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太陽能建筑的應用與發(fā)展

發(fā)布時間:2014-07-27 09:19

     1建筑節(jié)能的范疇 
    建筑節(jié)能,是指民用建筑在規(guī)劃、設計、建造和使用過程中,通過采用新型的節(jié)能電力電氣設備和新型墻體材料,執(zhí)行建筑節(jié)能標準,加強建筑物用能設備的運行管理,合理設計建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通道等電力電氣設備系統(tǒng)的運行效率,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。 
    建筑節(jié)能體系(圖1)可以從兩個大方面來考慮:建筑本體節(jié)能和建筑設備節(jié)能。建筑本體節(jié)能主要體現(xiàn)在建筑規(guī)劃、設計、施工過程中,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。建筑的設備節(jié)能則貫穿建筑的使用過程,涉及管理、優(yōu)化和改造等細節(jié)方面,從空調(diào)、給排水、衛(wèi)生、照明、電氣等末端設備入手,挖掘節(jié)能潛力,創(chuàng)造節(jié)能效果。 
    太陽能是典型的可再生能源,太陽能與建筑的結(jié)合體現(xiàn)在建筑的本體節(jié)能方面,但同時太陽能設備作為建筑設備的一種,在管理節(jié)能方面也具一定潛力。 
    太陽能建筑的概念 
    太陽能建筑(Solar Building),即用太陽能(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、動力等一系列功能,以滿足或部分滿足人們的生活和生產(chǎn)的需要。所謂的太陽能建筑,其利用太陽能的最高境界是“零能耗”,即建筑物所需的全部能源供應均來自太陽能,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);谝陨蠈μ柲芙ㄖ亩ㄐ苑治,太陽能建筑的特點可以概括為3條:1)既舒適義健康;2)節(jié)約一次能源;3)減少對環(huán)境的破壞和污染。 
    太陽能建筑的典型建筑結(jié)構(gòu)類型    
  太陽能建筑的宗旨是在不破壞建筑立面的前提條件下,注重太陽能系統(tǒng)的安全性、實用性和智能性。然而,在太陽能與建筑的結(jié)合問題上,綜合各方面考慮,目前仍存在諸多問題。 
    1)太陽能產(chǎn)品制造商,往往只強調(diào)產(chǎn)品的功能,而忽視了建筑的特點與要求,使太陽能產(chǎn)品與建筑物成為兩個獨立的部分;太陽能產(chǎn)品由于沒有與建筑設計相結(jié)合,因此會破壞原有建筑的整體外觀形象,進而破壞環(huán)境;而且目前的太陽能產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,建筑設計師即使在設計中考慮使用太陽能產(chǎn)品,也很難將太陽能產(chǎn)品有機地融人到設計中,使太陽能產(chǎn)品成為建筑設計中的“雞肋”。 
    2)建筑設計院,仍有不少建筑設計師缺乏綠色生態(tài)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(chǎn)品大都在建筑施工過程中臨時安裝,即“事后狀態(tài)”下安裝,結(jié)果影響到建筑群體,筆耕文化推薦期刊,甚至整個城市的建筑風貌。
     3)政府規(guī)劃機構(gòu),往往不能夠?qū)⒕G色環(huán)保的理念和相關政策很好結(jié)合。雖然江蘇地區(qū)已出臺12層以下民用建筑必須安裝太陽能熱水器的強制性政策,但由于其它相關配套設施、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(chǎn)品的生產(chǎn),導致推廣效果不好、范圍不廣。 
    針對以上問題,解決方案如下:(I)太陽能產(chǎn)品的生產(chǎn)商應更多地了解建筑設計的需求,開發(fā)推出多款適合建筑結(jié)構(gòu)利用的系列和型號;(2)建筑師在設計初期,即將太陽能系統(tǒng)包含的所有內(nèi)容都當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)加強太陽能產(chǎn)品生產(chǎn)商、建筑師、政府機構(gòu)的交流與溝通,從設計階段即將太陽能產(chǎn)品與建筑真正的融為一體,并配以后期的政府激勵政策、規(guī)范的市場引導機制,太陽能產(chǎn)品一定可以在建筑節(jié)能中發(fā)揮更大作用。在各領域的合作之下,太陽能建筑必將達到完美與和諧的統(tǒng)一。太陽能系統(tǒng)與建筑設計一體化的設計思路,也將得以持續(xù)和發(fā)展。 
    4太陽能建筑的典型應用模式 
    太陽能的應用,從技術途徑看,主要分為光一熱轉(zhuǎn)換技術和光一電轉(zhuǎn)換技術;從具體應用范圍看,主要有太陽能熱水供應、太陽能地板采暖、太陽能溫水游泳池、太陽能空調(diào)、太陽能路燈等5大系列。到目前為止,太陽能光一熱轉(zhuǎn)換技術發(fā)展已較為成熟,不僅可以提供人們生活所需熱水,還可解決取暖等問題;太陽能光一電轉(zhuǎn)換具有較高的技術成分,發(fā)展與應用量較小,但是隨著光電轉(zhuǎn)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(fā)展市場。 
    5太陽能建筑的應用前景 
    1)應用空間大 
    我國具有豐富的太陽能資源,在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動發(fā)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占4.7%和10%。目前我國太陽能熱水器的保有量已超過6 001)萬mz,而此數(shù)據(jù)的太陽能建筑僅占所有建筑1% 
    2)環(huán)保節(jié)能 
    根據(jù)美國環(huán)境總署EPA的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、目前世界各國建筑能耗中排放的:約占全球排放總量的30%-40%。而人們對未來:在大氣中含量的預計是,如果不采取任何措施,50年后大氣中:的含量將會達到現(xiàn)在的3.5倍。眾所周知,國家推廣太陽能的目的是為了環(huán)保節(jié)能,而環(huán)保節(jié)能在另外一層意義上說就是盡量減少: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(jù)科學計算,可以總結(jié)出如下等式:1 m=的太陽能集熱器“95.39 kg標煤產(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用太陽能的環(huán)保節(jié)能效應。 

 

 



本文編號:7333

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