智能建筑中太陽(yáng)能的應(yīng)用

李宏俠　潘嘉欣

摘 要 本文研究了太陽(yáng)能在智能建筑中的應(yīng)用方式，并提出了太陽(yáng)能與建筑一體化的概念，以建筑為主體，圍繞著建筑設(shè)計(jì)和建筑功能這個(gè)中心，使太陽(yáng)能構(gòu)件與建筑物有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。

關(guān)鍵詞 智能建筑 太陽(yáng)能

中圖分類號(hào)：TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1太陽(yáng)能在智能建筑中的應(yīng)用方式

如表1.1為在建筑物節(jié)能技術(shù)中，太陽(yáng)能建筑、建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)、照明器具、家用電器等相關(guān)方面的節(jié)能技術(shù)的潛力表。

可見，太陽(yáng)能在建筑節(jié)能中的潛力最大，其節(jié)能效果不容忽視，應(yīng)該大力發(fā)展太陽(yáng)能利用技術(shù)并積極應(yīng)用到建筑中去，通過(guò)太陽(yáng)能為建筑提供采暖供熱、制冷、發(fā)電、照明、調(diào)濕和通風(fēng)等。太陽(yáng)能在建筑中的應(yīng)用主要有被動(dòng)式太陽(yáng)能應(yīng)用和主動(dòng)式太陽(yáng)能應(yīng)用兩種。

被動(dòng)式太陽(yáng)能應(yīng)用主要是依靠建筑物本身（如房間的位置、合理布局建筑的空間、利用建筑結(jié)構(gòu)、材料的吸熱性能等）來(lái)完成太陽(yáng)能的集熱、儲(chǔ)熱和放熱功能。其基本思想就是將各建筑的基本因素（如窗、屋頂、墻、樓板等）調(diào)動(dòng)起來(lái)，使日光、空氣、熱量?jī)H在有益時(shí)進(jìn)入建筑，通過(guò)控制陽(yáng)光和空氣在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)入建筑并合理儲(chǔ)存和分配熱空氣和冷空氣，從而使能源得到有效的利用，并且增加人們的舒適度。

主動(dòng)式太陽(yáng)能應(yīng)用目前最多的，主要是光電應(yīng)用和光熱應(yīng)用兩種。光熱應(yīng)用主要是太陽(yáng)能熱水、太陽(yáng)能采暖等，其中最重要的組件就是太陽(yáng)能集熱器，集熱器吸收太陽(yáng)光輻射能量將冷水加熱變成熱水，具有一定溫度的熱水可直接提供給建筑中的用戶用于洗澡、洗漱等；此外還可以在地板下敷設(shè)加熱盤管，熱源由太陽(yáng)能集熱器加熱的熱水提供，采暖效果非常好；光電應(yīng)用是用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換裝置為建筑物的機(jī)電設(shè)備、燈具等提供電能，建筑中常用的是太陽(yáng)能光伏發(fā)電，它通過(guò)由太陽(yáng)能光伏電池板來(lái)產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存到蓄電池中直接供直流電源供電或者通過(guò)逆變器變?yōu)榻涣骱蠊┙涣饔秒娫O(shè)備使用。

被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)主要和建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，智能化技術(shù)可參控性較少，因此太陽(yáng)能在智能建筑中的應(yīng)用主要是指主動(dòng)式太陽(yáng)能，通過(guò)對(duì)主動(dòng)式太陽(yáng)能設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，優(yōu)化太陽(yáng)能應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行，發(fā)揮出太陽(yáng)能最大的功效，提高太陽(yáng)能應(yīng)用系統(tǒng)的管理水平，最大限度地降低建筑能耗。

2太陽(yáng)能與建筑一體化

太陽(yáng)能與建筑一體化并非是簡(jiǎn)單的將太陽(yáng)能與建筑“相加”，而是要通過(guò)建造的建造技術(shù)與太陽(yáng)能的利用技術(shù)的集成，整合出一個(gè)嶄新的現(xiàn)代化的節(jié)能建筑。太陽(yáng)能與建筑一體化就是太陽(yáng)能與建筑的結(jié)合應(yīng)用，主要分為“光—熱”轉(zhuǎn)換和“光—電”轉(zhuǎn)換與建筑結(jié)合兩個(gè)大類。

2.1太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化

太陽(yáng)能熱水與建筑一體化是指太陽(yáng)能熱水裝置與建筑物充分結(jié)合并實(shí)現(xiàn)功能和外觀的和諧統(tǒng)一。現(xiàn)在技術(shù)較為成熟也較易實(shí)現(xiàn)的是將太陽(yáng)能熱水裝置的安裝與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，為其安裝預(yù)留位置等。可將整個(gè)建筑作為一個(gè)集中的大型系統(tǒng)，配備完善的監(jiān)控管理系統(tǒng)，干、支管網(wǎng)供水。

一體化的技術(shù)要求：集熱裝置整體性好、故障率低、使用壽命長(zhǎng)；熱水的存儲(chǔ)相對(duì)集中，儲(chǔ)水箱與集熱裝置分開布置；零度以下運(yùn)行設(shè)備不會(huì)凍損；系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，24小時(shí)供應(yīng)熱水。

2.2太陽(yáng)能光伏與建筑一體化

太陽(yáng)能光伏建筑一體化就是將太陽(yáng)能光伏發(fā)電陣列安裝在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面來(lái)提供電力。光伏系統(tǒng)與建筑一體化具有高技術(shù)、無(wú)污染和自供電的特點(diǎn)，能夠強(qiáng)化建筑物的美感和建筑質(zhì)量，具有多功能和可持續(xù)發(fā)展的特征，建筑物的外殼能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積，不需要占用土地；在用電地點(diǎn)發(fā)電，避免傳輸和分電損失，降低了電力傳輸和電力分配的投資和維修成本。

當(dāng)然，一體化也對(duì)光伏器件做建材提出了更高的要求：堅(jiān)固耐用、保溫隔熱、防水防潮、適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度等性能。

參考文獻(xiàn)

[1] 張麗.中國(guó)終端能耗和建筑節(jié)能[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007（3）.

[2] 楊洪興，周偉.太陽(yáng)能建筑一體化技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009（01）.