太陽(yáng)能與建筑一體化在我國(guó)建筑節(jié)能中的應(yīng)用

廣州市弘基市政建筑設(shè)計(jì)院有限公司 511450

摘要：一直以來(lái)，太陽(yáng)能等可再生能源在建筑技術(shù)上的完美應(yīng)用都是企業(yè)不懈的追求，太陽(yáng)能與建筑結(jié)合創(chuàng)造的低能耗高舒適度的健康居住環(huán)境，可以讓家庭生活更自然更環(huán)保，對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。在環(huán)境破壞日益嚴(yán)重和能源危機(jī)的今天，如何開(kāi)發(fā)利用環(huán)保節(jié)能的住宅配套部品就成了焦點(diǎn)話題。太陽(yáng)能作為一種免費(fèi)、清潔的能源，在住宅建筑中的利用可謂意義深遠(yuǎn)。而太陽(yáng)能與建筑的結(jié)合，也在住宅建設(shè)中越發(fā)顯現(xiàn)其不可替代的地位，并成為未來(lái)住宅建設(shè)中的一個(gè)最新亮點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能與建筑一體化；技術(shù)；應(yīng)用

引言

建筑能耗在總能耗中所占比例較大，并且隨著現(xiàn)代化生活水平的提高而逐步增長(zhǎng)。能源的消耗不僅加劇了地球礦物燃料的日益緊缺和枯竭，而且嚴(yán)重污染了地球環(huán)境。由表1中可以看出，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家建筑能耗占總能耗的30%～40%，我國(guó)建筑能耗業(yè)占總能耗的10%以上。[2]因此建筑節(jié)能潛力很大。在全面深入貫徹21世紀(jì)議程和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天，建筑節(jié)能已成為未來(lái)建筑的發(fā)展方向和人類社會(huì)共識(shí)。

表1 .建筑能耗占總能耗的比例

國(guó)家美國(guó)英國(guó)瑞典丹麥荷蘭意大利加拿大比利時(shí)日本

建筑能耗占總

能耗的比例（%）31.934.333.942.433.927.431.831.820.3

一、太陽(yáng)能有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)

經(jīng)過(guò)數(shù)年的研究和開(kāi)發(fā)，太陽(yáng)能的利用已取得顯著成果并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。在我國(guó)，太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)千家，推廣應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。早在1999年召開(kāi)的世界太陽(yáng)能大會(huì)上就有專家認(rèn)為，當(dāng)代世界太陽(yáng)能科技發(fā)展有兩大基本趨勢(shì)，一是光電與光熱結(jié)合，二是太陽(yáng)能與建筑的結(jié)合。太陽(yáng)能建筑系統(tǒng)是綠色能源和新建筑理念兩大革命的交匯點(diǎn)，專家們公認(rèn)，太陽(yáng)能是未來(lái)人類最適合、最安全、最理想的替代能源。目前，太陽(yáng)能利用轉(zhuǎn)化率約為10%—12%，太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用潛力十分巨大。據(jù)悉，目前世界各國(guó)都在實(shí)施自己的“陽(yáng)光計(jì)劃”，如去年德國(guó)政府就宣布推行“十萬(wàn)屋頂”計(jì)劃，即在建筑頂部大規(guī)模地鋪設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電裝置，既節(jié)省電力又利于環(huán)保。在歐洲的能源消費(fèi)中，約有1/2用于建筑的建設(shè)和運(yùn)行，而交通運(yùn)輸耗能只占能源消費(fèi)的1/4，因此建筑物利用太陽(yáng)能成為各發(fā)達(dá)國(guó)家政府極力倡導(dǎo)的事業(yè)，太陽(yáng)能利用設(shè)施與建筑的結(jié)合自然是人們所關(guān)注的問(wèn)題，主要是太陽(yáng)能的光伏利用與建筑的結(jié)合上。

二、我國(guó)的太陽(yáng)能資源

我國(guó)地處18°～54°之間，幅員遼闊，擁有極其豐富的太陽(yáng)能資源，全國(guó)約由三分之二以上的地區(qū)太陽(yáng)能利用條件良好，年日照時(shí)間大于2000h左右，據(jù)估計(jì)，我國(guó)陸地表面每年接受的太陽(yáng)輻射能約為50×1018KJ全國(guó)各地太陽(yáng)年輻射總量達(dá)335～837KJ/㎝2。若按各地太陽(yáng)年輻射總量來(lái)劃分，我國(guó)大致可分為五個(gè)太陽(yáng)能資源帶，如表2所示。

表2 中國(guó)太陽(yáng)能資源的劃分

地區(qū)分類年日照

時(shí)數(shù)（h）年輻射總量

（KJ/㎝2）相當(dāng)于燃燒

標(biāo)煤（Kg）包括地區(qū)與國(guó)外相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)

一2800～3300670～837230～280寧夏北部、甘肅北部、新疆東南部、青海西部與西藏西部印度和巴基斯坦北部

二3000～3200586～670200～230河北北部、山西北部、內(nèi)蒙古和寧夏南部、甘肅中部、青海東部、

西藏東南部和新疆南部印度尼西亞的雅加達(dá)一帶

三2200～3000502～586170～200北京、山東、河南、河北東部、山西南部、新疆北部、云南、陜西、

甘肅東南部、廣東和福建南部美國(guó)的華盛頓地區(qū)

四1400～2200419～502140～170湖北、湖南、江西、浙江、廣西和廣東北部、江蘇和安徽的南部、陜西南部、黑龍江意大利的米蘭地區(qū)

五1000～1400335～419110～140四川、貴州法國(guó)的巴黎和俄羅斯的

莫斯科地區(qū)

研究結(jié)果表明，在太陽(yáng)能利用方面具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的地區(qū)是年輻射總量高于2200h的地區(qū)。因此，我國(guó)具有在大部分地區(qū)建筑物中推廣應(yīng)用太陽(yáng)能利用技術(shù)的良好條件。

三、太陽(yáng)能與建筑一體化特點(diǎn)

一是把太陽(yáng)能的利用納入環(huán)境的總體設(shè)計(jì)，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽(yáng)能設(shè)施成為建筑的一部分，相互間有機(jī)結(jié)合；二是利用太陽(yáng)能設(shè)施完全取代或部分取代屋頂覆蓋層，可減少成本，提高效益；三是可用于平屋頂和斜屋頂，一般對(duì)平屋頂而言用覆蓋式，對(duì)斜屋頂用鑲嵌式；四是該技術(shù)屬于一項(xiàng)綜合性技術(shù)，涉及太陽(yáng)能利用、建筑、流體分布等多種技術(shù)領(lǐng)域。聯(lián)合國(guó)能源機(jī)構(gòu)最近的調(diào)查報(bào)告顯示，太陽(yáng)能與建筑一體化將成為21世紀(jì)的市場(chǎng)熱點(diǎn)，成為21世紀(jì)建筑節(jié)能市場(chǎng)的亮點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)力諾瑞特在對(duì)歐洲和中國(guó)的國(guó)情做了對(duì)比后，敏銳發(fā)現(xiàn)了建筑節(jié)能這一課題，并將全部研發(fā)精力投入到其中。經(jīng)過(guò)分析研究，力諾瑞特的專家們將目光瞄準(zhǔn)了屋脊、外墻立面、陽(yáng)臺(tái)等位置，前瞻性地提出“太陽(yáng)能與建筑一體化”概念，并且引進(jìn)、消化、吸收了德國(guó)的分體式太陽(yáng)能熱利用技術(shù)，將更適合建筑的產(chǎn)品在市場(chǎng)上迅速推廣開(kāi)來(lái)，成為“太陽(yáng)能與建筑一體化”專家，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

作為國(guó)內(nèi)“太陽(yáng)能與建筑設(shè)計(jì)一體化”引領(lǐng)企業(yè)，力諾瑞特對(duì)建筑進(jìn)行了深入的研究和探索，取得多項(xiàng)技術(shù)成果，掌握了太陽(yáng)能與建筑結(jié)合的核心技術(shù)，使太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)能夠與建筑進(jìn)行完美結(jié)合，并在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了推廣應(yīng)用，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能與建筑結(jié)合技術(shù)發(fā)展。首先解決了高層建筑無(wú)法安裝太陽(yáng)能的難題，他們研發(fā)的分體式太陽(yáng)能熱水中心完美的鑲嵌在陽(yáng)臺(tái)外立面、斜屋脊等位置，使太陽(yáng)能不再是建筑的負(fù)擔(dān)；第二，避免了太陽(yáng)能對(duì)建筑構(gòu)造的破壞，解決了防雷、防水等安全隱患；第三，太陽(yáng)能推廣實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化、源頭化，使業(yè)主在安裝太陽(yáng)能的過(guò)程中節(jié)省了成本，并保證了質(zhì)量；第四，由于是工程化、標(biāo)準(zhǔn)化安裝，售后服務(wù)體系和物業(yè)管理實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，有效保障了消費(fèi)者的權(quán)益。

四、太陽(yáng)能一體化在建筑節(jié)能中應(yīng)用

1、建筑一體化三個(gè)必備條件

① 產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，故障率低，適用地域廣；

② 能成為建筑的一部分，不影響建筑物的美觀，符合建筑給排水的承壓設(shè)計(jì)；

③ 美觀大方、安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保；

2、滿足建筑一體化的特性

①解決了抗凍任何地方都可安裝，冬天不必放水，部件聯(lián)接按建筑給排水的規(guī)范執(zhí)行，熱虹吸循環(huán)，頂水承壓工作，無(wú)電控部件，搪瓷水箱、集熱器自動(dòng)沖洗無(wú)需排污，在已有十余年考驗(yàn)的基礎(chǔ)上做了大量的改進(jìn)，保證壽命在20年以上。

② 可以輕松的在平頂、斜頂、陽(yáng)臺(tái)、墻面安裝，沒(méi)有建筑高度限制，只要能接收到陽(yáng)光就能簡(jiǎn)單、美觀的和建筑結(jié)合在一起。

③每平方在晴天所產(chǎn)生的熱效率相當(dāng)于2-2.5度電產(chǎn)生的熱效率。在夏天的陰天每平方也可產(chǎn)生1-2度電產(chǎn)生的熱效率，節(jié)能效果顯著，可節(jié)能70-90%以上，使用2-4年可回收成本。

3、別墅安裝

①供熱系統(tǒng)：對(duì)于別墅有較多的用熱點(diǎn)來(lái)說(shuō)，供熱方式是小型的集中供熱系統(tǒng)。

②循環(huán)方式：有較為理想的水管擺放位置時(shí)，可采用自然循環(huán)，若采用強(qiáng)制循環(huán)，則可把儲(chǔ)熱水箱放置于任何方便使用的地方。

③安裝方式：可根據(jù)別墅造型在斜頂、露臺(tái)上安裝集熱器。

此外，若用戶已有普通儲(chǔ)熱熱水器，只需安裝集熱器和水泵就可構(gòu)成