多种太阳能新技术在示范建筑中的应用

陈铁

（昌吉市市政建设有限责任公司新疆昌吉831100）

多种太阳能新技术在示范建筑中的应用

陈铁

（昌吉市市政建设有限责任公司新疆昌吉831100）

地球上的各种能源的消耗都不是无休止的，只有太阳的能源是取之不尽、用之不竭的，所以对于太阳能的开发和利用是人类科研中永恒的话题，太阳能可以有效的降低常规能源的消耗。目前世界各国都对于太阳能的开发都给予了极大的关注，尤其是西方发达国家，对于太阳能建筑的技术开发更是投入了很多人力物力。在我国的太阳能技术与建筑结合的范围内，太阳能热水器的应用最为广泛，但是国外对于太阳能制冷和采暖空调的应用比较普遍，科技领先于国内，国内在这方面的应用还处于初级阶段。但是关于太阳能建筑在国内外都没有达成共识，没有形成全面利用能源的理念，对于建筑美学的保护和新能源的开发之间还有些未解决的冲突。

太阳能建筑；采暖；发电；制冷

前言

随着我国城市化的进程逐渐加快，我国的建筑行业也随之得到了巨大的发展，建筑所消耗的能源很大。当前其能耗来源主要是煤炭、石油、天然气等化石能源、化石能源在燃烧过程中会产生大量的温室气体和粉尘，对生态环境造成严重污染。近年，我国大力提倡节能减排、可持续发展，在建筑中使用可再生能源，可以大大降低碳排放，减少对环境的污染。太阳能就是可再生能源的首选，利用好太阳能，开发太阳能的更多用处，是人类目前阶段一个高度关注的科学技术问题。

1　太阳能资源在我国亟待开发的原因及我国能源特点

1.1我国资源总量可观但是人均占有率低

我国的石油和天然气的储备量并不是很大，但是我国的煤炭储备量非常丰富，占世界煤炭储备粮的13.3%。不过，一个不争的事实的存在让我国的能源依然非常紧缺，我国人口众多，从人均的能源资源占有量上来看并不乐观，煤炭和水利资源的人均占有量相当于世界平均水平的1/2，而对于石油和天然气的占有仅仅是世界平均水平的1/15。对于这些有限的资源和巨大的人口数量可以看出，在未来里如果不开发新能源，随着经济的不断增长我国的能源供需缺口将会越来越大，为此，必须开发新能源来防患于未然[1]。

1.2我国能源资源地域分布不均匀、开采普遍困难

我国地域十分辽阔，在能源的输送形式上呈现出的是西气东输、西电东运、北煤南运、北油南运等现象，煤炭资源大多集中在华北，而天然气集中在西北，水资源集中在西南。东部和南部是我国人口密集、消费高的区域，却是能源匮乏的地区。能源的分部如此的不均导致了开采成本和运输成本的增加，资源的聚集地的开采环境十分的差，石油天然气、煤炭等资源都是在复杂的地质中的，对于勘探和开发的技术要求很高，这些阻碍对于人力物力都是很大的耗费，对于环境也是一种压力。太阳的能源完全可以满足人类日常生活的对于电、热的全部消耗，对环境的污染几乎为零，在资源、能源匮乏的今天，在走可持续发展战略的今天，太阳能的利用是解决当务之急又能长久造福千秋万代的科技工程[2]。

2　多种太阳能新技术在示范建筑中的应用与研究

2.1太阳能热水及采暖系统

太阳能热水器是目前产业规模最大的太阳能热应用形式。最原始的太阳能热水器是一只涂黑的金属圆桶，但人类的智慧是无休止的，是无所不能的，在科技发展的今天太阳能热水器作为绿色环保的能源产品已经形态万千的展示在人们面前。太阳能热水器的领先技术有三大流派，即闷晒型太阳能热水器，平板型太阳能热水器，真空管型太阳能热水器。这些都是我国拥有自主知识产权的科研成果，是我国太阳能热水器迅速发展的根基。太阳能热水器到目前为止已经形成了产业化的生产，它的环保等优良性能深得人心，已经在市场中渐渐取代了燃气热水器和电热水器。然而，使太阳能得到合理并且长期的发展与建筑一定是要联系起来的，在建筑中最常见的是将热水器安装在南向的屋面，蓄热水箱隐藏在屋子下面的楼阁中，欧美国家对于这种太阳能的应用广泛，但是在我国才刚刚起步，还存在许多的问题，多数小区在规划时没有太阳能建筑一体化的概念，导致后期的随之安装致使于建筑不协调，破坏建筑的美感，影响市容市貌，也影响了太阳能在人们心中的印象。太阳能热水器还可以为地热供暖，这种供热会使温度梯度小，是减少建筑耗能提高热舒适度的理想采暖系统。

2.2被动式太阳房技术

太阳能通风结构是被动式太阳房的建筑核心技术，它与建筑的外形构造密切关联，是超低耗能的建筑，这是一项先进的技术突破。这种技术在国外应用广泛，太阳能的通风结构主要包括墙体通风结构和屋面通风结构，它们就是常说的太阳烟囱。被动式太阳能利用系统需要通过比较特别的建筑形态的建筑来吸收太阳能，加热空气，在某种外力的促使下使空气形成自然对流，施工十分方便，而且造价低廉，构造简易，这种技术灰分适合我国国情，是未来的住宅发展模式。近些年，被动式太阳房的科技成果显著，我国制定了相关的技术标准，希望日后可以进一步完善[3]。

2.3太阳能空调系统

近年来太阳能热水器的发展很快，但是这仅仅简单的开发，其实这个开发还是有悖于大自然的规律的，当辐射高、温度强时人们更需要的是制冷，而不是热水。在如今经济发展人们的生活水平迅速提高，空调的使用已经普及，这种情况给能源、电力和环境带来很大的压力。因此太阳能空调成为了能符合可持续发展道路的空调发展方向的首选。以热制冷的途径很多，可以直接以热制冷，也可以将光转换为电，再用电来满足空调耗能，这两种方式都是解决以热制冷的好办法。将太阳能空调系统直接与建筑结合，不仅更加美观，也会加快制冷的效率，这是在空调领域的一个突破，也是建筑的功能的完美升华。值得在未来科学技术工作者们为之不懈努力。

3　多种太阳能新技术的研究发展趋势

太阳能热利用技术在建筑上的应用研究中，热水器和太阳房的研究成果比较显著，理论、设计、施工等成套的技术都已经发展成熟，并且开始了规模化的推广和应用，国内外的这方面技术都已渐渐成熟。但是目前很多的装置还是使用阶段，未真正的投入生产。在未来的发展道路上趋势如下：太阳能热水器势必会走向产业化，这其中的前景自然可以预想。在太阳能复合能量系统的设计和生产方面，空调制冷还需要一段时间的发展，热水、采暖、空调等的全天候一体化的复合系统是热利用的发展方向[4]。在太阳能与建筑的结合中，目前都是机械的结合，整体的规划和审美严重缺失，在未来的发展中设计出太阳能与建筑巧妙结合的产品是极具重要意义和价值的。

4　总结

近年来我国建筑行业在国家的大力支持和新科技的不断开发中迅猛发展，一栋栋高楼大厦如雨后春笋拔地而起，但是越快速发展越会带来困惑，建筑的采暖和空调的耗能正是这势不可挡的建筑业的发展背后的问题，我国的建筑耗能总量之巨大、污染之严重已成为亟待解决的问题，在实施可持续发展战略的今天，建筑的节能已经成为未来里建筑业必须走的道路和唯一的发展方向。太阳能是目前全世界最倡导开发的能源，对于从光到电再从电到光的转换对于人类大部分生活中的采暖、照明、制冷等需求都可以解决，所以在建筑物中太阳能的推广对于促进我国建筑污染减少并且提高室内环境舒适度有巨大的意义。

[1]王璐.太阳能技术在低层住宅中的应用[D].武汉：华中科技大学，2010.

[2]吴玉琼.垂直绿化新技术在建筑中的应用[D].广州：华南理工大学，2012.

[3]高洋.建筑节能技术在某示范楼中的应用研究[D].广州：华南理工大学，2010.

[4]吴新民.几种新技术在智能建筑中的应用[J].微机发展，2011，4（04）：41～43.

[5]陈俊.太阳能热水系统建筑一体化应用关键技术与评价体系研究[D].合肥：安徽建筑大学，2013.

TU18

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1673-0038（2015）14-0140-02

2015-3-5