劉運(yùn)北

【摘 要】我國人口眾多，資源相對不足，環(huán)境污染嚴(yán)重，已成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要制約因素。而我國憑借地理位置這一優(yōu)勢擁有豐富的太陽能資源，與此同時(shí)智能建筑領(lǐng)域耗用能源特別多，因此科學(xué)合理的把太陽能運(yùn)用到智能建筑領(lǐng)域?qū)τ谀茉唇Y(jié)構(gòu)改善，經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行具有重要意義。文章提出在智能建筑領(lǐng)域如何運(yùn)用太陽能，重點(diǎn)對智能建筑領(lǐng)域應(yīng)用太陽能進(jìn)行優(yōu)勢、問題、機(jī)會(huì)，威脅這幾個(gè)方面進(jìn)行分析，并且針對遇到的問題提出政策。

【關(guān)鍵詞】太陽能；智能建筑；對策

中圖分類號(hào)：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，智能建筑的不斷增多，人們對電能的需求越來越大。傳統(tǒng)能源已不是長久之計(jì)，積極開發(fā)利用新能源應(yīng)是國家能源利用的首要任務(wù)。在十九大報(bào)告中習(xí)近平總書記也提出了“推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”的要求。智能建筑能耗在能源消費(fèi)中占相當(dāng)大的比重，在發(fā)達(dá)國家已占到能源消費(fèi)總量的35%～45%，在我國也已經(jīng)占到能源消費(fèi)總量的25%以上。因此在我國的智能建筑領(lǐng)域中，推廣應(yīng)用太陽能等新能源，可以代替或盡可能減少傳統(tǒng)能源的消耗，現(xiàn)以太陽能為對象展開研究。

1、太陽能在我國的分布

太陽就是一個(gè)巨大的核能火爐，想要了解太陽能，就要先了解太陽的能量來源、結(jié)構(gòu)、歷史及壽命，事實(shí)上太陽的能量來源于太陽內(nèi)部的核聚變，也可以叫做太陽輻射能，是一種清潔能源，對環(huán)境毫無污染，但是能量卻十分巨大。在我國太陽能利用的前景十分廣闊，這是緣由我國部分地區(qū)蘊(yùn)藏著十分豐富的太陽能資源。（1）我國太陽能資源分布最豐富的地區(qū)；在我國太陽能資源分布最豐富的地區(qū)有甘肅、寧夏的北部，青海、西藏的西部，以及新疆的東部，在這些地區(qū)年太陽能的輻射總量可以達(dá)到6680～8400MJ/m2。其中，西藏的西部太陽能資源最為豐富，僅僅少于撒哈拉大沙漠，在世界可以排第二位，日輻射量最高可以達(dá)到6.4kWh/m2。（2）我國太陽能資源分布比較豐富的地區(qū)；在我國太陽能資源分布比較豐富的地區(qū)主要有要寧夏、新疆、內(nèi)蒙古的南部，山西、河北的北部，青海的東部以及甘肅的中部，平均每年太陽輻射總量能夠達(dá)到5850～6680MJ/m2。（3）我國太陽能資源分布量中等的地區(qū)；在我國太陽能資源分布量中等的地區(qū)，主要有新疆、山西、江蘇、安徽北部，山西、廣東、福建南部，河北、甘肅的東南部，這些地區(qū)的太陽能資源年輻射總量能夠達(dá)到5000～5850MJ/m2。

2、當(dāng)前新能源與智能建筑領(lǐng)域的關(guān)系

2.1新能源的概念

新能源（NE）：指傳統(tǒng)能源以外的大多數(shù)能源方式，如風(fēng)能、太陽能和地?zé)崮艿冗@種綠色能源形式。目前在中國，能夠被大家無節(jié)制循環(huán)利用的清潔能源動(dòng)力有：風(fēng)能、地?zé)崮?、水能、太陽能和生物質(zhì)能，并且這些新能源可以形成產(chǎn)業(yè)。新能源這種新型產(chǎn)業(yè)的展開既是凈化環(huán)境和愛護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的良好方法，也是我們?nèi)祟愒鲅a(bǔ)能源動(dòng)力的重要路徑，更是關(guān)系到我們可以繼續(xù)發(fā)展的能源的最終抉擇。

2.2智能建筑領(lǐng)域的發(fā)展

眾所周知，在各種能源消耗中，在智能建筑的建造以及使用過程而產(chǎn)生的能耗占十分大的比重。我們國家是人口大國，加之近些年又放開二孩政策，人口數(shù)量在不斷的增長，而隨著經(jīng)濟(jì)的不斷地高速開展，人們也越來越追求高端的生活質(zhì)量，而與之相對應(yīng)的其中之一就是住房，這些年來，房屋智能建筑尤其是住宅智能建筑增長的態(tài)勢持續(xù)保持不下，所以說建材的消耗特別高，傳統(tǒng)的能源的數(shù)量是有限的，經(jīng)不起人們無限的挖掘使用，所以，我們只有找到這些不可再生的傳統(tǒng)能源的代替品來滿足我們的不可避免的需要。

2.3發(fā)展應(yīng)用新能源的必然性

（1）從國內(nèi)看隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步提高，與之聯(lián)系密切的各種企業(yè)也在不斷地發(fā)展壯大，但是能源作為它們發(fā)展的動(dòng)力已經(jīng)變得非常的緊缺。因此我們只能摸索探究找到能被我們好好利用還能不斷的能滿足我們生活生產(chǎn)需要的能源，而我國地處北半球，無論春夏秋冬都能取得豐裕的太陽能資源，但是以前我國并沒有借助這么好的條件而去發(fā)揮太陽能隱藏的作用，相反我國太陽能資源開發(fā)還處于滯后的階段，在此看來，我們應(yīng)該更進(jìn)一步對太陽能來進(jìn)行科學(xué)理論化的鉆研，科學(xué)正當(dāng)?shù)氖褂锰柲?。?）從國際看當(dāng)不可再生資源像煤炭、電力、石油等不再滿足人們的持續(xù)需要，資源和環(huán)境壓力的不斷增大，能源問題越來越阻撓國際的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)，越來越多的國家開始開發(fā)新能源，實(shí)施陽光計(jì)劃，尋覓經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的加油站，毫無疑義，在將來的社會(huì)生活中，可再生能源在能源使用中的位置上可以說不可替代，它將會(huì)是被大家公認(rèn)的最具有發(fā)展?jié)摿Φ男履茉捶绞?，而且可再生能源技術(shù)的使用將會(huì)與整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)

3、智能建筑中太陽能應(yīng)用系統(tǒng)研究

3.1太陽能發(fā)電系統(tǒng)

根據(jù)太陽能發(fā)電原理，目前常用的發(fā)電形式有太陽能光熱發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電兩種形式。其中，太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)與火力發(fā)電的工作原理基本相同，主要依賴太陽能加熱產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)對外做功發(fā)電。但此種發(fā)電形式需要占用大量土地，且技術(shù)復(fù)雜，一般在智能建筑中很少使用。這里主要介紹太陽能光伏發(fā)電形式，該系統(tǒng)主要由太陽能光伏陣列、充放電控制器、蓄電池組、逆變器、負(fù)載及輔助部件構(gòu)成（圖1）。

圖 1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

3.2太陽能照明系統(tǒng)

相比其他能源，太陽光線擁有高效、清潔、安全等特點(diǎn)。根據(jù)其利用方式的不同，太陽能照明系統(tǒng)有4種形式：①利用采光板將太陽光反射引入室內(nèi)，直接利用；②利用導(dǎo)光管或光纖，將太陽光引到室內(nèi)實(shí)現(xiàn)照明；③利用光熱轉(zhuǎn)換的方法，將熱能發(fā)電用于照明；④利用光電轉(zhuǎn)換的方法，將太陽光直接轉(zhuǎn)變成電能用于照明。

3.3太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)主要用于提供熱水或供暖，是太陽能技術(shù)利用較為廣泛和成熟的領(lǐng)域。太陽能熱水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成包括太陽能集熱器、蓄熱水箱、補(bǔ)給水箱、傳熱工質(zhì)和連接管路等。系統(tǒng)利用集熱器吸收太陽能輻射轉(zhuǎn)換為熱能并傳遞給傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)通過自然循環(huán)或強(qiáng)迫循環(huán)的方式將蓄熱水箱中的水加熱，從而獲得熱水。

3.4太陽能供暖系統(tǒng)

太陽能供暖系統(tǒng)的發(fā)展包括2個(gè)方向：①通過優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)僅依靠建筑本身收集太陽能進(jìn)行供暖；②通過在建筑物中安裝機(jī)械設(shè)備收集太陽能進(jìn)行供暖。目前，智能建筑中常將2種方法結(jié)合起來使用，形成的太陽能供暖系統(tǒng)形式有太陽能熱水輻射供暖系統(tǒng)、太陽能熱泵供暖系統(tǒng)和太陽能墻供暖系統(tǒng)等。

3.5太陽能制冷系統(tǒng)

太陽能制冷包括光熱轉(zhuǎn)換制冷和光電轉(zhuǎn)換制冷2種類型。其中光熱轉(zhuǎn)換制冷是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，利用熱能對外界進(jìn)行補(bǔ)償使系統(tǒng)維持低溫狀態(tài)；而光電轉(zhuǎn)換制冷是利用太陽能光伏陣列將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，再利用電能驅(qū)動(dòng)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷。由于太陽能光伏電池成本較高、推廣應(yīng)用較難；因此，目前智能建筑中太陽能制冷系統(tǒng)普遍采用光熱轉(zhuǎn)換制冷的形式。

結(jié)束語

智能建筑因其突出的節(jié)能效果已成為目前建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向，同時(shí)太陽能技術(shù)的應(yīng)用可明顯減少污染物排放、降低建筑能耗。利用先進(jìn)的智能化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)太陽能應(yīng)用系統(tǒng)的監(jiān)控、管理和優(yōu)化，并充分發(fā)揮其應(yīng)用功效。因此，將太陽能技術(shù)與建筑智能化技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于智能建筑中可以起到更加顯著的節(jié)能環(huán)保效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔恒喜，張洪志，李娜.高層住宅太陽能智能建筑一體化應(yīng)用分析[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2014（09）：58-59.

[2]許建華，蔡濱，王啟春，修大鵬，曹樹梁.陶瓷太陽能房頂在智能建筑行業(yè)中的應(yīng)用[J].佛山陶瓷，2014，24（07）：4-6.

[3]肖秋菊.淺談高層智能建筑的太陽能應(yīng)用技術(shù)[J].低碳世界，2014（11）：249-250.

（作者單位：中國恩菲工程技術(shù)有限公司）