严寒地区办公建筑太阳能技术应用探析

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1、严寒地区办公建筑太阳能技术应用探析　　摘要：在我国的三个能耗大户中，建筑能耗位居榜首，对建筑进行节能降耗显得尤为重要。太阳能技术的提出为这一问题的解决提供了可能。基于此点，文章就严寒地区办公建筑太阳能技术的应用展开探讨。关键词：严寒地区；办公建筑；太阳能技术中图分类号：TU201文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）33-0072-021办公建筑能耗的主要特点及太阳能技术的应用优劣势分析1.1办公建筑的能耗特点6办公建筑属于一种比较特殊的建筑结构形式，它是社会高速发展下的产物，并逐步成为现代社会的主要建筑类型。据不完全统计，办公建筑的总体面积、数量在

2、建筑总量中所占的比例较大，同时办公建筑的能耗在建筑总能耗中所占的比例也非常之高。办公建筑的能耗主要由以下三个部分组成：照明能耗约为33.3%；空调、采暖系统能耗约为41.4%；电梯、电脑、给排水系统等动力能耗约为25.3%。目前，国内采用空调系统的办公建筑每年的耗电量非常之大，约合1000度/平方米左右。而在我国北方严寒地区，由于冬季非常寒冷，为确保建筑的室内温度满足办公人员的要求，办公建筑除了需要配备能耗较大的空调系统之外，还需要配置相应的采暖和热水系统，这进一步增大了建筑能耗。为此，降低办公建筑的总体能耗已成为目前亟待解决的问题之一。1.2太阳能的优劣势分析太阳

3、能的应用优势。现如今，太阳能作为可再生的清洁能源基本已经家喻户晓，并在时代不断发展和社会不断进步的推动下，其应用层次也随之进一步提升。与其他能源相比，太阳能有着得天独厚的优势，其在严寒地区办公建筑中的应用，将会对建筑的节能降耗起到非常重要的作用。太阳能的应用优势具体体现在如下两个方面上：其一，储量丰富。据科学家研究表明，太阳每分钟辐射到地面的能量可以达到80×1012kW，其相当于6×109吨标准煤，根据这组数据可以计算出太阳能一年内到达地面的总量，合成标准煤约为18.92×104千亿吨。如果能够将这样巨大的能源加以有效利用，那么有可能从根本上解决当前建筑能源的需求

4、问题；其二，无污染。由于太阳能属于清洁能源，故此其在应用在过程中不会对环境造成任何污染。6太阳能的劣势。虽然太阳能本身具有非常之多的优越性，但是其在利用方面也存在一定的缺点，具体体现在以下三个方面：其一，分散。尽管到达地面的太阳能辐射总量非常大，但是能量流的密度却相对较低，经过计算得出投射到地面上1平方米的太阳能功率约为1kW左右，并且在寒冷的冬季仅为50%，阴天时则不足20%，这就要求我们在对太阳能进行利用之前必须先进行有效的收集；其二，间歇。由于受到多种因素的影响，使得太阳能的辐射经常间断，并且也非常不稳定。想要使太阳能获得最大程度的利用，就必须解决能量贮存问题

5、。简单来讲，就是将日间的太阳能存储下来，以供阴天及夜间使用，而能量贮存是目前太阳能利用中相对比较薄弱的环节之一，其中仍有很多问题未能解决；其三，利用效率偏低。虽然近些年业界的专家学者纷纷加大了对太阳能技术的研究力度，也证实了很多方面的理论都是可行的，相关技术上也比较成熟，但由于太阳能的利用效率相对偏低，加之成本过高，从而严重限制了其大范围推广应用，这也是目前亟待解决的首要问题之一。2太阳能技术在严寒地区办公建筑的应用研究2.1太阳能供暖6太阳能供暖主要分为主动式太阳能采暖和被动式太阳能采暖。主动式太阳能采暖系统是在建筑屋顶、南向外墙设置太阳能集热器，由太阳能集热器收

6、集太阳辐射能，在加热水、空气等热媒后，使热媒沿建筑中的供热管道输送至房间，以供房间采暖之用。由于太阳能具备不稳定、分散、间断等缺点，若在办公建筑中完全依靠太阳能集热器进行采暖，会导致集热器铺设面积过大，不仅造成采暖工程造价过高，还会影响建筑外形的美观性；被动式太阳能采暖是指根据建筑周围环境，合理布局建筑朝向，科学设计建筑外部形体和内部空间，选用恰当的建筑材料，使建筑物在寒冷的冬季充分收集、存储太阳光能，维持房间一定温度。尤其对于办公建筑而言，通过有效利用被动式太阳能采暖，有利于减轻城市管道集中供暖的负荷，满足供暖节能减排的要求。2.2太阳能热水供应太阳能热水供应是指

7、利用太阳能集热器吸收太阳辐射能，对其中的水进行加热，进而满足生活中的热水需求。当前，太阳能热水器已经在我国住宅建筑中得到了普及使用，在大型建筑中如需要使用太阳能进行热水供应，则应当设置太阳能热水系统，将其与太阳能采暖系统联合起来，达到冬季供暖、夏季供热水的目的。相对于住宅建筑而言，办公建筑对热水的需求较低，在提供夏季热水时，应当充分考虑太阳能热水供应的经济性和实用性，避免存在热水浪费行为，从而决定是否需要设置职工浴池或其他辅助设备来合理消耗热水。2.3定向太阳能汇集器6由于太阳能具有分散、随机和间歇等缺点，为此，本文提出一种新型的定向太阳能汇集器。该太阳能汇集器