□劉 朋

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，我國的工業(yè)化進程不斷加快，進一步催生了房地產(chǎn)行業(yè)的繁榮，進而加劇了建筑能耗。伴隨著化石能源的不斷枯竭和霧霾嚴(yán)峻以及新能源的開發(fā)和人民環(huán)保意識的不斷增強，越來越多的購房者開始核算能源技術(shù)帶來的費用支出，在這種情況下，房產(chǎn)開發(fā)商開始在建筑上采用更多的節(jié)能技術(shù)，例如雙層空心玻璃、高性能外墻保溫技術(shù)等，而太陽能作為一種新型能源，憑借自身節(jié)約能源、創(chuàng)造能源的雙重特性逐漸受到人們的青睞。

一、太陽能系統(tǒng)在建筑節(jié)能中一體化應(yīng)用遵循的原則

隨著科技的不斷發(fā)展，太陽能系統(tǒng)由最初的改善能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)調(diào)太陽能系統(tǒng)與建筑設(shè)計，在這一過程中涉及建筑的功能設(shè)計、使用安全、使用壽命、外觀、太陽能系統(tǒng)的產(chǎn)能等多個方面。

將太陽能系統(tǒng)應(yīng)用到建筑節(jié)能一體化中，需要嚴(yán)格遵守安全、美觀、有序、安裝方便、易于維修等原則。

二、太陽能系統(tǒng)在建筑節(jié)能中一體化應(yīng)用的形式

在安裝使用太陽能系統(tǒng)時，需要綜合分析建筑的結(jié)構(gòu)風(fēng)格、氣候特點、日照時間等因素。

(一)分散供熱水系統(tǒng)。熱水是家庭用水的重要部分。常見的熱水系統(tǒng)主要包括緊湊式熱水系統(tǒng)和分體式熱水系統(tǒng)。

1.緊湊式熱水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在市場上應(yīng)用范圍比較廣，技術(shù)較為成熟，主要應(yīng)用在低層、多層建筑的屋面上。這種形式的熱水系統(tǒng)都是統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一施工，在一定程度上能夠確保建筑的美觀性，同時不占用屋頂面積，從實際情況來看，這種形式的熱水系統(tǒng)是多層建筑的首選。

2.分體式熱水系統(tǒng)。從本質(zhì)上來說，這種形式的熱水系統(tǒng)就是分離出集熱部分和儲熱部分，優(yōu)化了熱水系統(tǒng)的安裝性能。其優(yōu)點主要表現(xiàn)為安裝靈活，但是，由于成本較高，一般應(yīng)用在低層建筑中。隨著科技的進步，這種熱水系統(tǒng)也在向高層住宅領(lǐng)域擴散，在施工過程中，將太陽能集熱器安裝在建筑物的陽面，而貯水箱安裝在陽臺上，為用戶提供日常所需的熱水。

分體式熱水系統(tǒng)，主要是充分利用太陽能，在實際使用過程中，由于采用了集熱器，在一定程度上有利于向高層建筑推廣。在個性化時代，為了滿足住戶的個性化需求，建筑物的墻面普遍規(guī)則不一、門窗口較多，在這種情況下，增加了各種管道的數(shù)量，同時導(dǎo)致集成設(shè)計、施工工藝等變得越加復(fù)雜。但是，隨著化石能源的日益枯竭，無限多的太陽能將會備受關(guān)注，同時，將其運用到建筑節(jié)能中，有利于提高建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，從實際效果來看非常不錯，在當(dāng)前看來是一種高性價比的集成方式。

(二)集中供熱水系統(tǒng)。

1.工作原理。從工作原理的角度來說，這種供熱系統(tǒng)就是將太陽能集熱器、貯水箱等進行集中，統(tǒng)一為若干棟建筑物提供熱水服務(wù)。

2.安裝方式。安裝這種供熱系統(tǒng)時，需要將大量的集熱器擺放在建筑物上，然后將集熱器與建筑進行結(jié)合，常用的安裝方式主要包括三種。

(1)加層方式。這種安裝方式可以進一步優(yōu)化、合理利用屋頂功能，提高屋頂?shù)睦寐?。在屋頂上安裝這種集中供熱水系統(tǒng)，需要借助加層的方式進行安裝，優(yōu)點是構(gòu)造相對簡單。在實際施工過程中，為了避免影響屋頂結(jié)構(gòu)層、防水層，需要對屋頂進行處理，對于擬建建筑物，可以借助鋼筋混凝土、預(yù)埋螺栓作為支撐。對于改造建筑物，可以利用混凝土基座+預(yù)埋螺栓+鋼結(jié)構(gòu)作為支撐，在施工過程中，為了避免屋頂發(fā)生變形，可以在基座下方設(shè)置混凝土墊板。

(2)架空或鑲嵌方式。這種安裝方式不需要太陽能單元覆蓋屋頂，主要用于屋頂改造項目，在施工過程中，將供熱水系統(tǒng)鑲嵌到屋頂中，使太陽能單元與屋頂進行融合。另外，這種安裝方式可以建造為多種外形，同時可以省去屋頂蓋板。

(3)外掛方式。這種方式是將集熱器外掛到建筑物的陽面外表面(一般是集熱器緊貼于陽面墻體)，不會影響建筑的幾何外形，在一定程度上可以替代建筑物的外墻裝修。從某種意義上說，這種方式適合在建筑物墻面上利用太陽能，由于采用的集熱器屬于熱水集光器，有利于拓展利用太陽能的空間，在采暖期長、外墻面接收輻射條件好的地區(qū)，這種方式應(yīng)用較為廣泛。但是在實際施工過程中，受墻面凹凸、門窗、管道等因素的影響和制約，增加了集成設(shè)計、施工工藝的復(fù)雜程度。

3.特點。集中供熱水系統(tǒng)特點主要表現(xiàn)為：集中供熱水系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于計量收費的建筑以及公共建筑的采暖中。這種供熱水系統(tǒng)與傳統(tǒng)的一家一戶型局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)相比，無論是管道系統(tǒng)，還是控制方法都比較復(fù)雜，但是有著充足的供水量，并且有著穩(wěn)定的供水壓力和溫度。在一定程度上能夠滿足人們的日常用水，從某種意義上實現(xiàn)了即開即用的目的，隨著人們生活質(zhì)量的提高，這種熱水供應(yīng)方式受到人們的普遍青睞。與常規(guī)能源相比，在供水系統(tǒng)運營費用一定的情況下，太陽能集中供熱水系統(tǒng)有著自身的經(jīng)濟效益優(yōu)勢(太陽能無限量，取之不盡用之不竭)。

在安裝過程中，通過將常規(guī)能源輔助設(shè)備安裝到太陽能集中供熱水系統(tǒng)中，在一定程度上可以滿足24小時恒溫、恒壓的供水需要。隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，太陽能集中供水將會是一種理想的熱水供應(yīng)方式。

4.應(yīng)用。以某賓館太陽能供熱水系統(tǒng)為例。太陽能集熱器：某公司生產(chǎn)的全玻璃真空管太陽能集熱器，該型號集熱器采用橫向雙排結(jié)構(gòu)，與水平地面夾角控制在30°；貯熱水箱：不銹鋼材質(zhì)，整體發(fā)泡，確保水質(zhì)和保溫效果；換熱器：選用不銹鋼板式換熱器；水泵：變頻水泵；控制系統(tǒng)：計算機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備聯(lián)網(wǎng)功能，可以進行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制；輔助熱源：2臺150kW電鍋爐。

在采暖期間，該太陽能供水系統(tǒng)，出水溫度在45～50℃，蓄水溫度控制在45℃，從蓄水池取出的熱水作為供暖系統(tǒng)換熱器的第一次熱水，回水溫度為40℃，為了進一步節(jié)約能源，借助變頻器對水泵流量進行實時控制。

非采暖期，太陽能集熱器出水溫度為55～60℃，蓄水溫度為55℃，當(dāng)貯水箱滿后，借助溫度差進行循環(huán)，此時貯水箱中水的溫度會升高，這樣產(chǎn)生的熱水供應(yīng)整個賓館使用。

在太陽光充足、采暖期較長的北方地區(qū)，借助太陽能取暖，可以大大節(jié)約能源，具有非常好的經(jīng)濟效益和社會效益。

三、結(jié)語

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，化石能源日益枯竭，節(jié)能建筑將是未來節(jié)約能源、創(chuàng)造能源的關(guān)鍵。通過對建筑物進行節(jié)能處理，一方面可以降低能源消耗；另一方面可以充分利用空間，提高傳統(tǒng)建筑工程的價值。尤其是隨著人們生活品味的不斷提升，節(jié)能建筑不僅可以展示建筑的外在美，更重要的是在滿足基本功能的基礎(chǔ)上，為人們的工作、生活創(chuàng)造舒適的環(huán)境。在未來，科技與藝術(shù)同太陽能技術(shù)的相互融合，將會推動太陽能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，尤其是在霧霾嚴(yán)重的地區(qū)，推廣使用太陽能將是一種主流。