太阳能与建筑一体化构想

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1、太阳能与建筑一体化构想1太阳能利用的现状我国有着丰富的太阳能资源，每年获得的太阳能约为3.6×1022J，相当于1.2万吨标准煤的热值[1]。约占全国国土面积的2/3的地区年平均辐射总量在3340～8400MJ/m2，年日照时数在超过2200h，相当于110～280kg标准煤的热值[2]。我国从70年代就开始了太阳能利用方面的研究，经过30年来的不懈努力，现已在太阳能利用和推广方面已经取得了一定的成绩，尤其在太阳能热水器方面取得了一大批科研成果。但我国的太阳能利用技术与发达国家相比还存在很大的差距，例如我国目前对太阳能在建筑中有效地利用还是探索阶段，不仅利用

2、方式单一并且在与建筑一体化方面显得尤为落后。因此我国在太阳能技术的实用性、经济性、先进性、可操作性等方面都有很多值得进一步研究的地方。2太阳能利用所面临的问题2.1体制方面的问题在我国目前的经济体制下，绝大多数建筑的建设者、使用者和管理者是三者分离的，经济上没有直接的利害关系。管理者认为建筑业目前的当务之急是解决群众住房问题，如果筹集大量的资金去搞建筑节能，就会少建一些房屋，这与我国的目前现状而言是不适合；建筑的建设者认为用最少的投资建成尽可能多的建筑面积而节能会增加成本与售价进而影响销售，并且节能是政府的事情与开发商无关，因而置节能标准于不顾[1]；使用者

3、认为进行建筑节能会花去很多的资金况且节能最终能否带来良好的经济效益还有待验证。2.2技术方面的问题就目前而言，全玻璃制真空管的太阳能集热装置占据着主导地位，成本较低且技术成熟，但当其与建筑物进行一体化的有机结合却存在着一系列的问题，例如承压运行问题、运行安全问题、密封可靠问题、结垢清理问题等等[3]；而采用金属制流道的集热装置并采用强制循环系统，虽然很好的解决了这些问题但又存在成本较高等缺陷。此外还存在着工作性能随天气影响较大的缺点。2.3建筑行业和太阳能产业界之间的问题建筑行业和太阳能产业界之间缺乏相互配合，建筑行业过去基本没有参与过太阳能利用与建筑一体化

4、的设计与施工，存在对太阳能利用的原理、设计方法不够了解，缺乏必要的基础设计参数，对其节能意义认识不足等缺陷，没有按照利用太阳能的原理和方法进行设计，造成建筑的土建时就没有装置适当的预埋件，给太阳能装置的安装造成了一定的障碍，并在安装时可能损害建筑结构和增加建筑负荷；太阳能产业界只考虑太阳能设备的结构和性能，没有考虑将太阳能设备如何作为建筑物的有机组成部分与建筑结构相结合，不能与建筑结构从整体性上相协调，外观与造型难以适应现代建筑的要求。以上这些都为太阳能利用和与建筑一体化在我国城市建筑中的发展带来的一定困难。但本文认为我国可以参考美国《太阳能供暖降温房屋的建

5、筑条例》和《节约能源房屋建筑法规》[4]等制定和完善我国《国家节能政策法》，鼓励新能源利用同时在经济和政策上也采取有效措施解决了这些问题，加快利用太阳能等可再生能源的发展。3太阳能利用与建筑一体化势在必行我国的建筑行业过去只着重于建筑的功能、需求和立面效果，却往往忽视了对清洁能源的利用，缺乏在能源使用过程中对消除各种污染的意识。过去很长时间里，安装太阳能利用设备没有同建筑设计进行有机地结合，使得太阳能集热设备的安装在建筑的外表面及屋顶形成了规格繁杂、形式各异，杂乱无章的无序状态，破坏了建筑楼宇的景观效果，造成新的建筑视觉污染。这个问题应成为太阳能产业界和建设

6、行业应该共同研究讨论的一个大问题，建筑如何与太阳能设备很好的结合起来也已成为摆在我们眼前的事实。太阳能利用技术与建筑一体化的设计就是解决这些问题的关键所在，太阳能产业界应着力于开发和生产那些有利于与建筑进行一体化的模块化太阳能建材[5]。而建筑师在这方面更要多作一些努力和探索，做到在建筑设计方案的设计开始阶段就把太阳能设备作为建筑中的一个不可缺少的构件来考虑，使建筑美学与太阳能技术完美结合，共同创造新型的太阳能一体化建筑。4太阳能利用与建筑一体化构想的提出：一体化的设计思想是由美国太阳能协会创始人施蒂文-斯特朗20多年前所倡导的，其主体思想是将能把太阳能转化

7、为电能的半导体材料直接镶嵌在墙壁的外表面和屋顶上，取代在屋顶上安装笨重的太阳能收集装置，从而实现太阳能利用与建筑的一体化，并通过所产生的电能来驱动室内的用电设备实现室内的采暖、照明、制冷等。这种一体化方案仅仅是通过综合考虑建筑构件和太阳能设备的协调使其做到构造合理。但这种一体化方案存在对太阳能收集途径单一、利用率低下、浪费严重等方面的缺点，例如：目前的太阳能发电系统对太阳能的光电转化率低下，大量的光和热被白白的流失掉；其次热-电-热的能量二次转化使得能量在转换和传输的过程中增加了损失，使得太阳能的利用率更为低下。所以本文并不完全赞同此项一体化方案，本文的看法

8、是应当综合考虑建筑造型与太阳能技术的有机结合，采取被