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淺論太陽(yáng)能建筑的應(yīng)用與前景

時(shí)間: 若木1 分享
  論文關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能 太陽(yáng)能建筑 環(huán)保節(jié)能
  論文摘要:文章闡述了建筑節(jié)能的范疇,提出了“太陽(yáng)能建筑”這一概念,并簡(jiǎn)要概括了大陽(yáng)能建筑的結(jié)構(gòu)類型及其應(yīng)用模式。同時(shí),太陽(yáng)能建筑作為一項(xiàng)生態(tài)環(huán)保的綠色技術(shù),符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的能源方向,值得大力推廣
  前言
   隨著能源結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整,世界各國(guó)都把能源問(wèn)題放到了關(guān)系國(guó)際民生的戰(zhàn)略位置。我國(guó)從可持續(xù)發(fā)展、人與自然相和諧的戰(zhàn)略高度,提出了新能源建筑的理念,提出要積極開發(fā)和推廣利用可再生能源,如風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿?。?jù)專家估計(jì),到21世紀(jì)中葉,可再生能源將占世界電力市場(chǎng)的3/5,燃料市場(chǎng)的2/5。而太陽(yáng)能,在21世紀(jì)即將進(jìn)人一個(gè)快速發(fā)展的階段,“太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)”將成為未來(lái)全球能源結(jié)構(gòu)的主流方向之一。
  1建筑節(jié)能的范疇
   建筑節(jié)能,是指民用建筑在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過(guò)程中,通過(guò)采用新型的節(jié)能電力電氣設(shè)備和新型墻體材料,執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)建筑物用能設(shè)備的運(yùn)行管理,合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和通道等電力電氣設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源的活動(dòng)。
   建筑節(jié)能體系(圖1)可以從兩個(gè)大方面來(lái)考慮:建筑本體節(jié)能和建筑設(shè)備節(jié)能。建筑本體節(jié)能主要體現(xiàn)在建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中,判斷節(jié)能與否主要看建筑是否采用新型節(jié)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(jié)能材料和可再生能源的使用率等等。建筑的設(shè)備節(jié)能則貫穿建筑的使用過(guò)程,涉及管理、優(yōu)化和改造等細(xì)節(jié)方面,從空調(diào)、給排水、衛(wèi)生、照明、電氣等末端設(shè)備入手,挖掘節(jié)能潛力,創(chuàng)造節(jié)能效果。
   太陽(yáng)能是典型的可再生能源,太陽(yáng)能與建筑的結(jié)合體現(xiàn)在建筑的本體節(jié)能方面,但同時(shí)太陽(yáng)能設(shè)備作為建筑設(shè)備的一種,在管理節(jié)能方面也具一定潛力。
  2太陽(yáng)能建筑的概念
   太陽(yáng)能建筑(Solar Building),即用太陽(yáng)能(Solar Ener-gy)代替部分常規(guī)能源,為建筑物和居民提供采暖、熱水、空調(diào)、照明、通風(fēng)、動(dòng)力等一系列功能,以滿足或部分滿足人們
  
  的生活和生產(chǎn)的需要。所謂的太陽(yáng)能建筑,其利用太陽(yáng)能的最高境界是“零能耗”,即建筑物所需的全部能源供應(yīng)均來(lái)自太陽(yáng)能,常規(guī)能源消耗為零;從而真正做到環(huán)保清潔、綠色生態(tài)。
   基于以上對(duì)太陽(yáng)能建筑的定性分析,太陽(yáng)能建筑的特點(diǎn)可以概括為3條:1)既舒適義健康;2)節(jié)約一次能源;3)減少對(duì)環(huán)境的破壞和污染。
  3太陽(yáng)能建筑的典型建筑結(jié)構(gòu)類型
   在倡導(dǎo)綠色能源、可持續(xù)發(fā)展的今天,太陽(yáng)能作為最經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的能源之一,愈來(lái)愈受人們重視。目前太陽(yáng)能建筑的典衛(wèi)建筑結(jié)構(gòu)類型有陽(yáng)臺(tái)壁掛型(圖2),屋面貼合型(圖3)、集中供熱型(圖4)、集中分戶型(圖5,等等。
  
  太陽(yáng)能建筑的宗旨是在不破壞建筑立面的前提條件下,注重太陽(yáng)能系統(tǒng)的安全性、實(shí)用性和智能性。然而,在太陽(yáng)能與建筑的結(jié)合問(wèn)題上,綜合各方面考慮,目前仍存在諸多問(wèn)題。
   I)太陽(yáng)能產(chǎn)品制造商,往往只強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的功能,而忽視了建筑的特點(diǎn)與要求,使太陽(yáng)能產(chǎn)品與建筑物成為兩個(gè)獨(dú)立的部分;太陽(yáng)能產(chǎn)品由于沒(méi)有與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合,因此會(huì)破壞原有建筑的整體外觀形象,進(jìn)而破壞環(huán)境;而且目前的太陽(yáng)能產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,建筑設(shè)計(jì)師即使在設(shè)計(jì)中考慮使用太陽(yáng)能產(chǎn)品,也很難將太陽(yáng)能產(chǎn)品有機(jī)地融人到設(shè)計(jì)中,使太陽(yáng)能產(chǎn)品成為建筑設(shè)計(jì)中的“雞肋”。
   2)建筑設(shè)計(jì)院,仍有不少建筑設(shè)計(jì)師缺乏綠色生態(tài)的理念,根本不考慮太陽(yáng)能及其他綠色能源的使用,造成太陽(yáng)能產(chǎn)品大都在建筑施工過(guò)程中臨時(shí)安裝,即“事后狀態(tài)”下安裝,結(jié)果影響到建筑群體,甚至整個(gè)城市的建筑風(fēng)貌。
  3)政府規(guī)劃?rùn)C(jī)構(gòu),往往不能夠?qū)⒕G色環(huán)保的理念和相關(guān)政策很好結(jié)合。雖然江蘇地區(qū)已出臺(tái)12層以下民用建筑必須安裝太陽(yáng)能熱水器的強(qiáng)制性政策,但由于其它相關(guān)配套設(shè)施、標(biāo)準(zhǔn)的不完善,尤其是太陽(yáng)能施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)一塊,仍存在爭(zhēng)議點(diǎn)。在一定程度上影響了太陽(yáng)能產(chǎn)品的生產(chǎn),導(dǎo)致推廣效果不好、范圍不廣。
   針對(duì)以上問(wèn)題,解決方案如下:(I)太陽(yáng)能產(chǎn)品的生產(chǎn)商應(yīng)更多地了解建筑設(shè)計(jì)的需求,開發(fā)推出多款適合建筑結(jié)構(gòu)利用的系列和型號(hào);(2)建筑師在設(shè)計(jì)初期,即將太陽(yáng)能系統(tǒng)包含的所有內(nèi)容都當(dāng)作建筑不可或缺的元素加以考慮,使之成為建筑組成的一部分;(3)加強(qiáng)太陽(yáng)能產(chǎn)品生產(chǎn)商、建筑師、政府機(jī)構(gòu)的交流與溝通,從設(shè)計(jì)階段即將太陽(yáng)能產(chǎn)品與建筑真正的融為一體,并配以后期的政府激勵(lì)政策、規(guī)范的市場(chǎng)引導(dǎo)機(jī)制,太陽(yáng)能產(chǎn)品一定可以在建筑節(jié)能中發(fā)揮更大作用。在各領(lǐng)域的合作之下,太陽(yáng)能建筑必將達(dá)到完美與和諧的統(tǒng)一。太陽(yáng)能系統(tǒng)與建筑設(shè)計(jì)一體化的設(shè)計(jì)思路,也將得以持續(xù)和發(fā)展。
  4太陽(yáng)能建筑的典型應(yīng)用模式
   太陽(yáng)能的應(yīng)用,從技術(shù)途徑看,主要分為光一熱轉(zhuǎn)換技術(shù)和光一電轉(zhuǎn)換技術(shù);從具體應(yīng)用范圍看,主要有太陽(yáng)能熱水供應(yīng)、太陽(yáng)能地板采暖、太陽(yáng)能溫水游泳池(圖6)、太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能路燈(圖7)等5大系列。到目前為止,太陽(yáng)能光一熱轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展已較為成熟,不僅可以提供人們生活所需熱水,還可解決取暖等問(wèn)題;太陽(yáng)能光一電轉(zhuǎn)換(圖8)具有較高的技術(shù)成分,發(fā)展與應(yīng)用量較小,但是隨著光電轉(zhuǎn)化技術(shù)的進(jìn)一步成熟,以及太陽(yáng)能光一電板成本的進(jìn)一步降低,太陽(yáng)能應(yīng)用必將具有更廣泛的空間和發(fā)展市場(chǎng)。
   江蘇等地的一些示范小區(qū)率先采用太陽(yáng)能熱水集中供熱系統(tǒng)(圖9),其承壓運(yùn)行、分戶供水、智能化系統(tǒng)已成了住宅小區(qū)的新賣點(diǎn)。還有一些示范小區(qū),利用太陽(yáng)能的初期光電轉(zhuǎn)換,使小區(qū)的門樓牌、指示牌、警示牌等白天吸光,夜晚發(fā)亮,既方便住戶晚間出人,又節(jié)約物管費(fèi)用。另外,據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì):用電熱水器洗澡的費(fèi)用約為0.62元/次,而利用太陽(yáng)能熱水器的費(fèi)用則僅為0.31元/次
  
  5太陽(yáng)能建筑的應(yīng)用前景
   1)應(yīng)用空間大
   我國(guó)具有豐富的太陽(yáng)能資源,在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動(dòng)發(fā)展兩種模式下,預(yù)測(cè)2050年我國(guó)太陽(yáng)能利用在總能源供給中分別占4.7%和10%。目前我國(guó)太陽(yáng)能熱水器的保有量已超過(guò)6 001)萬(wàn)mz,而此數(shù)據(jù)的太陽(yáng)能建筑僅占所有建筑1%
   2)環(huán)保節(jié)能
   根據(jù)美國(guó)環(huán)境總署EPA的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、目前世界各國(guó)建筑能耗中排放的:約占全球排放總量的30%-40%。而人們對(duì)未來(lái):在大氣中含量的預(yù)計(jì)是,如果不采取任何措施,50年后大氣中:的含量將會(huì)達(dá)到現(xiàn)在的3.5倍。眾所周知,國(guó)家推廣太陽(yáng)能的目的是為了環(huán)保節(jié)能,而環(huán)保節(jié)能在另外一層意義上說(shuō)就是盡量減少:的排放。換個(gè)概念,使用太陽(yáng)能減少:排量與綠地吸收的效果相一致。據(jù)科學(xué)計(jì)算,可以總結(jié)出如下等式:1 m=的太陽(yáng)能集熱器“95.39 kg標(biāo)煤產(chǎn)生的熱量之70.11 kg =19.475 m2的草坪吸收力=0.779 m2的落葉喬木吸收力==1.5 m2的綠地吸收力。從以上數(shù)據(jù),我們可以明顯地看出建筑應(yīng)用太陽(yáng)能的環(huán)保節(jié)能效應(yīng)。
  6結(jié)論
   太陽(yáng)能建筑異太陽(yáng)能十建筑。綠色的設(shè)計(jì)理念對(duì)太陽(yáng)能建筑來(lái)說(shuō)尤為重要。建筑應(yīng)該從設(shè)計(jì)一開始就將太陽(yáng)能系統(tǒng)考慮為建筑不可分割的一個(gè)組成部分,將太陽(yáng)能外露部件與建筑立面進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合,彰顯出太陽(yáng)能建筑的特色。完美的太陽(yáng)能建筑,應(yīng)該從設(shè)計(jì)中就能品味出它獨(dú)特的建筑風(fēng)格,體現(xiàn)出一種理性、高科技、時(shí)尚和未來(lái)的美。
   綜上所述,在我國(guó)大力推廣太陽(yáng)能建筑系統(tǒng)工程,實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與建筑一體化,需要在建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、使用、維護(hù)以及改造等活動(dòng)中,讓房地產(chǎn)開發(fā)商、太陽(yáng)能企業(yè)、設(shè)計(jì)單位、政府監(jiān)管部門形成共識(shí),才能真正實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與建筑的完美結(jié)合。
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