太陽能技術在建筑設計中的應用

1、<p>　　太陽能技術在建筑設計中的應用</p><p>　　摘要：太陽能是一種可再生資源，同時也是現(xiàn)代化綠色建筑的能量來源之一，其應用前景較為理想。在建筑設計中，建筑設計師應該堅持“綠色環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展”原則，將太陽能技術和城市規(guī)劃、建筑設計相結合，并且根據(jù)我國的市場發(fā)展行情與國情，研究出太陽能技術應用在建筑中最優(yōu)方式。 </p><p>　　關鍵詞：太陽能技術；建筑設計；應用

2、分析 </p><p>　　中圖分類號：TK51文獻標識碼： A </p><p>　　隨著城市化進程的加快，社會和經(jīng)濟不斷的發(fā)展，人民對建筑提出了更高的要求，居住建筑面積同時也在不斷的擴大，其中大部分的建筑屬于高能耗建筑。這種城市現(xiàn)象給我國能源資源帶來了巨大的壓力。因此，在未來建筑設計中需要與太陽能技術相結合，研究可再生資源的應用，并可持續(xù)利用能源，對于環(huán)境保護有一定的戰(zhàn)略性意義。 &l

3、t;/p><p>　　1.我國在建筑耗能方面的發(fā)展現(xiàn)狀 </p><p>　　我國建筑施工與后期使用耗能量占全社會的能源消耗1/3以上，目前仍然處于上升趨勢。建筑耗能主要涉及建筑施工、生產(chǎn)建材、建筑運轉和建筑拆除等，建筑能源消耗上占有最大比重的是建筑后期使用過程中，包括空調(diào)、建筑采暖、熱水供應和照明、電氣等耗能。這種消耗能源消耗程度對于我國資源存儲是個極大的挑戰(zhàn)，所以，對于我國的建筑行業(yè)應該投

4、入大量精力在可再生能源利用技術上，尤其是太陽能技術，緩解我國的能源壓力基礎上走可持續(xù)發(fā)展道路。 </p><p>　　2.太陽能技術是建筑設計的必然選擇 </p><p>　　由于太陽能屬于可再生資源，廣泛應用于建筑設計中，太能能技術應用有很大的競爭優(yōu)勢，不但提高了社會生活質量，而且節(jié)約了煤炭等不可再生資源。所以說，太陽能技術應用在建筑設計中是綠色建筑的必然選擇。在建筑設計上合理選擇太陽能

5、技術的同時，需要具備基本原則有： </p><p>　　2.1降低建筑消耗原則 </p><p>　　由于太陽能屬于可再生資源，在建筑設計中應用太陽能可以節(jié)省煤炭等不可再生資源，維持建筑消耗。太陽能建筑材料和結構如果加以利用，在很大程度上可以滿足城市居民生活需求量。 </p><p>　　2.2資源消耗的節(jié)約原則 </p><p>　　太陽能

6、建筑材料和結構如果加以利用可以成為環(huán)境循環(huán)系統(tǒng)一部分，促進了能源材料循環(huán)利用，在避免人工調(diào)節(jié)手段造成的生態(tài)環(huán)境破壞和天然建材浪費方面上有較大競爭優(yōu)勢。 </p><p>　　2.3滿足了城市用戶要求 </p><p>　　光照不但對人類身體產(chǎn)生直接作用，滿足了人類健康需求，還提供給人類所必需的能量，可以人工控制建筑室內(nèi)范圍下的氣候，并且給人們營造良好的美感和舒適感。 </p>

7、<p>　　2.4建筑設計需要與氣候相結合 </p><p>　　太陽能技術應用在建筑設計中應該結合建筑周圍環(huán)境氣候，由于不同的地區(qū)、季節(jié)條件、白天與夜晚下太陽輻射強度也會有所不同，因此，在建筑設計中要充分考慮當?shù)氐娜照諚l件。例如：在夏季或者是炎熱地區(qū)，需要在設計上趨向于遮陽、通風，建造自然條件下的冷房，可以起到隔熱作用，其室內(nèi)溫度可以進行自然調(diào)節(jié)，達到冷卻效果。如果是在寒冷地區(qū)或者是冬季，可以利用太

8、陽能技術或者是相關設備將太陽能從室外傳輸?shù)绞覂?nèi)，使其成為自然暖房。 </p><p>　　3.太陽能技術分類 </p><p>　　3.1主動式太陽能技術 </p><p>　　主動式太陽能技術應用在建筑設計中，主要分為兩個方面：①太陽能是熱能的一種應用，例如：建筑取暖或熱水器燒水等將太陽能轉化成熱能，可以以較低的成本換取較高的效率，有豐富的太陽能資源地區(qū)應用范圍較

9、廣。②對電能的一種利用與收集。將太陽能轉化成電能，其成本較高，但是效率卻很低，使用面不是很廣。所以主動式太陽能技術廣義上指太陽能的熱能。其次，主動式太陽能技術應用在建筑設計中，由于建筑構造相對復雜，并且具有較高的成本，其需要借助電能作為輔助性的能源。在主動式太陽能建筑中，其構建包含風機、太陽能集熱器、散熱器和泵等設備組成太陽能下的采暖供熱系統(tǒng)。工作原理是借助于高效率的集熱裝置來吸取太陽能，并通過風機或者是盤管設備將收集到的熱量傳輸?shù)浇ㄖ?/p>

10、內(nèi)部，被用于建筑采暖和加熱家庭所需熱水。與此同時，建筑設計時要進行蓄熱裝置的設計，其主要目的是保存收集到的太陽能，進行能源儲存。 </p><p>　　3.2被動式太陽能技術 </p><p>　　被動式太陽能技術的工作原理是溫室效應。被動式太陽能建筑的圍護結構是大容量的熱阻，目的是維持建筑蓄熱性能。被動式太陽能應用技術借助于建筑的朝向與周圍環(huán)境進行合理的空間分布和外部形體設計，通過色彩和

11、建筑材料的優(yōu)化組合，以及建筑結構配件進行太陽能采暖、儲存、與輻射分布的設置，在一定程度上解決了建筑的冬季采暖問題。并且，如果在夏季采取太陽能技術，可以合理的組織自然條件下的通風、散逸室內(nèi)多余的熱量，達到致涼效果。被動式太陽能建筑的設計思路體現(xiàn)在控制陽光與空氣，使二者在合理時間范圍內(nèi)進入到建筑內(nèi)部，并且達到存儲與分配熱量、隔絕熱空氣的目的。其設計的基本原則是通過熱絕建筑外殼與集熱表面，可以使室內(nèi)成為儲蓄體，使建筑內(nèi)部空間平面位置更加合理。

12、 </p><p>　　4.被動式太陽能技術在建筑設計中的利用形式 </p><p>　　被動式太陽能建筑根據(jù)利用方式的不同，可以概括為以下一種形式：直接受益式、附加陽光間式、集熱蓄熱墻式、組合式太陽房。 </p><p>　　4.1直接受益形式 </p><p>　　主要是讓光照通過建筑透光材料直接進入到室內(nèi)的一種采暖形式，在被動式太陽能技

13、術中的采暖與普通建筑之間差別兩最小的太陽房?？梢允固柟馔高^玻璃直接射入到建筑室內(nèi)，將熱能存儲到地板與內(nèi)墻上，在夜晚，地板與墻體的存儲能借助于對流輻射與熱傳導，將熱量釋放出來，從而維持室內(nèi)溫度。并且，被圍護結構的內(nèi)表面對太陽能進行大量吸收，其中一部分能量用在輻射對流方式的空間傳遞上，另一部分是儲存在蓄熱體重，在晚上和夜晚上逐漸的釋放出存儲熱量，使室內(nèi)溫度保持平衡。 </p><p>　　使用直接受益式，對房屋建筑

14、的要求是：在房屋建筑南面設置大面積直接受益墻，保證寒冷季節(jié)室內(nèi)溫度的均衡與平均空氣波動；外圍護的結構體設置較大熱阻，保障建筑室內(nèi)具有良好蓄熱性能材料（最常見的是重質材料，包含混凝土、磚石與土胚等），維護結構室內(nèi)構造采用的是重質材料，用于儲存熱量與充分吸收太陽能。 </p><p>　　4.2附加陽光間形式 </p><p>　　在房屋建筑的主體南面修建玻璃溫室，是一種直接受益窗與集熱蓄熱墻

15、相結合的方式?；窘Y構：將建筑陽光間式的太陽房修建在房屋主體的南面，使用墻體將陽光與房屋相隔，陽光以太陽熱能形式提供給建筑，并且起到緩沖效果，降低房屋熱損程度，從而使房屋建筑室內(nèi)溫度均衡。 </p><p>　　4.3集熱蓄熱墻形式 </p><p>　　根據(jù)房屋建筑的南面垂直型集熱蓄熱墻對太陽能進行吸收，并且以輻射、傳導和對流形式將太陽能傳輸?shù)绞覂?nèi)。基本結構：在建筑主體墻外部覆蓋玻璃罩，

16、并在主墻體上和下部均設置通風口。光照透過玻璃被集熱墻吸收，少數(shù)被玻璃吸收。集熱墻所吸收的太陽能主要通過兩種方式傳輸?shù)绞覂?nèi)：①墻體熱傳導，建筑墻體借助于對流輻射將太陽能傳輸?shù)绞覂?nèi)。②集熱墻的外表面借助于對流方式將吸收的太陽能傳輸給玻璃罩與墻體之間的夾層空氣，再通過房間空氣與夾層空氣產(chǎn)生的對流將熱量傳送到室內(nèi)。 </p><p>　　4.4組合型太陽房 </p><p>　　太陽房在設計雖然有

17、很多優(yōu)點，但是在使用性能上依然存在一定的限制。因此，可以將兩個或者是兩個以上被動式的太陽房進行組合，形成組合型太陽房。通過多種采暖方式相結合的太陽房，太陽房之間的優(yōu)勢互補，提高了太陽能采暖系統(tǒng)的有效性，即將直接受益窗與集熱墻相結合的組合型太陽房，并且這種組合型太陽房的白天照明與太陽能供熱上均有很大的優(yōu)勢。 </p><p><b>　　結束語： </b></p><p&g

18、t;　　傳統(tǒng)建筑與傳統(tǒng)文化上的重視不但要注重綠色生態(tài)建筑，還要從可持續(xù)發(fā)展角度進行利弊分析。在建筑設計過程中，不但要傳承傳統(tǒng)建筑技術的優(yōu)勢，根據(jù)地域特色，借助太陽能技術改善建筑周圍小氣候，從而達到建筑采光和自然通風效果，減少機械通風和室內(nèi)照明，從而達到降低能源消耗的效果。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 王垚. 太陽能技