太陽能建筑一體化

摘 要：隨著改革開放和經濟發展，我國太陽能建筑的面積日趨增大，建筑節能是近年來世界建筑發展的一個基本趨向，也是當代建筑科學技術的一個新的生長點，文章重點就太陽能建筑一體化的發展趨勢進行了分析和探討。

關鍵詞：智能建筑；太陽能建筑；一體化

綠色的設計理念對太陽能建筑來說尤為重要。建筑應該從設計一開始就將太陽能系統考慮為建筑不可分割的一個組成部分，將太陽能外露部件與建筑立面進行有機地結合，彰顯出太陽能建筑的特色。完美的太陽能建筑，應該從設計中就能品味出它獨特的建筑風格，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筑系統工程，實現太陽能與建筑一體化，需要在建筑的規劃、設計、建造、使用、維護以及改造等活動中各個部門形成共識，才能真正實現太陽能與建筑的完美結合。

1、太陽能建筑概述

太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何污染。據計算，太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于500萬噸煤。因此，太陽能與智能建筑一體化是未來太陽能技術發展的主要方向。

2、太陽能建筑一體化的應用

現在中國的建筑，99%都是高能耗建筑。高能耗往往帶來高污染，而且居住者和使用者都不會感到舒適。對于中國這個資源緊缺、人口眾多的國家，高能耗并不是可持續發展之路。因此，無論從地球環境的角度，還是從居住者長久的居住利益角度，或者子孫后代角度，都要建造低能耗、高舒適度的建筑，為將來的可持續發展做準備，對地球好，對環境好，也對居住者好。現階段太陽能與建筑一體化的綜合應用方式主要包括：太陽能光熱與建筑一體化、太陽能光伏與建筑一體化、太陽能與常規能源綜合應用一體化。現階段我國利用太陽能方面主要還是表現在使用太陽能熱水器、取暖器把太陽能轉化成熱能來加以利用，據統計，2009年全國太陽能熱水器和熱水系統總保有量達到1.45億平方米，一年可減少二氧化碳的排放4451萬噸。太陽能光伏與建筑一體化是將太陽能光伏產品集成到建筑上，充分利用建筑物外表面，安裝多種光伏發電產品，所產生的電能可供自身使用或并網輸送。太陽能光伏建筑一體化在我國尚處在起步發展階段。當前，因技術或投資資金限制，大部分地區新建建筑物還不能實現所有能耗均來自太陽能，因此，太陽能與常規能源綜合應用一體化研究與應用，可為居住者提供更高舒適度享受，是在實現“零能耗”建筑之前的一個過渡階段！

3、太陽能采暖系統應用

3.1太陽墻風供采暖系統

加拿大、美國、歐洲及日本等國的住宅、廠房、學校、辦公樓等不同用途的建筑上已廣泛使用太陽墻技術，它是一項用于提供經濟適用的采暖通風解決方案的太陽能高科技新技術。此系統的特點有：造價比較低廉、而且無需維護；微能耗、降低運行費用；提供新鮮空氣，改善居民的室內環境，還可預防疾??；同時，它作為一種外裝飾材料，還具有美觀、醒目的特點。 “山東建工學院梅園一號學生公寓” 是我國太陽墻技術應用的一個典型工程。

3.2太陽能熱水輻射采暖系統

太陽能熱水輻射采暖系統最常見的方式就是太陽能地板輻射采暖簡稱太陽能地暖。地面溫度為24℃～28℃時，人體的舒適感最好。因為太陽能熱水溫度可達到40℃～60℃，這就使利用太陽能集熱器成為可能。太陽能地暖系統由太陽能集熱器，控制器，集熱泵，蓄熱水箱，輔助熱源，供回水管，關斷閥若干，三通閥，止回閥，過濾器，循環泵，溫度計，分水器，加熱器組成。太陽能地板輻射采暖具有節能、清潔與環保、舒適性好、便于熱計量等特點，是一種綠色的采暖方式。隨著人們對生活品質要求的提高，太陽能地板輻射采暖系統必將會得到越來越廣泛的應用。

3.3太陽能光伏發電系統

太陽能光伏發電系統是由蓄電池組，太陽能電池方陣，充放電控制器，交流配電柜、逆變器，太陽能自動跟蹤系統、太陽能組件自動除塵系統等設備組成。白天，在光照條件下，太陽電池組件產生一定的電動勢，通過組件的串并聯形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電池進行充電，將由光能轉換而來的電能貯存起來。晚上，蓄電池組為逆變器提供輸入電，通過逆變器的作用，將直流電轉換成交流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進行控制，保證蓄電池的正常使用。

3.4太陽能空調制冷系統

從理論上講，太陽能空調的實現有兩種方式，一是先實現光-電轉換，再用電力驅動常規壓縮式制冷機進行制冷，由于大功率太陽能發電技術的昂貴價格，目前實用性較差；二是利用太陽的熱能驅動進行制冷。因此，當前太陽能空調技術一般指熱能驅動的空調技術。所謂太陽能制冷，就是利用太陽集熱器為吸收式制冷機提供其發生器所需要的熱媒水。熱媒水的溫度越高，則制冷機的性能系數（亦稱COP）越高，這樣空調系統的制冷效率也越高。太陽能吸收式空調系統有三個主要優點：季節適應性好，也就是說，系統制冷能力隨著太陽輻射能的增加而增大，而這正好與夏季人們對空調的迫切要求一致；吸收式制冷機的介質為溴化鋰，無毒、無害，環保；可以將夏季制冷、冬季采暖和其它季節提供熱水結合起來，提高太陽能系統的利用率和經濟性。

4、結束語

隨著社會的發展，一方面城市建筑密度日益增加，樓宇日益高層化，有限的建筑空間難以安裝足夠多的傳統的太陽能熱水器。隨著太陽能行業體系的不斷完善、技術研發的不斷創新，太陽能與智能建筑一體化必然成為行業推廣的模式，讓太陽能真正成為建筑的有機組成部分。一旦太陽能與智能建筑相結合， 就要考慮使用建筑智能化系統中的智能化技術對太陽能應用系統進行統一的綜合管理， 將其納入到智能建筑的組成中， 用建筑智能化技術將太陽能應用系統監視和控制起來， 發揮出最大的節能環保效益。建設我國低碳、節能、環保的新時代。

參考文獻：

[1]江億.中國建筑能耗現狀及節能途徑分析[J].新建筑，2012

[2]張玳琿.建筑節能技術的發展與創新[J].科學新聞， 2013