Kaiyun官方网站登录入口网址 太阳能资讯：建筑节能技术及太阳能绿色环保建筑的应用与发展远景

新型建筑节能技术是一个国家先进发展和绿色环保的重要标志，新能源的利用是实现建筑可持续发展的重要手段。本文对建筑节能及太阳能建筑技术的推广应用进行了分析和探讨。太阳能技术的利用将是未来人类获取能源的重要途径，在人类社会活动中，地下资源的利用已经面临短缺的困境，势必影响到人类的生存，而太阳能建筑的利用将是一条可行的途径。建筑节能已经成为人们日益关注的重大问题，当今社会十分关注建筑项目的能耗问题以及建筑在使用过程中的长期能耗问题，因此需要根据建筑设计的节能要求，大力推广太阳能建筑技术的应用，特别是推广太阳能建筑技术的利用。

太阳能热利用技术是建筑节能中应用最为广泛的技术，目前太阳能发电系统中太阳能光电转换率较低，主要有太阳能热水和被动式太阳能供热技术，在我国，太阳能热利用光热大量流失，需要经过热→电→热的两次能量转换，而太阳能热水系统的发展始于20世纪80年代，只是将太阳能简单化，在转换和传输过程中增加了能量的损失，简单地直接转化为生活用水加热，停留在较低的应用水平，太阳能利用率就更低了。针对以上情况，在欧洲，太阳能热水系统主要作为辅助热源和常规能源系统，学者们提出了太阳能墙体、光伏组件与建筑墙体一体化的方案，在为生活、洗浴提供热水的同时，集发电、采暖、通风、建筑围护结构于一体，太阳能系统还为建筑提供采暖，是典型的太阳能低温地板辐射。墙体最外层为光伏幕墙，采用辐射热交换系统原理安装，与建筑一体化成为太阳能热水系统发展的目标和方向，通过顶部风管进入空调新风系统或直接排出房间；并显著提高围护结构的保温性能。

1 太阳能与建筑结合的优势和优点

1.1太阳能技术与建筑结合，可以有效降低建筑能耗。

1.2太阳能与建筑相结合，将电池板和集热器安装在屋顶或屋面，不需要额外占用土地，节省土地资源。

1.3太阳能与建筑相结合，现场安装，就地发电、就地供热水，无需设置额外的输电线路和热水管道，减少了对市政设施的依赖，也减轻了市政建设的压力。

1.4 太阳能产品无噪音、无排放、不消耗任何燃料，容易被公众接受。

2 建筑节能技术

建筑节能是技术进步的重要标志，利用新能源是实现建筑可持续发展的重要内容。在现有条件下，建筑节能主要采用以下五种技术措施：

2.1减少建筑表面积。建筑表面积的测量值就是体形系数。控制建筑体形系数的重点是平面设计，当平面过于凸凹时，建筑表面积就会增大。例如住宅建筑设计中，卧室、卫生间的开窗经常存在问题，由于卫生间的窗户向平面内凹陷很多，无形中就增加了建筑表面积。另外，飘窗、露台等构造不利于节能。因此，平面设计时，要综合考虑各方面因素，在满足使用功能的前提下，将建筑体形系数控制在合理有效的范围内。另外，立面造型、层高控制等也会影响建筑体形系数。进入21世纪，许多高层建筑采用矩形平面、矩形组合，相应减少了建筑表面积，使整体尺寸更加协调，又保持了建筑的美观，有利于建筑节能，体现了建筑设计理念的新思维。

2.2重视围护结构设计。建筑物的能耗和热耗主要体现在外围护结构上。围护结构设计主要包括：选择围护结构材料和结构、确定围护结构传热系数、计算受周围冷热桥影响的外墙平均传热系数、计算围护结构热工性能指标和保温层厚度等。在外墙外侧或内侧增加一定厚度的保温材料，提高墙体的保温性能，是现阶段墙体节能的重要措施。目前，外墙保温大多采用聚苯乙烯泡沫板材料。在施工过程中，遵循保温材料的施工规程，加强保温板的粘结和牢固固定，确保边缘和底部的质量，以达到保温效果。同时，屋顶是热量波动最大的部位，需要采取有效措施，增加保温效果和耐久性。

2.3合理控制窗墙面积比。外门窗与自然环境的接触面也很大，许多分析和试验表明，门窗约占总热能消耗的50%左右。门窗节能设计将明显提高节能效果。要选择热阻值高的门窗框材料，现在许多门窗框材料常采用塑钢框、隔热铝合金框、低辐射镀膜中空玻璃等。窗户的气密性要好，要严格控制窗墙面积比，北面不留大窗、飘窗，其他方向也不宜采用飘窗。工程实践中，许多住宅建筑为了立面效果，采用大窗。在无法减少大面积窗户的情况下，也应采取措施：如尽可能将窗户布置在南侧，增加固定窗数量，加强框架和窗户边缘的密封，并根据规定进行称重和计算，以达到建筑整体的节能效率。

2.4加强其他部位的保温措施。其他部位如楼板、楼板、栏杆、冷热桥等保温措施均应做保温处理。寒冷、极寒地区应对建筑周边地面进行处理，对不设暖气的楼梯间的墙体及透光窗、单元门入口、阳台地面及门窗处理等进行处理。需要注意的是，与外界接触的门应采用保温门，外飘窗应采用上下挑板及侧板，所有与外界接触的板都必须做保温节能处理。现在建筑采用专门的节能设计软件，通过综合计算满足各项热工指标。根据热工指标，采取相应的结构措施，使建筑整体满足节能要求。

2.5 综合采取其他节能措施，实现节能目标。此外，采取其他节能控制措施如安装热量表、热控开关等，保持温度均衡，也是降低能耗的必要手段。其实，建筑节能的主要内容，除了采暖、空调外，还应包括通风、家用电器、热水和照明等。如果所有家用电器都是节能产品，节能潜力就更大，效果也更明显。

3 太阳能建筑技术

太阳能建筑可分为主动式和被动式两种类型。利用机械装置收集、储存太阳能，并在需要时向房间提供热能的建筑称为主动式太阳能建筑；通过建筑布局、结构处理，根据当地气候条件选择性能良好的热工材料，较少使用机械设备，吸收、储存太阳能的建筑称为被动式太阳能建筑。

太阳能建筑的平面布置应尽量使长边为南北方向。使集热面在南向30°以内。并根据当地气象条件和位置作适当调整，以达到最佳阳光照射效果。集热间接蓄热墙体是被动式太阳能建筑的一种形式。它充分利用南方太阳辐射热量大的特点，在朝南的墙体上加设一层透光罩，使透光罩与墙体之间形成空气层。为使透光罩内最大限度地吸收阳光照射，在空气夹层内壁面涂敷吸热材料。当太阳照射时，使空气夹层内的空气和墙体升温，此时所吸收的热量分为两部分，一部分气体被加热后，利用温差压力形成气流，通过与室内连通的上下通风口与室内空气循环对流，从而提高室内温度；另一部分热量加热墙体，利用墙体的蓄热能力储存热量，当夜间气温下降时，再把储存在墙体中的热量释放到室内，从而达到白天和夜间适宜的温度。

当夏季高温到来时，将透光外罩内空气层与室外连通的通风口打开，与室内连通的通风口关闭。室外通风口的上部通向大气，下部通风口最好通向周围空气温度低的地方，如阴凉处或没有阳光照射的地下空间。这样，当空气层温度升高时，气流很快流向上部通风口，将热空气排到室外。随着空气的继续流动，凉爽的空气通过下部通风口进入空气层。此时，空气层内的温度低于室外温度，室内热空气通过墙体向空气层散热，达到夏季降低室温的效果。

从被动式工作原理可以看出材料性能在太阳能建筑中起着重要作用。传统上采用玻璃作为透光材料，透光率一般在65%~85%之间，而目前使用的透光板透光率可达92%。储热材料：利用一定厚度的墙体，或者改变墙体的材料，如采用水墙作为储热体，增加墙体的储热能力。另外，设置储热室也是一种储热方式。储热室的传统做法是在储热室内堆放鹅卵石，当热空气流经储热室时开yun体育官网入口登录APP下载安装苹果，鹅卵石被加热。在夜间或阴雨天，鹅卵石散发的热量又可以输送回室内。由于被动式太阳能建筑简单易行，太阳能建筑得到了广泛的应用，如多层建筑、通讯站、住宅等。现在高层建筑也利用了这个原理：玻璃幕墙分层设置，在外墙楼板上下接缝处设置可控制的进出风口，这样既利用了太阳能，又美化了建筑立面，是太阳能技术的具体体现。

主动式太阳能建筑利用机械设备将收集到的热能输送到各个房间，扩大太阳能吸收面，如屋顶、斜坡、庭院等日照强的地方，都可以作为太阳能吸收面，同时在需要的地方设置蓄热室，这样将采暖系统与热水供应系统合二为一，配合有效的热能控制设备，使太阳能的利用更加合理。

主动式太阳能供热系统的运行过程为：系统装有两台风机，一台为太阳能集热器风机，一台为加热风机，当依靠太阳直接辐射供热时，两台风机同时运转，使室内空气直接进入太阳能集热器，然后又返回室内。若长期阴雨天气，热量较低，则采用辅助加热，此时蓄热室不工作。热风系统采用电动风门控制气流，当采用直接加热时，空气控制器内两台电动风门转动，使空气流入室内。在太阳能集热器出口处安装热水盘管，可使室内热水供应系统与太阳能供热系统合二为一。

当太阳能集热器所收集的热量超过房间需要时，集热器风机启动，加热器风机停止。通向房间的电动门关闭。来自太阳能集热器的热空气向下流到蓄热室的卵石层，将热量储存在卵石中，直到卵石层完全加热，蓄热室的蓄热量达到饱和状态。当夜间没有太阳辐射时，必须从蓄热室取热。此时，关闭空气控制器中的第一个电动风门，打开第二个电动风门，启动加热风机，使室内空气从下往上循环通过蓄热室的卵石层进行加热，然后返回加热控制系统。当蓄热室有足够的热量时，进入空调器的空气温度仅略低于直接从太阳能集热器出来的温度。这个循环将一直持续，直到蓄热室卵石层的热差没有完全释放。然后，如果有辅助加热器，则启动辅助加热器。如果蓄热室蓄热量达到饱和或夏季没有供暖需求，太阳能集热器仍然工作，用于热水供应系统加热。

太阳能建筑种类繁多，工作原理基本相似。有些建筑采用水作为热交换的介质。这样，在同样的热效应下，系统内所有设备体积都可以缩小，还可以与其他能源共用热水系统，这是采用水作为介质的最大优点。另一种能源是利用地热作为热源，其工作过程是从地下水中提取热量，通过供暖系统将热量送到室内，制冷时则反向运行，工作原理与空调机组相同。缺点是机组长时间连续工作时，可能出现供热量不足的情况。因此，在地热资源丰富的地方比较适用。

4 对节能建筑的期望

太阳能只有在有阳光照射的时候才能采集，阴天和夜晚则无法采集热量，因此采集的热量也有限。而阴雨天和夜晚往往是需要热量的时候，影响了太阳能建筑的发展。如果将地热资源与太阳能结合起来，采取有效的技术措施进行能量转换，采用合理的热控技术，采用优良的热工材料，那么新型环保节能建筑就会得到大力发展。可见环保节能的应用是一项很综合的技术，要得到大力发展必须解决一些具体问题。

4.1节能措施要切实可行：新能源的利用是以节能措施为基础的，因此围护结构的保温性能非常重要。因此与外界接触的外墙、门窗、梁、楼板等也必须保温，也就是冷桥部分。总之必须符合规范、法规及行业的保温要求。

4.2应解决热能综合利用与控制技术；单纯利用太阳能、地热能有一定的局限性，新能源的利用要根据当地的自然资源条件，综合应用，才能发挥效益。配以必要的辅助热源，才能保证正常供暖。综合控制技术是根据建筑室内温度需求和热源供给情况，自动切换对房间供热，达到温度稳定。根据目前自动控制技术、热工材料、热交换设备、热电元件功能的进步，完全可以解决这些技术。

4.3 太​​阳能仍是节能与新能源中的最佳选择，而节能与太阳能的应用对建筑的外观有一定的影响。因此，在建筑设计中，要妥善处理建筑的立面和屋顶的外观结构以收集热源，这不仅关系到热效率，也关系到建筑的整体效果。

目前研究最多的太阳能光伏发电技术与建筑的结合是建筑光伏一体化系统（BIPV）。该系统能将太阳能发电单元完美地集成到建筑物的墙面或屋顶上，其工作原理与普通光伏发电系统完全相同，唯一的区别是，太阳能组件既作为系统发电机，又作为建筑外墙材料。BIPV系统所采用的光伏组件可以是透明的，也可以是半透明的，这样光线仍能透过光伏组件射入室内，不影响室内采光。BIPV系统能就地发电、就地使用，具有诸多优点：利用太阳作为能源发电，可达到节能环保的要求；节省电网投资，减少输电损耗；彩色光伏组件可替代昂贵的外墙材料，既有装饰作用，又能降低太阳能发电系统造价；缓解用电需求；作为建筑物外墙防护，具有隔音、隔热作用；改善室内热环境。国外对建筑光伏一体化系统的研究由来已久，但目前还处于建筑实验室阶段。美国、欧洲、日本均已启动国家级BIPV系统发展计划；我国上海交通大学太阳能研究所已开展这方面的研究，试制了太阳能光伏屋顶一体化系统，并建设了生态能源房。建筑光伏一体化系统成本较高，短时间内难以在建筑中应用。成本高主要来自于光伏转换系统价格昂贵，设计难度不大。

综上所述，建筑节能是技术进步的重要标志开yun体育官网入口登录苹果，而新能源的利用是实现建筑可持续发展的重要内容，也是世界各国采取的节能措施。在未来的发展中kaiyun体育登陆网入口手机版，太阳能与新型节能建筑的应用，才能以最低的能耗，让居住环境更加舒适、更加洁净，具有更好的节能效益和社会效益。