陳鐵

（昌吉市市政建設有限責任公司新疆昌吉831100）

多種太陽能新技術在示范建筑中的應用

陳鐵

（昌吉市市政建設有限責任公司新疆昌吉831100）

地球上的各種能源的消耗都不是無休止的，只有太陽的能源是取之不盡、用之不竭的，所以對于太陽能的開發(fā)和利用是人類科研中永恒的話題，太陽能可以有效的降低常規(guī)能源的消耗。目前世界各國都對于太陽能的開發(fā)都給予了極大的關注，尤其是西方發(fā)達國家，對于太陽能建筑的技術開發(fā)更是投入了很多人力物力。在我國的太陽能技術與建筑結(jié)合的范圍內(nèi)，太陽能熱水器的應用最為廣泛，但是國外對于太陽能制冷和采暖空調(diào)的應用比較普遍，科技領先于國內(nèi)，國內(nèi)在這方面的應用還處于初級階段。但是關于太陽能建筑在國內(nèi)外都沒有達成共識，沒有形成全面利用能源的理念，對于建筑美學的保護和新能源的開發(fā)之間還有些未解決的沖突。

太陽能建筑；采暖；發(fā)電；制冷

前言

隨著我國城市化的進程逐漸加快，我國的建筑行業(yè)也隨之得到了巨大的發(fā)展，建筑所消耗的能源很大。當前其能耗來源主要是煤炭、石油、天然氣等化石能源、化石能源在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的溫室氣體和粉塵，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。近年，我國大力提倡節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展，在建筑中使用可再生能源，可以大大降低碳排放，減少對環(huán)境的污染。太陽能就是可再生能源的首選，利用好太陽能，開發(fā)太陽能的更多用處，是人類目前階段一個高度關注的科學技術問題。

1　太陽能資源在我國亟待開發(fā)的原因及我國能源特點

1.1我國資源總量可觀但是人均占有率低

我國的石油和天然氣的儲備量并不是很大，但是我國的煤炭儲備量非常豐富，占世界煤炭儲備糧的13.3%。不過，一個不爭的事實的存在讓我國的能源依然非常緊缺，我國人口眾多，從人均的能源資源占有量上來看并不樂觀，煤炭和水利資源的人均占有量相當于世界平均水平的1/2，而對于石油和天然氣的占有僅僅是世界平均水平的1/15。對于這些有限的資源和巨大的人口數(shù)量可以看出，在未來里如果不開發(fā)新能源，隨著經(jīng)濟的不斷增長我國的能源供需缺口將會越來越大，為此，必須開發(fā)新能源來防患于未然[1]。

1.2我國能源資源地域分布不均勻、開采普遍困難

我國地域十分遼闊，在能源的輸送形式上呈現(xiàn)出的是西氣東輸、西電東運、北煤南運、北油南運等現(xiàn)象，煤炭資源大多集中在華北，而天然氣集中在西北，水資源集中在西南。東部和南部是我國人口密集、消費高的區(qū)域，卻是能源匱乏的地區(qū)。能源的分部如此的不均導致了開采成本和運輸成本的增加，資源的聚集地的開采環(huán)境十分的差，石油天然氣、煤炭等資源都是在復雜的地質(zhì)中的，對于勘探和開發(fā)的技術要求很高，這些阻礙對于人力物力都是很大的耗費，對于環(huán)境也是一種壓力。太陽的能源完全可以滿足人類日常生活的對于電、熱的全部消耗，對環(huán)境的污染幾乎為零，在資源、能源匱乏的今天，在走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天，太陽能的利用是解決當務之急又能長久造福千秋萬代的科技工程[2]。

2　多種太陽能新技術在示范建筑中的應用與研究

2.1太陽能熱水及采暖系統(tǒng)

太陽能熱水器是目前產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大的太陽能熱應用形式。最原始的太陽能熱水器是一只涂黑的金屬圓桶，但人類的智慧是無休止的，是無所不能的，在科技發(fā)展的今天太陽能熱水器作為綠色環(huán)保的能源產(chǎn)品已經(jīng)形態(tài)萬千的展示在人們面前。太陽能熱水器的領先技術有三大流派，即悶曬型太陽能熱水器，平板型太陽能熱水器，真空管型太陽能熱水器。這些都是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果，是我國太陽能熱水器迅速發(fā)展的根基。太陽能熱水器到目前為止已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)，它的環(huán)保等優(yōu)良性能深得人心，已經(jīng)在市場中漸漸取代了燃氣熱水器和電熱水器。然而，使太陽能得到合理并且長期的發(fā)展與建筑一定是要聯(lián)系起來的，在建筑中最常見的是將熱水器安裝在南向的屋面，蓄熱水箱隱藏在屋子下面的樓閣中，歐美國家對于這種太陽能的應用廣泛，但是在我國才剛剛起步，還存在許多的問題，多數(shù)小區(qū)在規(guī)劃時沒有太陽能建筑一體化的概念，導致后期的隨之安裝致使于建筑不協(xié)調(diào)，破壞建筑的美感，影響市容市貌，也影響了太陽能在人們心中的印象。太陽能熱水器還可以為地熱供暖，這種供熱會使溫度梯度小，是減少建筑耗能提高熱舒適度的理想采暖系統(tǒng)。

2.2被動式太陽房技術

太陽能通風結(jié)構(gòu)是被動式太陽房的建筑核心技術，它與建筑的外形構(gòu)造密切關聯(lián)，是超低耗能的建筑，這是一項先進的技術突破。這種技術在國外應用廣泛，太陽能的通風結(jié)構(gòu)主要包括墻體通風結(jié)構(gòu)和屋面通風結(jié)構(gòu)，它們就是常說的太陽煙囪。被動式太陽能利用系統(tǒng)需要通過比較特別的建筑形態(tài)的建筑來吸收太陽能，加熱空氣，在某種外力的促使下使空氣形成自然對流，施工十分方便，而且造價低廉，構(gòu)造簡易，這種技術灰分適合我國國情，是未來的住宅發(fā)展模式。近些年，被動式太陽房的科技成果顯著，我國制定了相關的技術標準，希望日后可以進一步完善[3]。

2.3太陽能空調(diào)系統(tǒng)

近年來太陽能熱水器的發(fā)展很快，但是這僅僅簡單的開發(fā)，其實這個開發(fā)還是有悖于大自然的規(guī)律的，當輻射高、溫度強時人們更需要的是制冷，而不是熱水。在如今經(jīng)濟發(fā)展人們的生活水平迅速提高，空調(diào)的使用已經(jīng)普及，這種情況給能源、電力和環(huán)境帶來很大的壓力。因此太陽能空調(diào)成為了能符合可持續(xù)發(fā)展道路的空調(diào)發(fā)展方向的首選。以熱制冷的途徑很多，可以直接以熱制冷，也可以將光轉(zhuǎn)換為電，再用電來滿足空調(diào)耗能，這兩種方式都是解決以熱制冷的好辦法。將太陽能空調(diào)系統(tǒng)直接與建筑結(jié)合，不僅更加美觀，也會加快制冷的效率，這是在空調(diào)領域的一個突破，也是建筑的功能的完美升華。值得在未來科學技術工作者們?yōu)橹恍概Α?/p>

3　多種太陽能新技術的研究發(fā)展趨勢

太陽能熱利用技術在建筑上的應用研究中，熱水器和太陽房的研究成果比較顯著，理論、設計、施工等成套的技術都已經(jīng)發(fā)展成熟，并且開始了規(guī)?；耐茝V和應用，國內(nèi)外的這方面技術都已漸漸成熟。但是目前很多的裝置還是使用階段，未真正的投入生產(chǎn)。在未來的發(fā)展道路上趨勢如下：太陽能熱水器勢必會走向產(chǎn)業(yè)化，這其中的前景自然可以預想。在太陽能復合能量系統(tǒng)的設計和生產(chǎn)方面，空調(diào)制冷還需要一段時間的發(fā)展，熱水、采暖、空調(diào)等的全天候一體化的復合系統(tǒng)是熱利用的發(fā)展方向[4]。在太陽能與建筑的結(jié)合中，目前都是機械的結(jié)合，整體的規(guī)劃和審美嚴重缺失，在未來的發(fā)展中設計出太陽能與建筑巧妙結(jié)合的產(chǎn)品是極具重要意義和價值的。

4　總結(jié)

近年來我國建筑行業(yè)在國家的大力支持和新科技的不斷開發(fā)中迅猛發(fā)展，一棟棟高樓大廈如雨后春筍拔地而起，但是越快速發(fā)展越會帶來困惑，建筑的采暖和空調(diào)的耗能正是這勢不可擋的建筑業(yè)的發(fā)展背后的問題，我國的建筑耗能總量之巨大、污染之嚴重已成為亟待解決的問題，在實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天，建筑的節(jié)能已經(jīng)成為未來里建筑業(yè)必須走的道路和唯一的發(fā)展方向。太陽能是目前全世界最倡導開發(fā)的能源，對于從光到電再從電到光的轉(zhuǎn)換對于人類大部分生活中的采暖、照明、制冷等需求都可以解決，所以在建筑物中太陽能的推廣對于促進我國建筑污染減少并且提高室內(nèi)環(huán)境舒適度有巨大的意義。

[1]王璐.太陽能技術在低層住宅中的應用[D].武漢：華中科技大學，2010.

[2]吳玉瓊.垂直綠化新技術在建筑中的應用[D].廣州：華南理工大學，2012.

[3]高洋.建筑節(jié)能技術在某示范樓中的應用研究[D].廣州：華南理工大學，2010.

[4]吳新民.幾種新技術在智能建筑中的應用[J].微機發(fā)展，2011，4（04）：41～43.

[5]陳俊.太陽能熱水系統(tǒng)建筑一體化應用關鍵技術與評價體系研究[D].合肥：安徽建筑大學，2013.

TU18

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1673-0038（2015）14-0140-02

2015-3-5