淺析節能建筑對太陽能儲存能力設計的方案

【摘 要】 眾所周知，太陽能作為一種可再生的能源，它是可以取之不盡，并且用之不竭的。因此，現代化節能建筑對太陽能資源的充分利用，具有非常重要的社會意義、經濟意義以及新能源安全的戰略性意義。它不僅能夠節省能源開發利用的開支，而且還能夠代替或者降低不可再生資源的使用，以減小對自然環境的污染。目前，我國在利用太陽能方面的技術日趨成熟，且它與建筑的一體化趨勢日漸明顯。本文主要從節能建筑中，太陽能的采暖、太陽能空調以及太陽能熱水器三方面，來闡述節能建筑對太陽能儲存能力的設計。

【關鍵詞】 節能建筑；太陽能；儲存能力

目前，太陽能在我國節能建筑中的應用主要體現在太陽能的熱利用技術和太陽能的光電技術。而從現階段我國太陽能的實際使用情況，以及居民們在實際使用過程中的承受能力范圍來看，其中的光電技術的投入成本過高，還不太適合現階段節能建筑的使用。所以，太陽能的熱利用技術就成為了主要的使用方式，而其中又以采暖、空調以及熱水供應系統三方面為主要形式。同時，這三方面也可以概括為節能建筑對太陽能存儲能力的設計與應用。

一、節能建筑與太陽能技術一體化

什么才算作是節能建筑與太陽能技術的一體化呢？只是簡單的將太陽能技術使用在節能建筑中嗎？或者只是把這二者加在一起就可以了嗎？其真實情況遠非這么簡單。所謂的“一體化”，并不是將它們之間作一個簡單的加法，而是在相加之后得出的一個整合情況。也就是可以理解為，在節能建筑剛開始設計的時候，就要把太陽能技術所包含的所有內容，都作為節能建筑必不可少的設計元素加以考慮進去，科學、合理且巧妙地把太陽能技術融入到節能建筑的設計當中。

在現代化的城市中，它所強調的是太陽能技術和節能建筑設計理念之間的變化與動態相結合，而不是一種死板、僵硬的形式。它所重視的是設計法案的系統性，并非一種單一的自我表現形式。它忠于的是與自然環境間的關系，而不是讓建筑物孤立地存在。這其中，節能建筑對太陽能儲存能力的設計是一個最基本也是最為關鍵的因素，沒有做好太陽能的存儲能力設計，就無法使太陽能技術得到應有的發揮。反之，當它完美地設計好節能建筑中的太陽能存儲能力，就可以輕而易舉地展現出太陽能技術的優勢與作用。

二、太陽能存儲能力之采暖系統的設計

1.被動式采暖

太陽能的被動式采暖就是充分利用節能建筑的本身結構，順利完成太陽能的集熱和蓄熱以及發熱的功效。目前，常用到的被動式采暖主要包括三種：蓄熱墻、直接受益式以及附加陽光間。

其中，蓄熱墻的使用目的是在寒冷的冬天，把射入室內的太陽能輻射熱給存儲起來，然后在氣溫下降的時候，又以對流的方式逐漸釋放熱量。墻體間有一層玻璃朝著太陽，陽光透過玻璃射到墻上時，一方面，墻體可以存儲熱量，另一方面，玻璃和墻體間的空氣也可以加熱。它的特點是經濟實惠，使用范圍廣。直接受益式是把陽光照射到的地面與墻體作為蓄熱結構，或者是直接把陽光引入到室內，白天收集太陽能熱量，晚上釋放熱量。附加陽光間和蓄熱式很相近，就是把玻璃墻改成一個陽光間，從而利用陽光間的熱空氣和蓄熱的墻來收集太陽能熱量。它的特點是結構簡單，對節能建筑的外立面的影響較小。

2.主動式采暖

太陽能的主動式采暖就是，充分利用太陽能的集熱器來吸收太陽能的熱量，以此作為采暖的熱量源，向采暖的系統提供低溫熱水，并且通過室內部分的采暖，去順利完成室內的加溫，進而是室內的溫暖達到建筑的設計要求。

結合上述兩種采暖的方式來看，在室外氣溫較高的區域，適宜采用被動式取暖；而對于夏熱冬冷的區域，最好是把被動式和主動式相結合使用。

三、太陽能存儲能力之空調系統的設計

現階段，實現太陽能空調的途徑主要有兩種：其一是先進行光-電轉換，再采用電力推動的壓縮式制冷劑來制冷；其二是利用光-熱轉換來達到熱能制冷的效果。相比而言，前面一種相對簡單，但是成本較高，不適于普遍使用。所以，國內目前的太陽能空調主要是以后者為主，而它又主要是采取吸收式制冷的形式。

太陽能的吸收式制冷，主要是利用太陽集熱器來給吸收式制冷機，提供所需的熱媒水。而熱媒水的溫度越高，其制冷機性能的系數就會越高，空調的制冷效果也就隨之提高。夏天，被集熱器所加熱的熱水，首先進入到儲水箱，當它的熱水的溫度到達一定的數值時，再由儲水箱往制冷機里面提供熱媒水；從制冷機里面流出來且已經降了溫的熱水又流回儲水箱，再通過集熱器把它加熱成高溫水；制冷機所產生的冷媒水通往空調箱，以達到空調制冷的效果。

利用太陽能儲存能力的空調系統，相對常規的空調而言，有以下優勢：第一，它的季節適應性能比較好，系統的制冷性能會隨著太陽輻射能量的增加而增強，這正好適應了人們夏季對空調的要求；第二，常規空調以氟里昂為介質，對環境有很大的污染影響，而太陽能的吸收式制冷機則是無毒無害的，對環境保護很有利；第三，同一系統的太陽能吸收式空調，它可以把夏季制冷和冬季采暖以及其它季節的提供熱水相結合，大大地提高了其利用效率。

四、太陽能存儲能力之熱水系統的設計

太陽能在節能建筑中的運用，主要是以太陽能熱水器為主，而它按照集熱裝置的不同又可以分為三大類別：悶曬式熱水器、平板式熱水器以及真空管熱水器。在經過了長足的發展之后，真空管熱水器逐漸占據了太陽能熱水器的主導地位。所以，在我國大多數的節能建筑中，其太陽能熱水器主要采用的是真空管式的熱水器。而現代城市的節能建筑中又以太陽能的熱水工程的集中供熱為主要形式。

太陽能的熱水工程的集中供熱，與家用的熱水器不同的地方在于，它并不是一個單獨的帶水箱集熱器，來滿足每家每戶的小容量供熱器，而是由多個集熱器所串聯起來并吸收太陽能，將產生的大容量熱水儲存于集熱水箱中，再經過各種傳感器與自動控制的系統來管理循環水管，凈熱水再通過建筑給排水管道系統進入各房屋用水點。為了確保用戶全天候的用水需求，充分考慮到太陽的日照以及不穩定性和間隙性，在陰天沒有太陽光的時候還需配備專有的輔助能源系統。

太陽能熱水器與節能建筑的結合形式有很多種，主體可以分為屋面隱藏性和墻體性兩大類。如果從節能建筑的設計開始就能把太陽能與建筑融為一體，這樣不僅能夠增添商房的功效，而且還可以滿足住戶的實際的需求。

結束語：

隨著市場經濟的不斷發展，我國建筑業也獲得了更大的發展空間，與此同時，建筑節能問題也受到了越來越多的關注。太陽能的運用是當前一種普遍運用的節能措施，通過科學的建筑節能材料的選擇，能夠有效的增強太陽能存儲能力，這對于發展建筑節能技術有著重要的推動意義，在促進我國建筑事業的持續發展方面，也將發揮巨大的推動力。

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