太阳能光热设备与建筑一体化设计

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1、太阳能光热设备与建筑一体化设计:太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是最丰富的可利用能源，可以说是“取之不尽，用之不竭”的。但如何合理利用太阳能，降低开发和转化的成本是节能建筑中的重要任务。太阳能热水利用是成熟技术，将太阳能热水器部件与住宅总体设计紧密结合，使其成为建筑的有机组成部分是太阳能热水器今后的重要发展方向。文章结合我国太阳能光热设备在建筑中的应用状况,对太阳能光热设备与建筑一体化的概念、发展动态、设计途径与方法等内容进行了探讨。　　关键词:太阳能绿色能源一体化设计　　前言　　建筑能耗主

2、要是指建筑在建造和使用过程中消耗的能源。我国目前正处于建设鼎盛期，全国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米，其中80%以上为高耗能建筑；既有建筑近400亿平方米，95%以上是高耗能建筑。据统计，建筑在建造和使用过程中消耗的能源占全球总能耗的50%，产生34%的污染。近年来，我国严寒和寒冷地区（采暖地区）的城镇，平均每年新建采暖居住建筑1亿平方米。按照目前建筑能耗水平的发展状况，预计到2020年我国建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤，是2000年的三倍多；空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡水电站满负荷供

3、电；仅城市建筑采暖每年约排放二氧化碳1.9亿吨，粉尘3000万吨。国家建设部科技司研究表明，随着我国城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑能耗比重最终将上升至35%左右。建筑如何节能的问题，已经受到设计和使用者的重视，成为当前影响建筑发展方向的重要因素之一。因此，近年来国际上出现了节能型建筑设计。　　建筑节能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应。建筑节能具体是指节约采暖供热、空调制冷、采光照明以及调节室内空气、湿度、改变居室环境质量的能源消耗，还

4、包括利用太阳能、地热(水)能源的综合技术工程。　　一我国太阳能光热技术的发展现状及主要问题　　1太阳能储量与分布　　如何提高可再生能源的利用程度,扩大可再生能源的利用范围,已经成为了人们在新世纪的重要课题。而太阳能以其清洁、储量巨大、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源。　　我国受地理位置的影响,蕴藏着丰富的太阳能资源。在我国广阔的土地上,年太阳能总辐射量超过5MJ/m2,年太阳辐照时数超过2200h的太阳能利用条件较好的地区占国土的2/3。大多数地区年平均日辐射量在4k

5、2以上,西藏日辐射量最高达7k2,我国太阳能资源的理论储量达每年1.7×1013t标准煤,故开发太阳能是实现中国可持续发展战略的有效措施之一。　　2太阳能光热设备的应用及主要存在的问题　　目前,我国太阳能的利用技术主体上可分两类:太阳能光伏发电和太阳能光热技术。根据我国的综合国力和消费水平,在最近几年还不可能大规模推广家用太阳能光伏发电技术。但是我国的太阳能光热利用水平已相当高,尤其是经过太阳能工20多年努力,我国太阳能热水器的保有量已超过2×107m2，年产量达3×106m2，是世界上生产太阳能热水器

6、最多的国家。太阳能供热水市场规模已居世界第一。可是我国建筑行业与太阳能光热设备的结合却刚刚起步,还存在着很多的问题。传统的设计方法是在屋顶上安装太阳能光热设备,这是目前最为普及的设计方法,但是它也存在诸多的缺陷。　　首先,我国销售量最大的真空管太阳能光热设备大多是一种“一排黑色玻璃管头顶一个大水箱”的造型,缺乏统一设计,与建筑外观不相协调,整体性差,破坏建筑形象,严重影响了城市的景观。　　其次,常规的太阳能光热设备(包括太阳能开水器、太阳能热水器、太阳能取暖装置等)通常是在房屋建造好以后,再通过自行穿墙

7、打洞、拉固及打膨胀螺丝等手段将太阳能光热装置固定在房顶上,不仅破坏了建筑的整体美,而且难以解决抗飓风、防冰雹、防冻和安全保护等一系列问题,同时漏水、管道的布设困难、破坏建筑防水层等问题也时有发生。　　另外,高层建筑因屋顶采光面积小,从屋顶到住户热能输送距离远,损失严重,无法使用太阳能光热设备。这些难以克服的种种弊端严重制约了太阳能光热设备的进一步普及应用。在一些城市甚至出现了强制拆除太阳能光热设备的情况。　　二太阳能光热设备与建筑一体化设计的途径与方法　　要解决以上问题,我们就不能永远停留在太阳能和建筑

8、两个层面上去关注太阳能的应用问题,而是应该从整个社会的角度看,它是个大系统,涉及到城市景观、能源发展以及老百姓的可支付能力等一系列问题。因此必须从太阳能建筑的角度去看,这就需要将太阳能光热设备一体化设计的理念贯穿于建筑物的规划、设计、建造、使用、维护以及改造活动中,这也正是问题的关键所在。　　太阳能光热设备与建筑一体化概括起来讲,就是将太阳能光热设备与建筑充分结合,改变使用中各自为政的局面,太阳能就像其他建筑部件、构件一样,最终也会成为建筑