浅谈太阳能在节能建筑设计中的应用与展望

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1、浅谈太阳能在节能建筑设计中的应用与展望【摘要】随着社会经济的高速发展，对于能源的需求也越来越大，但是也面临着不可再生资源的一次性，以及逐步走向衰竭的现实。太阳能资源作为一种取之不尽，用之不竭的可再生资源，越来越受到人们的青睐，本文介绍太阳能在建筑节能方面上的应用，得出太阳能节能设计符合环保与可持续发展理念，值得广泛推广与应用。【关键词】太阳能建筑节能应用展望太阳能建筑是节能建筑的一种形式。太阳能建筑的基本要求就是利用太阳能这种最丰富、最便捷、无污染的能源来进行采暖制冷、供应热水和进行光电转换，以满足人们生活的需要，同时达到减少和不用矿物燃料的

2、目的。对于建筑师来讲，太阳能仿生建筑设计就是要在建筑设计的同时，考虑以下两个方面的问题：一是，太阳能在建筑上的应用对建筑物的影响，包括建筑物的使用功能，围护结构的特性，建筑体型和立面的改变；二是，考虑太阳能利用的系统选择，太阳能产品与建筑形体的有机结合。1太阳能建筑技术的设计方法在建筑中应用太阳能技术，不仅仅需要做到节能，还要实现太阳能建筑的一体化。一则是因为考虑太阳能在建筑上的应用对建筑物的影响，包括建筑物的使用功能、立面结构、护结构的特性、建筑体型。另一方面则是考虑太阳能利用的系统选择，以及太阳能产品与建筑形体的有机结合。目前太阳能采暖设

3、计总体上可以分为两大类：被动式和主动式，每一类都包含多种形式。为达到设计的合理以及最优化，在设计时往往采用不同形式相结合。1.1被动式太阳能建筑被动式太阳能建筑的概念业界对其的定义是通过建筑朝向和周围环境的合理布局，建筑内部空间和外部空间形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，窗、墙、屋顶等建筑物本身构件的相互配合，完全自然方式，配合季节调节室内温室，使室内取得冬暖夏凉的效果。它的设计原则就是，同归建筑设计，使得建筑在冬季充分利用太阳辐射热取暖，尽量减少通过维护结构及通风渗透而造成热量的损失。在夏季尽量减少因为太阳辐射及室内人员设

4、备散热造成的热量。被动式太阳能建筑采集太阳能主要包括集热蓄热式、附加阳光间式、直接受益式等几种类型。此种类型的太阳房最基本的工作机理就是我们经常见到的“温室效应”。1.2主动式太阳能建筑主动式太阳能建筑是在建筑中设置蓄热器、管道、集热器、风机及泵等设备来收集、蓄存和配输太阳能的系统，系统中的各部分均可控制而迗到需要的温度。太阳能在太阳能建筑中的应用主要包括两方面：其一是太阳能的应用系统，即就是使用太阳辐射加热水，来供给建筑生活热水，取热以及制冷等功能。其二是太阳能光电（PV）系统，将太阳能辐射直接转化为电能，利用太阳能光伏发电，为建筑提供清洁

5、能源。2建筑中应用的太阳能设计技术2.1太阳能热水系统设计运用太阳能节能设计技术的太阳能热水系统一般包括太阳能集热器、循环栗、储水箱、电控柜与水管等。经设计的太阳能热水系统有自然循环定温放水式、自然循环式、强制循环式与直流式四种运行方式。一般小型太阳能热水系统采用自然循环式运行方式，大中型的太阳能热水系统通常采用定温放水式或者强制循环式运行方式。对太阳能热水系统设计，要考虑到集热器的集热面积、贮热水箱形态、水管构造材料、循环进出水管直径、水箱保温材料、水管保温材料等。由于太阳能热水系统全年的集热量是很难通过实测的方法得出，一般简易的做法就是用

6、专业的分析软件根据典型气象参数计算出太阳能热水系统的集热器整一年的全部集热2.2太阳能通风结构设计设计的太阳能通风结构是将建筑的围护结构与太阳能集热器有机结合，使建筑的围护结构与通风结构、被动式冷却与被动式采暖结合，在建筑美学的基础上，改善了建筑室内热环境。太阳能通风结构的工作原理是将太阳能福射能量所产生的热压，引起空气的流动，将收集的热能转化为空气流动的动能。太阳能集热墙体和太阳能集热屋面是太阳能通风结构的主要形式。利用太阳能的辐射能量，产生热压下的自然空气流动，实现建筑室内的降温与采暖。2.3太阳能制冷设计理论上太阳能制冷可以分为太阳能光

7、电转换制冷与太阳能光热转换制冷两种制冷方式。太阳能光电转换制冷是通过将太阳能转换成电能，然后用电能驱动压缩式制冷机制冷。太阳能电池成本较高，在相同制冷功率下，太阳能光电转换制冷系统的成本比光热转换制冷系统的成本高很多，导致难于推广使用。太阳能光热转换制冷是将太阳能转换成热能，然后将热能用于实现制冷。太阳能吸收式制冷是光热转换制冷，其通过溶液的浓度不断变化来得到冷量的一种系统，就是利用太阳能集热器收集的能量将水加热，向制冷机发生器提供热水，使吸收式制冷机正常运行，实现制冷效果，除此之外还有太阳能吸附式、除湿式、蒸汽压缩式等太阳能光热转换制冷系统

8、。太阳能制冷设计要以当地气候与地理环境为依据，因为气候与地理环境直接影响到太阳能制冷机的制冷量，辐射越强烈，环境温度越高，集热器收集的能量就越大，相应制冷机的制冷量