摘 要:我國的建筑能耗一直居高不下,在我國的總能耗中占據(jù)了較大的比例。這就要求通過具體的建筑節(jié)能措施來降低建筑能耗。比較常用的建筑構(gòu)造節(jié)能的技術(shù)主要有垂直綠化墻面的構(gòu)造設(shè)計、覆土空間圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計、覆土種植物頂?shù)脑O(shè)計、太陽能房屋相關(guān)特殊構(gòu)造設(shè)計等等。本文主要介紹了建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計以及太陽能的利用,希望能夠通過科學的建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計,更好地利用太陽能資源,使建筑能耗得到有效的降低。
關(guān)鍵詞:太陽能;建筑構(gòu)造;節(jié)能設(shè)計;
中圖分類號:TK512 文獻標識碼:A 文章編號:1674-3520(2015)-07-00-01
太陽能是一種新型資源,不僅取之不盡,而且不會產(chǎn)生任何污染。如果能夠在建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計中充分地利用太陽能,則可以極大地降低建筑能耗,為建筑使用者提供更加舒適和環(huán)保的建筑物,推動我國建筑事業(yè)的發(fā)展。本文主要介紹了建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計中的太陽能利用的被動模式和太陽能利用的接受模式。
一、太陽能利用的被動模式
一般情況下,建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計的太陽能建筑分為以下幾個階段:第一,被動利用太陽能;第二,主動利用太陽能;第三,建筑物所需的全部能源都由太陽電池的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備對太陽能進行轉(zhuǎn)換來提供,建筑的用電、照明、空調(diào)、供暖等功能都由太陽能提供[1]。
被動式太陽房在我國出現(xiàn)較晚,但是發(fā)展非常迅速。到上世紀末,我國的被動式太陽房已經(jīng)超過了1.5萬棟,總面積也超過了450萬平方米??梢哉f我國的被動式太陽房已經(jīng)得到長足的發(fā)展,進入了普及階段。我國的太陽能豐富地區(qū)面積較廣,主要氣候為夏熱冬冷。我國除了重慶和四川一帶具有較低的年平均輻射量,其它地區(qū)的輻射量都可以滿足采暖降溫的需求。通過使用特殊的建筑構(gòu)造以及建筑物的內(nèi)部空間、體型和朝向進行設(shè)計,完全可以滿足被動利用太陽能來進行降溫采暖的需求。
當前我國主要的被動式太陽房即熱方式有水蓄熱屋頂、對流環(huán)路式、附加日光間、集熱蓄熱墻、直接受益窗五種。其中應用比較廣泛的是附加日光間和直接受益窗,其具有施工便利、效果顯著、技術(shù)簡單的優(yōu)點。遮陽降溫是當前被動利用太陽能進行降溫的首要問題,也就是限制太陽能輻射在特定時間入室。只要能夠做到對入室的太陽能輻射進行有效的控制,就可以使人體的熱舒適要求得到滿足,無需使用其它的降溫措施,包括地冷降溫、輻射降溫、蒸發(fā)降溫和對流降溫等等。
二、太陽能利用的接受模式
太陽能利用的接受模式的構(gòu)造設(shè)計具有以下幾個原則。首先,建筑構(gòu)造的內(nèi)部必須具有使熱量能夠自由出入的能力;其次,建筑構(gòu)造設(shè)計,要具有熱處理能力,在任何氣候條件下都能夠保持室內(nèi)的舒適;第三,能夠決定接受或者拒絕太陽熱[2]。
(一)對熱損失的控制
在建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計中,設(shè)計的關(guān)鍵在于建筑的熱損失。設(shè)計者要對建筑物的熱獲得和熱損失進行計算,并且對建筑物的熱作用程度進行計算,使建筑構(gòu)造形式能夠使熱損失降低到最小。為了使每個季節(jié)和每天的熱血要得到滿足,隔熱裝置還能夠靈活機變的切斷熱流,避免開口部分出現(xiàn)不必要的熱損失和熱獲得。
(二)控制和利用熱獲得
對于太陽能利用的接受模式射箭而言,要對熱獲得進行有效的控制。建筑物的熱或者可以分為兩種類型:熱量間接獲得型和熱量直接獲得型。熱量間接獲得型指的是在進入室內(nèi)之前太陽能已經(jīng)被遮斷,例如屋頂水袋、集熱板、水墻、石壁等。熱量直接獲得型指的是陽光不被遮斷的進入室內(nèi),這就需要在設(shè)計中設(shè)置遮陽板。熱量直接獲得型有利于提高建筑的采光,使建筑更加暖和和新鮮。我國絕大部分地區(qū)冬季都比較寒冷,建筑物卻沒有采取有效的采暖設(shè)施。這些地區(qū)的日光照率能夠達到50%,可以使用太陽能來進行冬季采暖,包括以下幾種類型。
1、可移動式采暖。該設(shè)計中的蓄熱體是可以移動的,白天將其搬到理想的吸熱位置,夜晚就可以用其進行取暖。夏季也可以將上述過程逆轉(zhuǎn),將蓄熱體作為冷氣設(shè)備來使用[3]。
2、地板型和墻壁型采暖。在建筑物內(nèi)設(shè)置蓄熱槽,并且在混凝土地板中埋設(shè)格子狀的粗配管,在配管中,液體經(jīng)過集熱器的加熱會上升循環(huán),從蓄熱體就可以吸收其中的熱量。墻壁型則是在墻壁中設(shè)置隔熱槽,包括金屬網(wǎng)和透明外層,使空氣受熱對流,由蓄熱體吸收其中的熱量。
3、屋頂型采暖。就是在混凝土構(gòu)造的上部或下部露天安裝蓄水袋,可移動的蓄熱體由隔熱材料組成,冬季白天不覆蓋,就可以吸收太陽能,夜晚將其覆蓋,則可以將熱能輻射到室內(nèi)。
4、蓄熱體型熱獲得。通過蓄熱體來存儲熱量,有兩種蓄熱體的構(gòu)造方式:不附屬于建筑物和附屬于建筑物。蓄熱體的材料主要有石塊、粘土、混凝土、油、鹽水等。為了使蓄熱體能夠發(fā)揮最大的作用,要選擇合適的蓄熱體安裝位置。
5、溫室型熱獲得。在獲得太陽能的同時還要獲得新鮮的空氣,將植物的香氣、濕氣和氧氣釋放到建筑物內(nèi)。對于朝向不好的居室而言,溫室型熱獲得具有夏季隔熱、冬季采暖的作用。
(三)集熱墻設(shè)計
集熱墻是一種常用的構(gòu)造方式,主要的組成部分為集熱墻體、集熱板和透光玻璃,并在上部和下部設(shè)置風口。集熱板受到陽光照射后會被加熱,并在集熱墻體內(nèi)集蓄熱量。打開風口之后,冷空氣通過下風口進入集熱墻體,并經(jīng)過受熱,再經(jīng)上風口流出。這樣可以達到提高室內(nèi)溫度的作用,還可以對風口的啟閉進行控制,從而對室內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié),這樣可以避免室內(nèi)溫度過高。
室內(nèi)溫度的提升氣礦和集熱墻的太陽能得熱量與房間的容積、保溫窗簾的配套設(shè)置、集熱墻風口閘板的開閉、集熱墻風口的大小和集熱墻的總面積有著直接的關(guān)系。因此要對室內(nèi)容積和集熱墻面積之比進行有效的控制。
三、結(jié)語
太陽能是一種清潔資源,如果能夠在建筑構(gòu)造設(shè)計中積極利用太陽能,不僅可以滿足室內(nèi)采暖的需要,為人們提供一個舒適的室內(nèi)環(huán)境,還可以滿足室內(nèi)的用電、采光、空調(diào)等一系列的需求,而且在這個過程中不會產(chǎn)生任何的污染。因此應該通過科學的建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計來提高對太陽能的利用率。
參考文獻:
[1]張旭新.淺談實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的多種措施 [J]. 科技信息. 2011 (22)
[2]謝曉菲,張曉燕.淺談建筑節(jié)能設(shè)計及措施 [J]. 科技信息. 2011 (20)
[3]李鴻峰,楊雪冰.談現(xiàn)代住宅電氣節(jié)能設(shè)計的要點 [J]. 黑龍江科技信息. 2011 (22)