平面設計，當平面凸凹過多，建筑物外表面積就會增加。如住宅建筑設計中，經常會遇到臥室及衛(wèi)生間開窗問題，由于衛(wèi)生間靠內開窗要凹進平面很多，無形中增加了建筑物外表面積，另外還有飄窗，曬臺等構造對節(jié)省能源很不利。所以對平面設計時，要綜合考慮多種因素，在滿足使用功能的同時，使建筑物體形系數(shù)控制在有合理效范圍內。另外在立面造型，層高控制方面也會影響到建筑物體形系數(shù)。進入21世紀許多高層建筑采取矩形平面及矩形組合，使建筑物外表面積相應減小，整體尺寸較和諧，也保持了建筑物的外觀，對建筑節(jié)能是有益的。體現(xiàn)了建筑設計理念的新思維。
1.2重視圍護結構體設計。建筑物的能源和熱工消耗，主要反映在外圍護結構上。圍護結構設計主要包括:選擇圍護結構材料和構造，確定圍護結構傳熱系數(shù)，外墻受周邊冷熱橋影響下其平均傳熱系數(shù)的計算，圍護結構熱工性能指標及保溫層厚度的計算等。在外墻外側或者內側增設一定厚度的保溫材料，以提高墻體的保溫性能，是現(xiàn)階段墻體節(jié)能的重要措施。目前外墻保溫多數(shù)采用聚苯乙烯泡沫塑料板類材料。在施工過程中按照保溫材料的施工程序，加強保溫板的粘結及固定牢固，保證邊緣及底部的質量，才能達到保溫效果。同時屋面是熱量波動最大的部位，需要采取有效措施增加保溫隔熱效果和耐久性。
1.3合理控制窗墻面積比例。同自然環(huán)境接觸面大的還有外門窗。許多分析和試驗表明，門窗占全部熱能耗的50%左右。對門窗進行節(jié)能設計就會明顯提高節(jié)能效果。必須選擇熱阻值高的門窗框體材料。現(xiàn)在許多門窗框體材料常用塑料內襯托鋼架，斷熱鋁合金框，低輻射鍍膜中空玻璃。窗戶的氣密性要好，認真控制窗墻面積比例，北向不留大窗和飄窗，其它朝向也不宜使用飄窗。在工程實踐中，建筑物為了立面效果，許多住宅建筑采取大面積窗戶。在無法減小窗戶大面積的情況下，也要采取措施:如盡量把窗戶安排南側，增加窗戶的固定扇，加強框及扇邊緣的密封，根據(jù)規(guī)定進行權衡判斷計算，以達到建筑物的整體節(jié)能效率。
1.4加強其它部位的保溫隔熱措施。其它一些部位的保溫隔熱措施如地板，樓板，欄板及冷熱橋部位進行保溫隔熱處理。寒冷及嚴寒地區(qū)建筑物四周內外地面處理，不采暖樓梯間墻面及透光窗，單元門入口處理，陽臺樓地面及門窗口處理。需要引起注意的是:遇外界接觸的門要選擇保溫門，外飄窗要采用上下挑板及側板的，凡是遇外界接觸的板都必須進行保溫節(jié)能處理。現(xiàn)在建筑采用專門用的節(jié)能設計軟件，通過綜合計算滿足各項熱工指標。要根據(jù)熱工指標采取相應的構造措施，使建筑物整體達到節(jié)能要求。
1.5采取其它節(jié)能措施，綜合實現(xiàn)節(jié)能目標。另外采取其它一些節(jié)能控制措施如安裝熱量表，熱量控制開關等，使溫度保持均衡，也是減少能耗的必要手段。事實上建筑節(jié)能的主要內容除采暖空調外，應該包含通風，家用電氣，熱水及照明等。假如家庭所有電氣都是節(jié)能產品，那節(jié)能的潛力更大效果更明顯。
2太陽能建筑技術
太陽能建筑可分為主動式和被動式兩個類型。利用機械裝置收集和儲存太陽能，并在需要時向房間提供熱能的建筑，被稱為主動式太陽能建筑;根據(jù)當?shù)貧夂驐l件，在很少使用機械設備條件下，通過建筑物布局，構造處理，選擇性能好的熱工材料，使建筑物本身能夠吸收和儲存太陽能量，從而達到采暖， 空調，供熱水的建筑物，稱為被動式太陽能建筑。
太陽能建筑的平面布置應盡量將長邊作為南北方向。使集熱面處于正南方向正負30ο以內。并根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件及所處位置，做出恰當調整，以達到最佳的陽光照射效果。集熱和蓄熱墻間接受的熱是被動式太陽能建筑的一種形式。它充分利用南方向太陽輻射熱大的特點，在南向墻面上加設一層透光外罩，使透光外罩與墻體之間形成一道空氣層。為了使透光外罩內最大限度得到太陽照射，在空氣夾層內壁表面涂上吸熱材料。當太陽照射的時候加熱了空氣夾層內的空氣和墻體，這時吸收到的熱量分為兩部分。一部分氣體加熱后利用溫差壓形成氣流，通過與室內相連的上，下通風口，與室內空氣進行循環(huán)對流，從而使室內溫度上升;另一部分熱量使墻體受熱后，利用墻體的蓄熱能力貯存熱量，當夜晚到后氣溫降低時墻體蓄存熱向室內釋放，從而達到晝夜溫度適宜的程度。
當夏季高溫到來時，將透光外罩內的空氣層與室外連接的通風口開啟，與室內連接的通風口關閉。室外通風口上部通向大氣，下部通風口最好處于與周圍空氣溫度低的位置連接，如曬不上太陽陰涼處或地下空間。這樣當空氣層的溫度加熱后，氣流迅速向上部通風口處流動，將熱空氣排向室外，隨著空氣的不停流動，通過下部通風口的涼空氣進入空氣層，這時空氣層內的溫度低于室外溫度，室內熱氣通過墻體向空氣層散熱，從而達到夏季降低室溫的作用。
從被動式工作原理可以看出，材料性能在太陽能建筑中占有重要的位置。透光材料傳統(tǒng)使用的是玻璃，透光率一般達到65～85%之間，而現(xiàn)在使用的采光板，透光率達到92%。蓄熱用材料:采用一定厚度的墻體，或改變墻的材質，如采取水墻做蓄熱體以增加墻體的蓄熱量。另外設置貯熱間也是一種蓄熱方法，貯熱間的傳統(tǒng)作法是，將卵石堆放在貯熱間內，熱空氣流過貯熱間時加熱卵石，進入夜晚或是陰雨天，可將卵石散出的熱量再輸送到室內。由于被動式太陽能建筑簡單易行，太陽能建筑得到廣泛采用，如多層建筑，通信臺站，民宅等。現(xiàn)在高層建筑也采用這一原理:將玻璃幕墻分層設置，在外墻樓板上下聯(lián)接處設可控式進出通風口，這樣既采用了太陽能又美化了建筑立面，是太陽能技術的具體體現(xiàn)。
主動式太陽能建筑就是利用機械設備，將收集到的熱能輸送到各個房間。這樣就可以擴大太陽能的吸收面，如屋頂，坡面及院落等處凡是太陽光照射強的地方，都可以作為太陽能的吸收面。同時還可以在需要的地方設置貯熱間。這樣把采暖系統(tǒng)，熱水供應系統(tǒng)組合成一體，應用有效的熱能控制設備，使太陽能利用更加合理。
主動式太陽能采暖系統(tǒng)的運行過程是:該系統(tǒng)裝有兩臺風機，一臺是太陽能集熱器風機，另一臺為供熱風機。當依靠太陽輻射直接采暖時兩臺風機同時運行，使房間里的空氣直接進入太陽能集熱器。然后再回到房間，如陰雨天時間較長熱量較低時采用輔助加熱，此時貯熱間不工作。熱空氣系統(tǒng)使用電動風門控制氣流，當直接采暖時空氣控制器中兩個電動風門轉向使空氣流入房間位置。在太陽能集熱器出口處設熱水盤管可以使房間的熱水供應系統(tǒng)與太陽能采暖系統(tǒng)成為一體。
當太陽能集熱器收集到的熱量超過房間的需要時，集熱器風機開動而采暖機風機停止。通向房間的電動機門關閉。從太陽能集熱器出來的熱空氣向下流向貯熱間的卵石層，把熱量貯存在卵石里，直至卵石層全部被加熱，使貯熱間蓄熱達到飽和狀態(tài)。進入夜晚沒有太陽輻射時，就要從貯熱間里取熱。此時關閉空氣控制器中第一個電動風門，打開第二個電動風門，啟動供暖風機，使室內的空氣循環(huán)由下向上通過貯熱間卵石層加熱，再返回到供暖調節(jié)系統(tǒng)。當貯熱間有充足的熱量時，進入空氣調節(jié)器的空氣溫度只比從太陽能集熱器直接出來的氣溫低一些。這一循環(huán)過程將持續(xù)到貯熱間卵石層的熱量差不放完。然后若是設有附助加熱器時，要啟動附助加熱器。如果貯熱間蓄熱達到飽和狀態(tài)或者夏季無采暖要求時，太陽能集熱器仍然工作，用于加熱使用熱水供給系統(tǒng)。
太陽能建筑種類較多，工作原理基本相似。有的建筑以水為媒介進行熱交換。這樣系統(tǒng)內的所有設備在同樣熱效應下，體積減小同時還可以與其它能源共同使用一個熱水系統(tǒng)。這是用水做媒介的最大優(yōu)點。另一種能源是利用地熱做熱源，工作過程是將地下水熱量提取后，通過采暖系統(tǒng)將熱量送到房間，制冷時反向運行，工作原理如同空調機組。其不足是機組連續(xù)工作時間較長時，熱量可能供應不足。因此在地熱資源豐富地方比較適用。
3能源建筑物的期望
太陽能的集取只能在有太陽的時候才能進行，陰天及夜晚是采集不到熱量的，因此采集的熱量也是有限，但是陰雨天及夜間往往是需要熱量的時間，這就影響了太陽能建筑的發(fā)展。如果把地熱資源與太陽能結合起來使用，取長補短，采取有效技術措施轉換能源，合理的熱控技術，優(yōu)良的熱工材料，那么，環(huán)保節(jié)能的新型建筑會得到大力發(fā)展。由此可見，環(huán)保節(jié)能的應用是一個綜合性很強的技術，要想得到大力發(fā)展還要解決一些具體問題。
3.1節(jié)能措施要切實可行:新能源的利用是以節(jié)能措施為依托的應用，建筑圍護結構的保溫性能就顯得非常重要。因此，外墻及外門窗，凡是與外界接觸的梁，樓板部部位也要采取保溫，這是冷橋部位。總之要滿足規(guī)范，規(guī)程及行業(yè)保溫要求。
3.2要解決好熱能綜合利用控制技術;而單獨的太陽能，地熱能的利用都有一定局限性。新能源的利用要根據(jù)當?shù)刈匀毁Y源狀況，進行綜合應用才有效果。再加上必要的輔助熱源，才能保證正常的供熱。而綜合控制技術是根據(jù)建筑物室內溫度需求和熱源的供應情況，自動轉換對房間的熱量供給，達到溫度的穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)在自動化控制技術的進步，熱工材料，熱交換設備，熱電氣元件功能，解決這些技術是完全可能的。
3.3節(jié)能和新能源中最佳選擇仍然是太陽能，而節(jié)能和太陽能的應用對建筑物的外觀有一些影響，為此在建筑物設計中，處理好建筑物立面，屋頂收集熱源的外觀構造，不僅關系到熱效率，同時也是關系到建筑物的整體效果。
綜上所述，建筑節(jié)能是技術進步的重要標志，新能源利用是實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，也是世界上所有國家采取的節(jié)能措施。在今后的發(fā)展中，太陽能的應用和新型的節(jié)能建筑，只能以最低的能量消耗，使居住環(huán)境更舒適，更清浩，而節(jié)能及社會效益更好。
【關鍵詞】建筑物節(jié)能;太陽能建筑;能源建筑物;綜合應用
1.建筑物的節(jié)能技術
建筑節(jié)能是技術進步的重要標志,新能源利用是實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。在目前條件下,建筑節(jié)能主要采取以下五項技術措施:
1.1減少建筑物的外表面積
建筑物的外表面積的衡量值是體形系數(shù)。控制建筑物體形系數(shù)的重點是平面設計,當平面凸凹過多,建筑物外表面積就會增加。如住宅建筑設計中,經常會遇到臥室及衛(wèi)生間開窗問題,由于衛(wèi)生間靠內開窗要凹進平面很多,無形中增加了建筑物外表面積,另外還有飄窗,曬臺等構造對節(jié)省能源很不利。所以對平面設計時,要綜合考慮多種因素,在滿足使用功能的同時,使建筑物體形系數(shù)控制在有合理效范圍內。另外在立面造型,層高控制方面也會影響到建筑物體形系數(shù)。
1.2合理控制窗墻面積比例
同自然環(huán)境接觸面大的還有外門窗。許多分析和試驗表明,門窗占全部熱能耗的50%左右。對門窗進行節(jié)能設計就會明顯提高節(jié)能效果。必須選擇熱阻值高的門窗框體材料。現(xiàn)在許多門窗框體材料常用塑料內襯托鋼架,斷熱鋁合金框,低輻射鍍膜中空玻璃。窗戶的氣密性要好,認真控制窗墻面積比例,北向不留大窗和飄窗,其它朝向也不宜使用飄窗。在工程實踐中,建筑物為了立面效果,許多住宅建筑采取大面積窗戶。在無法減小窗戶大面積的情況下,也要采取措施:如盡量把窗戶安排南側,增加窗戶的固定扇,加強框及扇邊緣的密封,根據(jù)規(guī)定進行權衡判斷計算,以達到建筑物的整體節(jié)能效率.
1.3重視圍護結構體設計
建筑物的能源和熱工消耗,主要反映在護結構上。圍護結構設計主要包括:選擇圍護結構材料和構造,確定圍護結構傳熱系數(shù),外墻受周邊冷熱橋影響下其平均傳熱系數(shù)的計算,圍護結構熱工性能指標及保溫層厚度的計算等。在外墻外側或者內側增設一定厚度的保溫材料,以提高墻體的保溫性能,是現(xiàn)階段墻體節(jié)能的重要措施。目前外墻保溫多數(shù)采用聚苯乙烯泡沫塑料板類材料。在施工過程中按照保溫材料的施工程序,加強保溫板的粘結及固定牢固,保證邊緣及底部的質量,才能達到保溫效果。同時屋面是熱量波動最大的部位,需要采取有效措施增加保溫隔熱效果和耐久性。
2.太陽能建筑技術
太陽能建筑可分為主動式和被動式兩個類型。利用機械裝置收集和儲存太陽能,并在需要時向房間提供熱能的建筑,被稱為主動式太陽能建筑;根據(jù)當?shù)貧夂驐l件,在很少使用機械設備條件下,通過建筑物布局,構造處理,選擇性能好的熱工材料,使建筑物本身能夠吸收和儲存太陽能量,從而達到采暖, 空調,供熱水的建筑物,稱為被動式太陽能建筑。
太陽能建筑的平面布置應盡量將長邊作為南北方向。使集熱面處于正南方向正負30°以內。并根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件及所處位置,做出恰當調整,以達到最佳的陽光照射效果。集熱和蓄熱墻間接受的熱是被動式太陽能建筑的一種形式。它充分利用南方向太陽輻射熱大的特點,在南向墻面上加設一層透光外罩,使透光外罩與墻體之間形成一道空氣層。為了使透光外罩內最大限度得到太陽照射,在空氣夾層內壁表面涂上吸熱材料。當太陽照射的時候加熱了空氣夾層內的空氣和墻體,這時吸收到的熱量分為兩部分。一部分氣體加熱后利用溫差壓形成氣流,通過與室內相連的上,下通風口,與室內空氣進行循環(huán)對流,從而使室內溫度上升;另一部分熱量使墻體受熱后,利用墻體的蓄熱能力貯存熱量,當夜晚到后氣溫降低時墻體蓄存熱向室內釋放,從而達到晝夜溫度適宜的程度。
當夏季高溫到來時,將透光外罩內的空氣層與室外連接的通風口開啟,與室內連接的通風口關閉。室外通風口上部通向大氣,下部通風口最好處于與周圍空氣溫度低的位置連接,如曬不上太陽陰涼處或地下空間。這樣當空氣層的溫度加熱后,氣流迅速向上部通風口處流動,將熱空氣排向室外,隨著空氣的不停流動,通過下部通風口的涼空氣進入空氣層,這時空氣層內的溫度低于室外溫度,室內熱氣通過墻體向空氣層散熱,從而達到夏季降低室溫的作用。
從被動式工作原理可以看出,材料性能在太陽能建筑中占有重要的位置。透光材料傳統(tǒng)使用的是玻璃,透光率一般達到65～85%之間,而現(xiàn)在使用的采光板,透光率達到92%。蓄熱用材料:采用一定厚度的墻體,或改變墻的材質,如采取水墻做蓄熱體以增加墻體的蓄熱量。另外設置貯熱間也是一種蓄熱方法,貯熱間的傳統(tǒng)作法是,將卵石堆放在貯熱間內,熱空氣流過貯熱間時加熱卵石,進入夜晚或是陰雨天,可將卵石散出的熱量再輸送到室內。由于被動式太陽能建筑簡單易行,太陽能建筑得到廣泛采用,如多層建筑,通信臺站,民宅等。現(xiàn)在高層建筑也采用這一原理:將玻璃幕墻分層設置,在外墻樓板上下聯(lián)接處設可控式進出通風口,這樣既采用了太陽能又美化了建筑立面,是太陽能技術的具體體現(xiàn)。
主動式太陽能建筑就是利用機械設備,將收集到的熱能輸送到各個房間。這樣就可以擴大太陽能的吸收面,如屋頂,坡面及院落等處凡是太陽光照射強的地方,都可以作為太陽能的吸收面。同時還可以在需要的地方設置貯熱間。這樣把采暖系統(tǒng),熱水供應系統(tǒng)組合成一體,應用有效的熱能控制設備,使太陽能利用更加合理。
3.能源建筑物的期望
太陽能的集取只能在有太陽的時候才能進行,陰天及夜晚是采集不到熱量的,因此采集的熱量也是有限,但是陰雨天及夜間往往是需要熱量的時間,這就影響了太陽能建筑的發(fā)展。如果把地熱資源與太陽能結合起來使用,取長補短,采取有效技術措施轉換能源,合理的熱控技術,優(yōu)良的熱工材料,那么,環(huán)保節(jié)能的新型建筑會得到大力發(fā)展。由此可見,環(huán)保節(jié)能的應用是一個綜合性很強的技術,要想得到大力發(fā)展還要解決一些具體問題。
3.1節(jié)能措施要切實可行
新能源的利用是以節(jié)能措施為依托的應用,建筑圍護結構的保溫性能就顯得非常重要。因此,外墻及外門窗,凡是與外界接觸的梁,樓板部部位也要采取保溫,這是冷橋部位。總之要滿足規(guī)范,規(guī)程及行業(yè)保溫要求。
3.2要解決好熱能綜合利用控制技術
關鍵詞：建筑節(jié)能；太陽能技術；應用；有效性
太陽能是一種可再生的、清潔的、分布廣泛的、免費的能源。人類對太陽能的利用有悠久的歷史。太陽能利用主要包括太陽能熱利用和太陽能光利用。太陽能熱利用應用很廣，如太陽能熱水、供暖和制冷、太陽能淡化海水、太陽能熱動力發(fā)電等。太陽能光利用主要是太陽能發(fā)電和太陽能制氫。由于常規(guī)能源短缺，在世界各國政府的大力支持下，作為可再生能源主力的太陽能將在全球能源供應中扮演越來越重要的角色。
一、太陽能技術在建筑中的應用類型
（一）太陽能熱利用技術
1、采暖系統(tǒng)
現(xiàn)階段主要采用的太陽能采暖中，被動式采暖應用的范圍相對于主動式采暖更大。采用太陽能采暖方式可以有效地降低采暖過程中的環(huán)境污染問題，并且采暖的成本較低，噪音影響小。但是受天氣的限制較大，整體熱能轉換效率相對較低。在陰雨天氣或者夜間，整體采暖效果欠佳。解決方案是配合其他類型的采暖來滿足室內采暖需求。在采暖中應用太陽能技術，其技術的研究重點就是利用率的提高和回收期的減少。
2、太陽能熱水系統(tǒng)
目前，太陽能熱水系統(tǒng)在綠色建筑中得到了廣泛應用，國家已在某些省市強制要求12層以下的建筑必須使用該系統(tǒng)。建筑行業(yè)的大趨勢就是以低能耗、低污染為基點的綠色經濟模式，太陽能資源正具備很大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ趪艺叩拇罅Ψ龀窒拢A計到2020年，全國太陽能熱水系統(tǒng)總集熱面積將達到3億平方米。我國太陽能資源豐富，年平均總日照小時數(shù)比較充裕，足以說明太陽能熱水系統(tǒng)在未來有著美好的發(fā)展前景和利用空間，希望該系統(tǒng)能與綠色建筑緊密結合，能夠使建筑節(jié)省更多的能源，促進綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展。從整體而言，中國太陽能光熱利用在全世界所占的比例都比較大。
3、太陽能冷氣空調系統(tǒng)
太陽能輻射量變化幾乎與冷氣空調負載或電力尖峰負載同步，因此太陽能制冷空調系統(tǒng)的發(fā)展一直被重視，也能將目前國內太陽熱能系統(tǒng)偏重于盥洗應用的市場，拓增至冷卻空調應用市場領域。現(xiàn)階段使用熱能驅動的空調系統(tǒng)其熱源主要來自鍋爐、氣電共生、引擎廢棄以及太陽熱能等。其系統(tǒng)運行由于無機械式耗能的壓縮機，只有冰水泵、冷卻水泵以及熱水泵，其特性是結構簡單、運轉安靜、維護簡單、制冷成本低廉以及節(jié)約能源等。熱能驅動的空調系統(tǒng)并無使用CFCs（氟氯碳）化合物作為冷媒，無污染環(huán)境的問題，是具環(huán)保概念的空調系統(tǒng)。
（二）太陽能發(fā)電技術
利用太陽能電池，光伏發(fā)電可以借助半體界面具備的光生伏特特點，實現(xiàn)光能向電能的直接轉變。在串聯(lián)太陽能電池之后，展開封裝保護工作，可以組成大面積的太陽能電池構件，并結合功率控制設備構成光伏發(fā)電裝置。光伏行業(yè)方面要結合自身豐富的發(fā)展經驗，適當擴大生產量與生產規(guī)模，并降低成本。其中，發(fā)電成本需要具體參考經濟使用年限、整體系統(tǒng)價格、利率、運行費用與維護、保險費用等因素，對成本造價進行合理預算。
現(xiàn)階段，我國現(xiàn)代居民住宅區(qū)內部的工程照明系統(tǒng)，選用太陽能發(fā)電為輔電源。通過太陽能發(fā)電，在一定程度上實現(xiàn)了對能源消耗量的降低，同時降低了太陽輻射能帶來的影響，實現(xiàn)了對生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化與保護。此外，太陽能熱發(fā)電內容主要是將太陽輻射能直接轉變?yōu)闊崮埽缓罄脽崮苓M行發(fā)電，在建筑節(jié)能技術方面同樣得到廣泛應用。
二、提高節(jié)能建筑中太陽能技術應用有效性對策
首先，政府應當及時出臺支持發(fā)展太陽能技術發(fā)展，和鼓勵太陽能技術應用于建筑中的政策，并給予資金和技術支持，還要推動提高民眾的節(jié)能環(huán)保意識，使其更樂意接受和使用太陽能產品。其次，提高民眾對太陽能技術的支持度，不僅需要政府的努力，社會組織通過動員活動，提高民眾對能源的保護意識，對太陽能技術的了解，以及對太陽能技術應用于建筑的支持。最后，建筑行業(yè)及太陽能行業(yè)應該加強聯(lián)系和交流，共同探討出合適的建筑項目，以推動太陽能技術在建筑中的應用；建筑人員應該主動了解更多太陽能技術，太陽能技術研究人員應該對我國不同地區(qū)、不同類型的建筑都有充分的了解，結合不同建筑的功能需求和設計生產出合適的太陽能產品，推動其應用在建筑中。
三、結語
總而言之，我國的許多行業(yè)都會消耗大量的能源與資源，這導致我國能源儲備受到威脅，必須要尋找新能源來緩解能源消耗的壓力。從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，太陽能作為一種清潔的可再生能源，具有不容低估的生命力和廣闊市場，在建筑節(jié)能中充分利用好太陽能有著重要而現(xiàn)實的意義。隨著太陽能建筑一體化技術的發(fā)展，太陽能在現(xiàn)代城市建筑中的利用將朝著功能化、美觀化和生態(tài)化的方向發(fā)展。
參考文獻：
[1]劉純.集中太陽能系統(tǒng)在居住建筑中的應用[J].山西建筑，2017，
09：184-185.
[2]柳強，王克周，吳志云，楊宏亮，楊瀅.基于太陽能節(jié)能建筑系統(tǒng)的設計與研究[J].建材與裝飾，2016，47：114-115.
[3]淮建峰.太陽能住宅建筑設計研究評述[J].四川水泥，2016，09：92.
關鍵詞：智能建筑，光電建筑，太陽能，新能源
Abstract: with the green building continuously thorough popular feeling, low energy consumption and low pollution, the construction of the new type of intelligent building and environmental protection and photoelectric building has become the social issues of common concern. In this paper, the solar energy technology in the green building energy saving design are studied, and the solar energy technology in our country the future development of green architecture is made in this paper.
Keywords: intelligent building, photoelectric buildings, solar energy, new energy
中圖分類號：TK511文獻標識碼：A 文章編號：
隨著社會經濟的不斷發(fā)展，人們對降低建筑能耗的重要性。采用新型的建筑節(jié)能技術，可以減輕建筑污染，改善建筑熱環(huán)境，實現(xiàn)建筑業(yè)的綠色發(fā)展的重要途徑。由傳統(tǒng)的高消耗型發(fā)展模式轉向節(jié)能環(huán)保型模式成為必然的趨勢，綠色建筑的概念應運而生。
綠色建筑，是指在建筑物的全生命周期中，最少程度地占有和消耗地球資源，最小且高效率地使用能源，最少產生廢棄物并最少排放有害環(huán)境物質，成為與自然和諧共生、有利生態(tài)系統(tǒng)與人居系統(tǒng)共同安全、健康且滿足人類功能需求、心里需求、生理需求及舒適度需求的可持續(xù)建筑物。因此，以太陽能光電技術為首的新能源在綠色建建筑中的應用，得到了人們廣泛的重視。
一、太陽能光電技術簡介
太陽能作為一種全新的清潔能源，在綠色建筑中，主要可以從光熱轉換技術或光電轉換技術兩條路徑應用。目前，光熱轉換技術已經較為成熟，太陽能熱水供應系統(tǒng)、太陽能溫水游泳池系統(tǒng)和太陽能地板采暖系統(tǒng)等已經得到了廣泛的應用，解決了人們生活的熱水和取暖等問題。
隨著太陽能光電轉換技術的進一步成熟，以及太陽能光電板成本的進一步降低，太陽能光電建筑必然也將逐漸走入人們的生活。太陽能光電建筑，是指從規(guī)劃、設計、施工到使用過程中，將太陽能利用設施與建筑有機結合起來，使光伏發(fā)電材料成為建筑體的有機組成部分。其中，建筑內照明、空調及生活所需的大部分能源依靠其自身的太陽能光伏發(fā)電材料產生的能源來滿足，基本擺脫對常規(guī)能源的依賴，做到能源消耗既清潔又環(huán)保。
太陽能光伏發(fā)電被公認為一種極好的新型替代能源，它的開發(fā)利用有利于降低二氧化碳的排放，保護環(huán)境。在很多國家，如，美國、日本、印度、中國等，都在研究將太陽能發(fā)電和建筑結合起來的利用形式，并相繼開發(fā)出光伏太陽能建筑。1997年美國和歐洲相繼宣布“百萬屋頂光伏計劃”，而日本在1997年僅用于補貼屋頂光伏計劃的經費就高達9200萬美元。
近年來，國家對新能源利用的政策不斷出臺，促使太陽能、風能、光熱發(fā)電等一系列新能源產業(yè)日益興起，尤其是對太陽能的開發(fā)利用更是備受人們的關注。但由于太陽能產業(yè)尚未規(guī)模化，太陽能技術還不十分成熟，從而導致太陽能光電建筑的成本較高，這是制約太陽能建筑發(fā)展的主要因素。
二、太陽能光電技術在建筑節(jié)能中設計
光伏與建筑的結合有如下兩種方式，都可以通過并網逆變器、控制裝置與公共電網聯(lián)接起來組成并網發(fā)電系統(tǒng)。一種是建筑與光伏系統(tǒng)相結合，把封裝好的的光伏組件（平板或曲面板）安裝在居民住宅或建筑物的屋頂上，組成光伏發(fā)電系統(tǒng)；另外一種是建筑與光伏器件相結合，是將光伏器件與建筑材料集成化，用光伏器件直接代替建筑材料，即光伏建筑一體化（BIPV），如將太陽光伏電池制作成光伏玻璃幕墻、太陽能電池瓦等，這樣不僅可開發(fā)和應用新能源，還可與裝飾美化合為一體，達到節(jié)能環(huán)保效果，是今后的發(fā)展光伏建筑一體化的趨勢。
1、光伏并網發(fā)電方式
光伏并網發(fā)電設計太陽能光伏并網發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、并網逆變器、計量裝置及配電系統(tǒng)組成。 目前，太陽能光電建筑的發(fā)電系統(tǒng)設計容量可以從幾千瓦到幾百千瓦，甚至上兆瓦，由于國內的光伏與建筑結合形式各種各樣，設備的選型需根據(jù)光伏陣列安裝的實際情況（如組件規(guī)格、安裝朝向等）進行優(yōu)化設計，大致可分為。集中式并網發(fā)電和分布式并網發(fā)電兩種并網發(fā)電方式。其中前者適合于在建筑物上安裝朝向相同且規(guī)格相同的光伏陣列，在電氣設計時，采用單臺逆變器集中并網發(fā)電方案實現(xiàn)聯(lián)網功能。后者適合于在建筑物上安裝不同朝向或不同規(guī)格的的光伏陣列，在電氣設計時，可將同一朝向且規(guī)格相同的光伏陣列通過單臺逆變器集中并網發(fā)電，采用多臺逆變器分布式并網發(fā)電方案實現(xiàn)聯(lián)網功能。
2、光伏陣列的設計
并網發(fā)電系統(tǒng)的光伏陣列設計需要考慮以下幾點：
（1）光伏陣列朝向。光伏陣列正向赤道是其獲得最多太陽輻射能的主要條件之一。一般情況下，方陣朝向正南。系統(tǒng)的光伏陣列處于北半球，一般應按正南偏西。
（2）光伏陣列傾角。在并網發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列相對于水平面的傾斜角度一般應該按照使陣列獲得全年最多太陽輻射能的設計原則。電池板廠商將根據(jù)不同地區(qū)的地理位置及氣象環(huán)境，會提供最佳的安裝角度。
（3）光伏組件串聯(lián)設計。逆變器在并網發(fā)電時，光伏陣列必須實現(xiàn)最大功率點跟蹤控制，以便光伏陣列在任何當前日照下不斷獲得最大功率輸出。在設計光伏組件串聯(lián)數(shù)量時，應注意接至同一臺逆變器的光伏組件的規(guī)格類型、串聯(lián)數(shù)量及安裝角度應保持一致。此外，需考慮光伏組件的最佳工作電壓和開路電壓的溫度系數(shù)，串聯(lián)后的光伏陣列的最佳工作電壓應在逆變器范圍內，開路電壓應低于逆變器輸入電壓的最大值。
（4）光伏系統(tǒng)的避雷技術要求。對于光伏系統(tǒng)的避雷設計，主要考慮直擊雷和感應雷的防護：光伏陣列安裝在室外，當雷電發(fā)生時可能會受到直擊雷的侵入，直擊雷的防護通常都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網或金屬物件作為接閃器，將雷電流接收下來，并通過作引下線的金屬導體導引至埋于大地起散流作用的接地裝置再泄散入地。感應雷的防護需要考慮太陽能電池板四周鋁合金框架與支架應等電位接地，以及交直流輸電線路和逆變器等感應雷的防護，防護措施可采用防雷保護器。防雷防護國家現(xiàn)在還沒有專門針對光伏系統(tǒng)的設計規(guī)范，在項目設計時是要委托專業(yè)的設計單位來設計。
3、接入電網方案
光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的電網接入有低壓接入和高壓接入兩種方案。前者中，并網系統(tǒng)接入三相400V或單相230V低壓配電網，通過交流配電線路給當?shù)刎摵晒╇姡Ｓ嗟碾娏︷伻牍秒娋W。根據(jù)是否允許向公用電網逆向發(fā)電來劃分，分為可逆流并網系統(tǒng)和不可逆流并網系統(tǒng)。后者中，并網系統(tǒng)通過升壓變壓器接入10KV或 35KV 高壓電網，升壓并網系統(tǒng)應采用單獨的上網變壓器，向上級電網輸電。高壓并網發(fā)電系統(tǒng)應由供電部門進行接入系統(tǒng)的設計，高、低壓開關柜應設有開關保護、計量和防雷保護裝置，實際并網的發(fā)電量應在高壓側計量。
4、系統(tǒng)的安全性設計
太陽能光電建筑設計時，安全性設計有幾點需要注意：屋頂和建筑作為安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)的場所，要有荷重（自重、積雪、風壓）的承能力。陣列的安裝考慮到漏雨的問題，確保不給房屋系統(tǒng)造成破壞。支架等安裝材料的耐用性。太陽能組件到室內的配線性能及保護方法。施工作業(yè)的安全防護。系統(tǒng)的防雷安全保護措施。
三、太陽能光電技術的應用前景
目前，我國太陽能光電建筑的建設已經得到了大量的發(fā)展：上海世博會中國館就是太陽能光電建筑一體化工程，中國館的太陽能裝機容量達302千瓦，主題館屋頂?shù)奶柲芸傃b機容量高達2825千瓦，有望成為亞洲單體建筑中最大的光伏建筑一體化電站。當前，隨著太能能儲能技術和太陽能電池技術的不斷進步，太陽能光電技術必然能在建筑中有更加廣闊的應用前景。
參考文獻
關鍵詞：太陽能；建筑；節(jié)能
引言
作為世界第一的人口大國，我國人口早已超過13億的界限。人口的增加帶來的是資源的使用和能源的消耗。人們日常當中的衣食住行全都是靠能源來支撐的。尤其是近幾年，國內經濟的強勢崛起，人們對于生活品質的更高要求也使得各個方面的能源耗費加劇。
建筑房屋一直是我國能源消耗的一大方面。不管是商業(yè)建筑、公用建筑還是居民生活建筑的日常能源消耗都隨著科技的發(fā)展及人們對于生活的更高要求而不斷增加。當今建筑所消耗能源多數(shù)為傳統(tǒng)的化石能源或者由化石能源轉變而成的二次能源。這直接地后果就是導致地球的能源儲備量急劇減少。而且不合理的利用也造成了環(huán)境的惡化。比如前幾年較為嚴重的沙塵暴現(xiàn)象和近年來全國引起廣泛關注的霧霾現(xiàn)象。積極尋求清潔能源在我國就顯得尤為重要。
太陽能是地球生態(tài)系統(tǒng)正常運轉的源泉。具有清潔、覆蓋面積廣、可再生等特點。根據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國年接受的太陽能總量約為3.6×1022 J。與1.2×107kg的標準煤所含熱量差不多。我國有66.7%的地面面積可接受3340～8400 MJ/m2的日照熱量。每天日照市場6h以上。因此，探索太陽能的利用技術，將其與房屋建筑相結合，提高其對清潔能源的利用，可有效降低我國能源利用結構。對我國未來發(fā)展具有巨大的影響。
一、建筑節(jié)能的綜述
1、 建筑節(jié)能的定義
在一開始提出建筑節(jié)能的概念，狹義上僅僅指的是保存房屋建筑當中的熱量。隨著科技的發(fā)展，建筑耗能越來越多。建筑節(jié)能逐漸轉變?yōu)閺V義上的提高建筑整體能源利用。節(jié)能方向主要為建筑房屋內照明燈電器節(jié)能、制冷節(jié)能、供熱節(jié)能、炊事節(jié)能等。
2、建筑節(jié)能的技術方法
房屋建筑是由多重系統(tǒng)相互滲透組成的一個復雜整體。其中包括采暖系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)，供電系統(tǒng)等。對其進行節(jié)能改造涉及到各個方面。其中主要的有建筑物的通風或保溫節(jié)能，供熱制冷系統(tǒng)的優(yōu)化，以及省電節(jié)能優(yōu)化。完成既定的建筑節(jié)能目標需要從最初的方案制定、后期施工到完成后的再優(yōu)化等多個方面進行。最終要做到整個建筑的熱量交換合理。具體可以從以下幾方面入手：完善節(jié)能指標評價方案；合理組建低能耗運行系統(tǒng)；尋找其他的冷源或者熱源；進行智能調控系統(tǒng)的設計等。
二、太陽能利用技術概況
1、太陽能發(fā)電技術
從上世紀末開始，各國科學家積極尋求新能源。在此過程中，對太陽能的利用突飛猛進，尤其是將其轉化為電能，使其得到更廣利用的技術。目前的太陽能發(fā)電主要從兩個方面進行：光伏發(fā)電和熱發(fā)電。
1.1、太陽能光伏發(fā)電。太陽能光伏發(fā)電分為兩種：離網與并網。兩者均已在相應的領域投入了使用。并且初步形成了商業(yè)利用的規(guī)模。并網發(fā)電尤其是屋頂并網技術使得太陽能發(fā)電范圍大大提高。同時所發(fā)電量不需要架設過長的線路來進行輸送。節(jié)約了配電過程的消耗。該離散發(fā)電技術在歐美日韓等發(fā)達國家的成功嘗試使其得到了全世界范圍內各國國家的認可。各國政府均出臺相關的法律法規(guī)促進其發(fā)展與運用。據(jù)相關數(shù)據(jù)預測，50年后全球25%的電量有屋頂并網太陽能發(fā)電供應。該技術的目前的缺點是建立發(fā)電系統(tǒng)的過程復雜，光伏電池板等設備的建造成本過高。無法長時間持續(xù)發(fā)電。
1.2、太陽能熱發(fā)電。該技術剛剛處于研究、發(fā)展與實驗階段。根據(jù)其技術特點的不同系統(tǒng)可分為槽式、塔式和碟式。進入新千年開始，歐美發(fā)達國家相繼從政策上推進太陽能熱發(fā)電開發(fā)與應用。根據(jù)現(xiàn)在的發(fā)展進度，十年以后可能實現(xiàn)該技術的商業(yè)化應用。
2、太陽能熱利用技術
在我國利用太陽能熱能利用早已形成了大規(guī)模的商業(yè)利用。不管是在城市還是農村，隨處可見各種太陽能熱水器。但是在我國的太陽能熱利用基本上局限于利用太陽能來加熱水。為居民提供生活用水。這與發(fā)達國家相比還是有一定的區(qū)別的。在歐美等國家，除了供應熱水之外，還將太陽能作為建筑采暖供暖系統(tǒng)的熱源之一。
3、太陽能空調技術
目前，發(fā)達國家研究比較成熟。已進行商業(yè)運用的太陽能空調為溴化鋰吸收式制冷機。由于其規(guī)模無法做小，所以只能在商場等的中央空調制冷系統(tǒng)中運用。我國相關的研究僅僅處于起步階段，成果較少，發(fā)展空間較大。
三、太陽能在建筑節(jié)能領域的運用進展
太陽能基本從兩方面運用于建筑房屋領域：光伏發(fā)電和光熱轉換利用。光伏發(fā)電的原理是將不易利用的光能通過光電原理轉化為可以廣泛應用的電能。從發(fā)展空間來說，該技術為建筑房屋自主供應所需能源提供了可能性。但是就目前的技術與材料來說，成本太高，投入較大。光熱技術的原理是將光能轉化為熱能再利用。如利用太陽能換熱器加熱生活用水，太陽能熱源供熱等。未來太陽能與建筑節(jié)能的發(fā)展方向可為兩者進行一體化結合。太陽能與建筑一體化指的是將光伏電池板或熱轉換設備進行針對性設計，使其適應于特定建筑房屋，實現(xiàn)兩者的合一。該技術關鍵在于將太陽能設備重新改進。最終使其作為建筑物的一個組成構件。
1、太陽能和建筑一體化的優(yōu)點
首先，兩者結合可以減少建筑房屋對于傳統(tǒng)能源的依賴。改變我國能源結構，降低對于化石燃料的耗費。最終一定程度上優(yōu)化我國的環(huán)境。
其次，太陽能與建筑的一體化設計可以減少太陽能轉化設備的占地。緩解我國的土地資源緊張問題。
再次，一體化的設計可以將兩者融為一體。使得太陽能設備與建筑物看起來較為協(xié)調。達到建筑物的外觀美化效果。最終實現(xiàn)整個城市市容市貌的整齊協(xié)調。
最后，兩者的一體化設計可以合理安排光電光熱轉換設備在整棟建筑當中的合理位置。縮短能源轉換后的傳遞過程。提高最終的能源利用率。
2、太陽能和建筑一體化的具體發(fā)展
2.1、未來一段時間，我國太陽能建筑的首要目標即使實現(xiàn)建筑房屋與熱水器的融合。我國現(xiàn)階段對于太陽能的利用最廣的方向是光熱轉換。而為了實現(xiàn)光熱轉換的高效化，以及考慮到建筑及市容市貌的美化，在建筑建設之前就進行一體化的設計整合已經勢在必行。
2.2、我國的太陽能光電轉換科研工作剛剛展開。離太陽能發(fā)電的商業(yè)化大規(guī)模應用還有較長的路要走。但是在未來的研究與發(fā)展過程中可以嘗試提前進行一體化的設計。比如研究BIPV系統(tǒng)。將建筑與光伏電池板做到一體化。該系統(tǒng)的優(yōu)點在于將電池板協(xié)調整合到外墻或者建筑房屋頂端。既有普通的光電轉換功能，也是建筑物不可分割的組成部分。
結論
隨著科技發(fā)展，各國對于能源的要求不斷增加。而地球上化石能源面臨著不斷地消耗已接近枯竭。尤其對于能源緊張的我國，尋找可再生能源已經刻不容緩。太陽能是一種清潔、廣泛、易于利用的能源。我國今后可加大對其進行研究投入。太陽能建筑的一體化研究發(fā)展空間巨大，可以滿足我國一部分對于節(jié)能、建筑城市美化的需要。
參考文獻
[1] 楊金煥.太陽能發(fā)電的進展及建議[J].世界科技研究與發(fā)展，2003，25（4）：39-43.
[2] 俞慶善.太陽能建筑與生態(tài)樓[J].能源技術，2003，24（5）：201-204.
[3] 祖文超，戎衛(wèi)國，李顯英，等.太陽能供熱采暖系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及思考[J].制冷與空調，2010，（24）：78-81.
[4] 羅憶，劉忠偉.建筑節(jié)能技術與應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.
【關鍵詞】太陽能技術；建筑節(jié)能；熱水；制冷；光伏
一、太陽能光伏發(fā)電技術概述
太陽能光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應，將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N轉化技術，該技術的關鍵環(huán)節(jié)是太陽能電池板。太陽能電池經過串聯(lián)后進行封裝，形成大面積太陽電池組件，即光伏發(fā)電裝置。目前，太陽能電池板主要有有單晶硅、多晶硅、非晶硅及薄膜電池等。
目前，太陽能光伏技術主要為太陽能光熱利用與光電利用。太陽能光熱利用通常指采暖與制冷。其中，大型供熱工程屬于太陽能高溫利用，而居民生活熱水供應屬于低溫利用；太陽能制冷技術，主要應用于太陽能制冷空調與太陽能通風降溫系統(tǒng)中。
二、太陽能光伏發(fā)電技術在建筑節(jié)能中的應用
根據(jù)光伏方陣與建筑結合的緊密程度，通常將光伏建筑分為光伏建筑一體化（簡稱 BIPV）和光伏系統(tǒng)附著在建筑上（簡稱 BAPV）兩種形式。
1、BAPV 應用形式
BAPV 是直接把封裝好的光伏方陣安裝在建筑物上，組成光伏發(fā)電系統(tǒng)。它的主要功能是發(fā)電，作為附著在建筑物上吸收太陽光的發(fā)電構件，與建筑物的功能不發(fā)生沖突，不會破壞或削弱原有建筑物的功能。
圖 1 是 BAPV 應用的一種形式，利用建筑物屋面安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)縱向主支撐型鋼采用 H 型鋼，構造簡單又具有一定的高度，使光伏電池板與建筑有一定的通風間距，可保證電池板背面溫度不致過高，以免降低光電轉換效率；橫向承接型鋼采用 C 型鋼，既簡化了施工工序，又解決了構件與線路間的連接問題，方便拆卸，有利于線路的檢修。
圖 2 是 BAPV 應用的另一種形式，利用建筑金屬屋面安裝太陽能光伏系統(tǒng)支架與太陽能光伏組件，太陽能光伏系統(tǒng)雖不具有建筑屋頂護結構的功能，但增加了建筑物的美感，且具有發(fā)電功能。
（二）BIPV 應用形式
BIPV 是太陽能光伏系統(tǒng)與建筑物同時設計、同時施工和安裝，與建筑物形成完美結合。光伏方陣代替建筑物傳統(tǒng)的建筑材料成為建筑物的構件，作為建筑物采光頂、外幕墻、外遮陽等結構的一部分，既具有發(fā)電功能，又兼顧節(jié)能降耗，同時光伏方陣的顏色與建筑物搭配協(xié)調，與建筑物完美統(tǒng)一。BIPV是完整意義上的光伏建筑一體化概念。
光伏建筑一體化建筑集發(fā)電、隔音、隔熱、安全和裝飾功能于一身，應用形式主要有光伏幕墻、光伏采光頂、光伏遮陽、光伏雨蓬、光伏欄板等。
1、光伏幕墻
光伏幕墻是最能體現(xiàn)光伏建筑一體化在建筑中應用的一種形式。它通過在玻璃夾層中壓入光伏方陣，組成雙玻璃光伏組件融合到玻璃幕墻中，替代普通玻璃幕墻的玻璃材料，使玻璃幕墻集發(fā)電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一體，為建筑帶來額外的綠色概念，體現(xiàn)建筑的智能化與人性化的特點，代表著建筑光伏一體化技術在建筑中應用的最新發(fā)展方向。光伏玻璃幕墻作為建筑物的護結
構，直接吸收太陽能的輻射，可以避免幕墻表面溫度過高，減小室內外溫差，有效地降低空調能耗。但光伏幕墻由于其光伏方陣安裝在垂直幕墻面上，偏離了吸收太陽能的最佳角度，光伏方陣的輸出功率偏低。
2、光伏采光頂
光伏采光頂是光伏建筑一體化在建筑中應用的最佳形式，它克服了光伏幕墻偏離吸收太陽能的最佳角度的不足，將光伏方陣安裝在光照好、周圍無高大建筑物遮擋的地方，并將光伏發(fā)電系統(tǒng)作為建筑物屋頂結構的一部分，能更有效地收集太陽能，光伏方陣的輸出功率較高。目前，市場上已開發(fā)并生產出透光率更高的光伏玻璃，進一步滿足了采光頂?shù)牟晒庖蟆９夥晒忭斉c光伏幕墻相比，能更有效地降低太陽光對建筑物的輻射，實現(xiàn)遮陽、節(jié)能。
3、光伏遮陽
光伏遮陽是在建筑的遮陽板上安裝高轉換率的光伏方陣，遮陽板不但遮擋陽光，而且具有發(fā)電功能。光伏遮陽有自動跟蹤和固定兩種類型，固定光伏遮陽是根據(jù)建筑物的地理位置設計最佳的朝陽角度，有效地收集太陽能；自動跟蹤光伏遮陽是根據(jù)太陽高度角、方位角的變化，自動跟蹤最佳的朝陽角度，從而最有效地收集太陽能。
三、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的推廣與應用
目前，太陽能科技發(fā)展趨勢包括以下兩種，即太陽能光電技術與太陽能光熱技術相結合，太陽能綜合技術與建筑相結合。太陽能建筑一體化是未來建筑發(fā)展
的主要形式，它將為人類帶來嶄新的生活方式。當前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用非常廣泛，例如，北京奧運會、上海世博會、大型加油站、公園等。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的推廣與應用使人類的生活方式更綠色、環(huán)保、低碳，以更好的實現(xiàn)可持續(xù)生態(tài)環(huán)境。
1、2008 年，北京奧運會鳥巢體育場設有太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量約為 130 kW，該系統(tǒng)產生的電力資源直接并入國家體育場的電力供應系統(tǒng)，對緩解奧運場館的電力供應起到舉足輕重的作用。與此同時，對提倡綠色奧運，使用綠色能源、大力控制和節(jié)能減排、倡導綠色環(huán)保的生活方式起到積極的示范作用。
2、2010 年上海世博會，中國館、主題館、世博中心、演藝中心等安裝的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量超過 4.68 兆瓦，一天的發(fā)電量相當于 150 戶居民一個月的生活用電量。太陽能光伏發(fā)電帶來的“陽光世博”也充分展示了我國太陽能利用的技術水平，極大地推動了我國太陽能相關產業(yè)的發(fā)展。
結 語
綜上，太陽能光伏發(fā)電技術在建筑節(jié)能中的應用前景廣闊。由于太陽能自身的優(yōu)勢，以及國家對節(jié)能環(huán)保的提倡，相信在不久的將來，建筑業(yè)會充分利用太陽能光伏技術，使太陽能與建筑成為有機的整體，面向一體化建筑，實現(xiàn)節(jié)能效果。
參考文獻
[1]李佳. 光伏技術與能源建筑的一體化設計及應用[J]. 有色金屬設計. 2011（01）
【關鍵詞】太陽能；建筑節(jié)能；采暖
一、前言
在全世界的能源消耗中，建筑能耗在總能耗中約占30%～40%。在我國，建筑能源問題更為緊迫。據(jù)國家最新統(tǒng)計，我國每年城鄉(xiāng)新建房屋建筑面積近20億平方米，其中80%以上為高耗能建筑。我國建筑能耗在能源總消耗量中所占比例已經從1978年的10%上升到2001年的27.45%，根據(jù)發(fā)達國家的經驗將逐步提高到35%左右。而且我國單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的2至3倍，對社會造成了沉重的能源負擔和嚴重的環(huán)境污染，已經成為制約我國可持續(xù)發(fā)展的突出問題。因此，有效降低建筑尤其是大量性民用建筑的能耗已經變得愈發(fā)具有現(xiàn)實意義。發(fā)展太陽能建筑技術可以節(jié)約非可再生能源，減小環(huán)境污染和對自然資源的破壞，這將直接關系到國家資源戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護。我國具有豐富的太陽能資源，全年日照時間最長的有2800～3300h，年日照時數(shù)大于 2200h即每天日照時數(shù)大于 6h的地區(qū)，占國土面積的 2/3以上。而且絕大部分采暖地區(qū)均分布在長日照區(qū)域內，這些地區(qū)日照時數(shù)每天≥6h 的年總出現(xiàn)天氣大都在 200 天以上，多的可達 300 多天。全國年輻照總量大約 3340～8360MJ/，每平方米每年可產生相當于 110～280kg 標準煤的熱量。這就為利用太陽能采暖技術進行建筑節(jié)能提供了便利。
二、太陽能采暖技術在建筑節(jié)能中的應用
太陽能采暖技術總體可分為兩大類――被動式和主動式，每一類都包括多種形式。
1、被動式太陽能采暖
被動式采暖設計是通過建筑朝向和周圍環(huán)境的合理分布、內部空間和外部形體的巧妙處理、以及建筑材料和結構構造的恰當選擇，使其在冬季能集取、保持、儲存、分布太陽熱能，從而解決建筑物的采暖問題。該設計的基本思想是控制陽光和空氣在恰當?shù)臅r間進入建筑并儲存和分配熱空氣。其設計原則是要有有效的絕熱外殼，有足夠大的集熱表面，室內布置盡可能多的儲熱體，以及主次房間的平面位置合理。被動式設計應用范圍廣、造價低，可以在增加少許或幾乎不增加投資的情況下完成，在中小型建筑或住宅中最為常見。
（1）直接受益式。直接受益式是應用最廣的一種方式，構造簡單，易于安裝和日常維護；與建筑功能配合緊密，便于建筑立面的處理；室溫上升快，但是室內溫度波動較大。采用該形式需要注意以下幾點：建筑朝向在南偏東西 30°以內，有利于冬季集熱和避免夏季過熱；根據(jù)熱工要求確定窗口面積、玻璃種類、玻璃層數(shù)、開窗方式、窗框材料和構造；合理確定窗格劃分，減少窗框、窗扇自身遮擋，保證窗的密閉性；最好與保溫簾、遮陽板相結合，確保冬季夜晚和夏季的使用效果。
（2）集熱蓄熱墻式。屬于間接受益太陽能采暖系統(tǒng)，向陽側設置帶玻璃罩的儲熱墻體，墻體可選擇磚、混凝土、石料、土、水等儲熱性能好的材料。墻體吸收太陽輻射后向室內輻射熱量，同時加熱墻內表面空氣，通過對流使室內升溫。如果墻體上下開有通風口，玻璃與墻體之間加熱的空氣可以和室內冷空氣形成對流循環(huán)，促使室溫上升。該形式與直接受益式相結合，既可充分利用南墻集熱，又可與建筑結構相結合，并且室內晝夜溫度波動較小。墻體外表面涂成深色、墻體與玻璃之間的夾層安裝波形鋼板或透明熱阻材料，都可以提高系統(tǒng)集熱效率。可通過模擬計算或選擇經驗數(shù)值確定空氣間層的厚度及通風口的尺寸，這是影響集熱效果的重要數(shù)值。
（3）附加陽光間式。在向陽側設透光玻璃構成陽光間接受日光照射，是直接受益式和集熱蓄熱式的組合。陽光間可結合南廊、入口門廳、休息廳、封閉陽臺等設置，可作為生活、休閑空間或種植植物。該形式具有集熱面積大、升溫快的特點，與相鄰內側房間組織方式多樣，中間可設磚石墻、落地門窗或帶檻墻的門窗。陽光間內中午易過熱，應該通過門窗或通風窗合理組織氣流，將熱空氣及時導入室內。另外，只有解決好冬季夜晚保溫和夏季遮陽、通風散熱，才能減少因陽光間自身缺點帶來的熱工方面的不利影響。冬季的通風也很重要，因為種植植物等原因，陽光間內濕度較大，容易出現(xiàn)結露現(xiàn)象。夏季可以利用室外植物遮陽，或安裝遮陽板、百葉簾，開啟甚至拆除玻璃扇。
（4）屋頂池式。屋頂上放置有吸熱和儲熱功能的貯水塑料袋或相變材料，其上設可開閉的蓋板，冬夏兼顧，都能工作。冬季白天打開蓋板，水袋吸熱，夜晚蓋上蓋板，水袋釋放的熱量以輻射和對流的形式傳到室內。夏季工況與冬季相反。該形式適合冬季不太寒冷且緯度低的地區(qū)。因為緯度高的地區(qū)冬季太陽高度角太低，水平面上集熱效率也低，而且嚴寒地區(qū)冬季水易凍結。另外系統(tǒng)中的蓋板熱阻要大，貯水容器密閉性要好。使用相變材料，熱效率可提高。
2、主動式太陽能采暖
主動式設計是以太陽能的集熱器、管道、散熱器、風機或泵以及儲熱裝置等組成強制循環(huán)的太陽能采暖系統(tǒng)。按照集熱器與集熱介質的不同，可以分為多種系統(tǒng)形式。相對于被動式系統(tǒng)而言，主動式系統(tǒng)較為復雜，造價較高，多應用于大型公共建筑。
（1）空氣集熱式。以空氣作媒介源自被動式太陽能采暖技術的基本思路，但是因為增加了需要動力的風機和引導氣流的風管，有的還包括了儲熱部分，所以將其歸為主動式設計手法，而且隨著技術和材料的發(fā)展，該類型出現(xiàn)了多種形式。a.傳統(tǒng)形式。在建筑的向陽面設置太陽能空氣集熱器，用風機將空氣通過碎石貯熱層送入建筑物內，并與輔助熱源配合。由于空氣的比熱小，從集熱器內表面?zhèn)鹘o空氣的傳熱系數(shù)低，所以需要大面積的集熱器，而且該形式熱效率較低。b. 集熱屋面。把集熱器放在坡屋面、用混凝土地板作為蓄熱體的系統(tǒng)，冬季，室外空氣被屋面下的通氣槽引入，積蓄在屋檐下，被安裝在屋頂上的玻璃集熱板加熱，上升到屋頂最高處，通過通氣管和空氣處理器進入垂直風道轉入地下室，加熱室內厚水泥地板，同時熱空氣從地板通風口流入室內。該系統(tǒng)也可在加熱室外新鮮空氣的同時熱室內冷空氣，但是需要在室內上空設風機和風口，把空氣吸入并送到屋面集熱板下。夏季夜晚系統(tǒng)運行與冬季白天相同，但送入室內的是涼空氣，起到降溫作用。夏季白天集聚的熱空氣能夠加熱生活熱水。
（2）液體集熱式。一般用水做介質，也可以使用高沸點油或防凍劑。建筑頂層設置太陽能集熱器，結合水泵、水箱、輔助熱源供熱、供水。其中供熱的散熱方式有多種：在地板或頂棚鋪設盤管，進行低溫輻射采暖；將熱水先送入中央風機盤管熱交換器，變成管道熱風后再送入房間；利用房間的風機盤管散熱器散熱；利用房間的板式散熱器散熱。根據(jù)水溫不同，該系統(tǒng)可以起到采暖和降溫的不同作用。作為供應生活熱水系統(tǒng)，該方式已經得到了普遍推廣。
三、結語
總之，太陽能采暖在設計和使用時往往不同形式相結合，以求合理與最優(yōu)化。在條件允許的情況下，應優(yōu)先選用被動式太陽能技術，或者設計一些緩沖性的房間，而主動式太陽能技術的采用則作為利用太陽能的補充部分。今后在加強宣傳的同時，應當發(fā)展多層次、全方位的太陽能技術，并與建筑全面結合。相信隨著太陽能技術的大力推廣，在我國終將出現(xiàn)建筑面積總量不斷增加、房屋舒適度逐步提高、建筑總能耗下降的趨勢。
參考文獻：
[1] 宋德萱，節(jié)能建筑設計與技術。上海：同濟大學出版社，2008.
[2] 王長貴，新能源在建筑中的應用。北京：中國電力出版社，2007.
