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太陽能建築的前景

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導語:太陽能是指太陽的熱輻射能(參見熱能傳播的三種方式:輻射),主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者爲熱水器提供能源。自地球上生命誕生以來,就主要以太陽提供的熱輻射能生存,而自古人類也懂得以陽光曬乾物件,並作爲製作食物的方法,如製鹽和曬鹹魚等。在化石燃料日趨減少的情況下,太陽能已成爲人類使用能源的重要組成部分,並不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式,太陽能發電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。

太陽能建築的前景

前言

隨着能源結構的逐步調整,世界各國都把能源問題放到了關係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,提出了新能源建築的理念,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,可再生能源將佔世界電力市場的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”將成爲未來全球能源結構的主流方向之一。

1建築節能的範疇

建築節能,是指民用建築在規劃、設計、建造和使用過程中,透過採用新型的節能電力電氣設備和新型牆體材料,執行建築節能標準,加強建築物用能設備的執行管理,合理設計建築圍護結構的熱工性能,提高採暖、製冷、照明、通風、給排水和通道等電力電氣設備系統的執行效率,以及利用可再生能源,在保證建築物使用功能和室內熱環境質量的前提下,降低建築能源消耗,合理、有效地利用能源的活動。

建築節能體系可以從兩個大方面來考慮:建築本體節能和建築設備節能。建築本體節能主要體現在建築規劃、設計、施工過程中,判斷節能與否主要看建築是否採用新型節能建材、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。建築的設備節能則貫穿建築的使用過程,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,太陽能與建築的結合體現在建築的本體節能方面,但同時太陽能設備作爲建築設備的一種,在管理節能方面也具一定潛力。

2太陽能建築的概念

太陽能建築(SolarBuilding),即用太陽能(SolarEner-gy)代替部分常規能源,爲建築物和居民提供採暖、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。所謂的太陽能建築,其利用太陽能的最高境界是“零能耗”,即建築物所需的全部能源供應均來自太陽能,常規能源消耗爲零;從而真正做到環保清潔、綠色生態。

基於以上對太陽能建築的定性分析,太陽能建築的特點可以概括爲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太陽能建築的典型建築結構類型

在倡導綠色能源、可持續發展的今天,太陽能作爲最經濟、環保的能源之一,愈來愈受人們重視。目前太陽能建築的典衛建築結構類型有陽臺壁掛型,屋面貼合型、集中供熱型、集中分戶型,等等。

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

I)太陽能產品製造商,往往只強調產品的功能,而忽視了建築的特點與要求,使太陽能產品與建築物成爲兩個獨立的部分;太陽能產品由於沒有與建築設計相結合,因此會破壞原有建築的整體外觀形象,進而破壞環境;而且目前的太陽能產品結構單一,建築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,使太陽能產品成爲建築設計中的“雞肋”。

2)建築設計院,仍有不少建築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築施工過程中臨時安裝,即“事後狀態”下安裝,結果影響到建築羣體,甚至整個城市的建築風貌。

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層以下民用建築必須安裝太陽能熱水器的強制性政策,但由於其它相關配套設施、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、範圍不廣。

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瞭解建築設計的需求,開發推出多款適合建築結構利用的系列和型號;(2)建築師在設計初期,即將太陽能系統包含的所有內容都當作建築不可或缺的元素加以考慮,使之成爲建築組成的一部分;(3)加強太陽能產品生產商、建築師、政府機構的交流與溝通,從設計階段即將太陽能產品與建築真正的融爲一體,並配以後期的政府激勵政策、規範的市場引導機制,太陽能產品一定可以在建築節能中發揮更大作用。在各領域的`合作之下,太陽能建築必將達到完美與和諧的統一。太陽能系統與建築設計一體化的設計思路,也將得以持續和發展。

4太陽能建築的典型應用模式

太陽能的應用,從技術途徑看,主要分爲光一熱轉換技術和光一電轉換技術;從具體應用範圍看,主要有太陽能熱水供應、太陽能地板採暖、太陽能溫水游泳池、太陽能空調、太陽能路燈等5大系列。到目前爲止,太陽能光一熱轉換技術發展已較爲成熟,不僅可以提供人們生活所需熱水,還可解決取暖等問題;太陽能光一電轉換具有較高的技術成分,發展與應用量較小,但是隨着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。

江蘇等地的一些示範小區率先採用太陽能熱水集中供熱系統,其承壓執行、分戶供水、智能化系統已成了住宅小區的新賣點。還有一些示範小區,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爲0.62元/次,而利用太陽能熱水器的費用則僅爲0.31元/次

5太陽能建築的應用前景

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佔4.7%和10%.目前我國太陽能熱水器的保有量已超過6001萬,而此數據的太陽能建築僅佔所有建築1%

2)環保節能

根據美國環境總署EPA的統計數據、目前世界各國建築能耗中排放的:約佔全球排放總量的30%-40%.而人們對未來:在大氣中含量的預計是,如果不採取任何措施,50年後大氣中:的含量將會達到現在的3.5倍。衆所周知,國家推廣太陽能的目的是爲了環保節能,而環保節能在另外一層意義上說就是儘量減少: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=19.475㎡的草坪吸收力=0.779㎡的落葉喬木吸收力==1.5㎡的綠地吸收力。從以上數據,我們可以明顯地看出建築應用太陽能的環保節能效應。

6結論

太陽能建築異太陽能十建築。綠色的設計理念對太陽能建築來說尤爲重要。建築應該從設計一開始就將太陽能系統考慮爲建築不可分割的一個組成部分,將太陽能外露部件與建築立面進行有機地結合,彰顯出太陽能建築的特色。完美的太陽能建築,應該從設計中就能品味出它獨特的建築風格,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築系統工程,實現太陽能與建築一體化,需要在建築的規劃、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築的完美結合。