李一品 孫貽昭

摘 要：本文先對太陽能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，然后對太陽能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用原則進(jìn)行了分析，并對太陽能在建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：太陽能技術(shù)；建筑設(shè)計；應(yīng)用

1 引言

人們對于建筑質(zhì)量的要求不斷提升，不僅要求有良好的建筑風(fēng)格與環(huán)境，同時要求較低的能源消耗。采用太陽能技術(shù)可以滿足現(xiàn)代人對綠色環(huán)保理念的追求。目前太陽能技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中，太陽能可為建筑提供供暖、供熱、發(fā)電等實(shí)際服務(wù)，本文對太陽能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用方向與應(yīng)用策略進(jìn)行具體分析。

2 太陽能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 太陽能實(shí)際應(yīng)用

太陽能是清潔環(huán)保的能源，太陽能與建筑設(shè)計相結(jié)合，主要采用太陽能熱利用和太陽能光電技術(shù)兩種形式。首先，從目前我國建筑設(shè)計領(lǐng)域使用太陽能技術(shù)的實(shí)際情況來看，太陽能光電技術(shù)的應(yīng)用成本相對較高，還不符合廣泛推廣的實(shí)際需求。其次，太陽能熱利用的市場前景較為廣闊，熱利用的技術(shù)目前也發(fā)展的較為成熟，出現(xiàn)了較多的產(chǎn)品，主要可用來進(jìn)行采暖、空調(diào)、熱水供給服務(wù)，是當(dāng)前太陽能資源豐富地區(qū)常用的形式。從太陽能實(shí)際應(yīng)用的形式來看，主要原理為光熱轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換，當(dāng)前最成熟的技術(shù)是光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換，雖然光化學(xué)轉(zhuǎn)換還處在研發(fā)階段，但是利用光化學(xué)轉(zhuǎn)換的形式可根本解決建筑能源的需求，是未來太陽能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的主要應(yīng)用方向。

2.2 太陽能應(yīng)用前景

太陽能是清潔能源，與石化資源相比完全可以滿足人類各種生活需求。我國是世界上太陽能資源最豐富的國家之一，發(fā)展前景廣闊。隨著石化資源的日益枯竭，石化能源的成本正在不斷上升，必須得尋找可再生能源作為建筑能源的供給，太陽能可以用有限的投入換來較好的收益，是符合未來發(fā)展方向的主流建筑能源。隨著環(huán)境污染和溫室效應(yīng)問題的加劇，必須尋找清潔的能源作為建筑的主要能耗，清潔無污染的太陽能可以滿足建筑未來的實(shí)際需求，有效減少溫室氣體效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑環(huán)保設(shè)計的要求。使用太陽能完全符合國家對綠色建筑設(shè)計的要求，發(fā)展前景廣闊。

3 太陽能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用原則

3.1 綠色環(huán)保原則

綠色環(huán)保不僅是現(xiàn)代建筑設(shè)計使用太陽能的主要原因，同樣也是建筑設(shè)計應(yīng)當(dāng)尊重的基本原則，要在綠色環(huán)保的理念下全面貫徹太陽能技術(shù)，精心挑選先進(jìn)的太陽能產(chǎn)品，這樣才能滿足用戶及建筑的實(shí)際需求。首先，在綠色建筑的設(shè)計過程中應(yīng)把潔凈能源的創(chuàng)新與建筑設(shè)計的整體思想相結(jié)合，在綠色建筑的設(shè)計中不僅把太陽能看作是某個具體方面的應(yīng)用，而且要從整體設(shè)計思想上嵌入太陽能的環(huán)保建筑理念。其次，太陽能技術(shù)的使用還要與地域環(huán)境相協(xié)調(diào)，注重采用與建筑所在地域相適應(yīng)的太陽能技術(shù)，保證在獨(dú)特的氣候條件下發(fā)揮出太陽能的實(shí)際作用，滿足用戶對太陽能的使用需求，發(fā)揮太陽能的實(shí)際效率。

3.2 安全穩(wěn)定原則

使用太陽能必須以安全可靠為前提，不僅要保證使用太陽能可以降低傳統(tǒng)能源的消耗，同時還要提高太陽能使用的安全性，降低因太陽能使用帶來的風(fēng)險。使用太陽能技術(shù)要通過國家環(huán)境、質(zhì)量檢測等相關(guān)部門的檢驗(yàn)，要保證太陽能設(shè)計思想符合安全的基本要求，達(dá)到國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。要使用建筑設(shè)計領(lǐng)域的主流太陽能產(chǎn)品，保證太陽能產(chǎn)品與用戶的實(shí)際需求相符合，把太陽能技術(shù)與水暖電氣相結(jié)合，以穩(wěn)固安全的方式使用，注重提高其操作的簡便性。太陽能技術(shù)的使用還要加裝足夠的安全防護(hù)措施，要按照滿足防護(hù)建筑需求安裝太陽能保護(hù)裝置，做到與太陽能的使用相協(xié)調(diào)，在全面發(fā)揮太陽能技術(shù)效率的同時，保證使用安全。

3.3 長遠(yuǎn)發(fā)展原則

太陽能技術(shù)是建筑領(lǐng)域未來應(yīng)用的主流技術(shù)，使用太陽能技術(shù)應(yīng)當(dāng)采用發(fā)展的眼光，不僅要在當(dāng)下為太陽能建筑配備科學(xué)合理的太陽能產(chǎn)品，同時還要給太陽能使用留出足夠的空間，以便于在未來技術(shù)成熟后可以進(jìn)行建筑的太陽能改造。首先，在現(xiàn)有建筑設(shè)計中可以考慮給太陽供暖、供熱水預(yù)留空間，這樣符合建筑的長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃及使用需求。其次，在建筑的設(shè)計過程中可考慮與太陽能系統(tǒng)單位共同進(jìn)行，考慮使用可以不斷進(jìn)行更新?lián)Q代的產(chǎn)品，保證建筑整體的太陽能系統(tǒng)以模塊化方式設(shè)計，根據(jù)時代的發(fā)展，對太陽能模塊進(jìn)行必要的更換。

4 太陽能在建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用

4.1 太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)主要指在建筑設(shè)計中加裝太陽能熱水器，實(shí)現(xiàn)熱水器與建筑的有機(jī)結(jié)合，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為水形式的熱能，增加建筑內(nèi)的熱水供應(yīng)，以便減少加熱水需要的額外能源。目前太陽能熱水器與建筑結(jié)合的形式主要為分離式和集成式，分離式主要指的是太陽能熱水器與建筑整體分開的設(shè)計，太陽能熱水器主要置于建筑物之上，可以采用壁掛式設(shè)計及層頂緊湊式設(shè)計，缺點(diǎn)是容易被風(fēng)吹雨淋等問題影響，導(dǎo)致太陽能熱水器的維修成本高等情況；集成式熱水器主要是將建筑的部分結(jié)構(gòu)設(shè)計成熱水器的組成構(gòu)件，將建筑的水箱等與熱水器集成起來，可組成共同的熱水系統(tǒng)，當(dāng)前在節(jié)能環(huán)保建筑設(shè)計領(lǐng)域里普遍使用的是遮陽集成板式太陽能熱水器，以及將建筑的遮陽部分用加熱材料做成太陽能熱水器的集成器等。集成式熱水器的系統(tǒng)占地面積小，集成存儲能力高。

4.2 太陽能空調(diào)系統(tǒng)

太陽能供熱系統(tǒng)可通過設(shè)置集熱結(jié)構(gòu)，有效維持建筑內(nèi)部的溫度，達(dá)到降低建筑溫度能耗的作用。在建筑設(shè)計的過程中可設(shè)計使用太陽能空調(diào)系統(tǒng)。首先可把太陽能集熱墻和集熱地板應(yīng)用于建筑的內(nèi)部，著力利用陽光為建筑本身進(jìn)行加熱，起到有效保持室內(nèi)溫度的目的。其次可在建筑內(nèi)部設(shè)計使用水循環(huán)系統(tǒng)，充分利用太陽能熱水循環(huán)來給建筑本身進(jìn)行供熱，如可安裝屋頂池式太陽房，白天加熱池水，晚間用輻射對流來對建筑內(nèi)的房間進(jìn)行供熱。在建筑設(shè)計中使用太陽能空調(diào)的設(shè)計，還可利用太陽能進(jìn)行制冷，目前主要使用吸附式制冷及噴射制冷，這兩種方式主要依靠熱泵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)主動吸收熱量，目前更成熟的技術(shù)還在不斷發(fā)展中。

4.3 太陽能光伏供電技術(shù)

太陽能供電設(shè)計在太陽能領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，目前光伏供電主要采用在建筑表面安裝光伏組件的設(shè)計方式，同時還要在建筑表面加裝蓄電池、變電器、控制系統(tǒng)等。太陽能光伏供電主要可以用來降低電能的消耗，可以與建筑的電線路，照明線路等進(jìn)行綜合設(shè)計，實(shí)現(xiàn)電路的禍合目標(biāo)。為提供太陽能供電效果，還可根據(jù)不同的天氣狀況，對太陽能供電情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)利用太陽能進(jìn)行額外發(fā)電目的。為提高太陽能的利用率，還應(yīng)在建筑的設(shè)計過程中充分考慮太陽能轉(zhuǎn)換為電能的存儲設(shè)備設(shè)計，這樣可增加發(fā)電量，具體可以在設(shè)計的過程中使用墻表面設(shè)計成太陽能的電池板，將儲電設(shè)備設(shè)置在建筑的內(nèi)部，并且設(shè)計出綜合的建筑電路控制系統(tǒng)，以便進(jìn)行電路的逆變，實(shí)現(xiàn)不同電網(wǎng)之間的切換和有機(jī)聯(lián)系。

5 結(jié)束語

太陽能是當(dāng)前新型清潔能源，是建筑能耗領(lǐng)域理想的替代型能源。太陽能與建筑的結(jié)合將減少傳統(tǒng)能源的消耗。在建筑設(shè)計的過程中應(yīng)采用總體性的設(shè)計思路，結(jié)合建筑所處的地理氣候條件，降低客觀條件對太陽能使用的影響，發(fā)揮出現(xiàn)有太陽能技術(shù)的優(yōu)勢和價值。

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