太陽(yáng)能在綠色建筑中的應(yīng)用淺析

【摘要】隨著科技的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng).可再生能源中太陽(yáng)能作為最易獲得的能源之一受到越來(lái)越多地關(guān)注和應(yīng)用。在現(xiàn)代綠色建筑中，太陽(yáng)能的光電、光熱、照明等功能正逐漸被大量應(yīng)用。本文從太陽(yáng)能的發(fā)電系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、導(dǎo)光照明系統(tǒng)三個(gè)方面，對(duì)對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；太陽(yáng)能；發(fā)電系統(tǒng)；熱水系統(tǒng)；導(dǎo)光照明系統(tǒng)

近年來(lái)，隨著全球人口的爆炸性增長(zhǎng)，社會(huì)城市化正快速推進(jìn)，隨之帶來(lái)人們對(duì)能源問(wèn)題的重視?？茖W(xué)資料顯示，建筑的建設(shè)需要消耗總能源的50%。那么，如何減少資源浪費(fèi)、利用可再生資源、減少建筑對(duì)環(huán)境的影響，如何建造出“宜居、可持續(xù)、和諧共生”的建筑，基于此，“綠色建筑”的指導(dǎo)概念應(yīng)運(yùn)而生。

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。在新發(fā)布的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378-2014中“節(jié)能與能源利用”章節(jié)中明確了建筑如使用可再生能源，說(shuō)明可再生資源利用在綠色建筑中所占的權(quán)重。而太陽(yáng)能作為在綠色建筑中能夠廣泛應(yīng)用的可再生能源，其利用技術(shù)、可利用程度對(duì)綠色建筑至關(guān)重要。下面，就針對(duì)太陽(yáng)能的光電、光熱、照明功能，探討其在綠色建筑中的應(yīng)用技術(shù)。

1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是由光伏組件、控制器、逆變器（DC-AC）、蓄電池（可不包含）組成，是利用光伏組件（單晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物太陽(yáng)能電池）吸收太陽(yáng)光后轉(zhuǎn)化為直流電源，根據(jù)需要利用逆變器轉(zhuǎn)化交流電源或者選擇使用蓄電池對(duì)直流電進(jìn)行儲(chǔ)存。

目前將光伏系統(tǒng)用于建筑中的模式一般分為兩種：建筑光伏（BMPV）及建筑光伏一體化（BIPV），在綠色建筑中兩者均可在建設(shè)不同部位及建筑功能上得到完美應(yīng)用。

1.1BMPV系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

在非建材領(lǐng)域光伏系統(tǒng)主要有：光伏雨棚、光伏遮陽(yáng)板、光伏欄板、光伏墻/屋面支架結(jié)構(gòu)等。如果按照光伏成品劃分又包括：光伏路燈、光伏庭院燈、光伏移動(dòng)電源、光伏滅蚊燈、光伏手電等等。

就獨(dú)立居民住宅或公建而言，通常在建筑陽(yáng)面設(shè)置帶“光伏雨棚”的停車場(chǎng)，發(fā)出的電量可用于車棚的照明或者電動(dòng)動(dòng)車充電電源使用；小區(qū)內(nèi)部功能區(qū)則使用“光伏路燈、光伏滅蚊燈”用來(lái)滿足照明及滅蟲作用；小區(qū)或公建陽(yáng)面窗戶則利用“光伏遮陽(yáng)板”，起到遮陽(yáng)及發(fā)電功能；“光伏墻/屋面支架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)”可將光伏發(fā)出的電能利用在樓梯照明、電梯、公共區(qū)域照明等，大大減少業(yè)主及用戶電費(fèi)開支。所以，BMPV在綠色建筑中起到不可或缺的作用。

1.2BIPV系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

目前建材型光伏系統(tǒng)主要包括：光伏磚、光伏瓦、光伏幕墻、光伏窗、光伏采光頂?shù)取Ｔ诠ńㄖ?，將光伏與建筑總體設(shè)計(jì)施工，主要利用“光伏幕墻、光伏采光頂”發(fā)出電能用于照明及部分動(dòng)力電源；光伏窗則應(yīng)用于居民建筑比較適宜，可以起到遮陽(yáng)及發(fā)電作用。BIPV系統(tǒng)主要的優(yōu)勢(shì)在于能夠與建筑形成一體化，不僅可以產(chǎn)生電能，還可起到建筑構(gòu)件功能。BIPV系統(tǒng)不僅可以保證建筑物自身用電需求，還可根據(jù)裝機(jī)電量將多余電量并網(wǎng)，舒緩高峰用電壓力，具有極大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

2、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

太陽(yáng)能是一種清潔無(wú)污染的可再生能源。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是利用太陽(yáng)輻射能為熱源，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為熱能，以達(dá)到加熱水體的一整套裝置，包括太陽(yáng)能集熱裝置、儲(chǔ)熱裝置、循環(huán)管路裝置、循環(huán)動(dòng)力等。

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)按鋪設(shè)配型分為：?jiǎn)螜C(jī)太熱能熱水器、集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、半集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)三大類。此三類太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在綠色建筑中均得到了廣泛的應(yīng)用。

2.1單機(jī)太陽(yáng)能熱水器在綠色建筑中的應(yīng)用

單機(jī)太陽(yáng)能熱水器（又叫家用太陽(yáng)能）應(yīng)用最早，七十年代中期第一代熱水器是用鐵皮、鐵管進(jìn)行焊接，簡(jiǎn)單利用太陽(yáng)能將水“曬熱”。第二代太陽(yáng)能熱水器則應(yīng)用銅鋁復(fù)合芯條技術(shù)。第三代就是發(fā)展到現(xiàn)在所見(jiàn)到的“黑管——玻璃真空管”，能夠大大提高太陽(yáng)能輻照，減少輻照時(shí)間，迅速將水制熱。

在多層建筑中，大多是選用“屋頂式”單機(jī)太陽(yáng)能；高層居民建筑則選用“壁掛式”單機(jī)太陽(yáng)能。單機(jī)太陽(yáng)能熱水器最大的好處是獨(dú)立供用水，管理方便。但，其最大的缺點(diǎn)是：無(wú)可靠的回水系統(tǒng)，造成供水浪費(fèi)；多余熱水無(wú)法共享，造成熱能浪費(fèi)；系統(tǒng)管路多，與建筑結(jié)合不協(xié)調(diào)。單純從能源利用角度看，單機(jī)太陽(yáng)能熱水器能夠彌補(bǔ)“綠色建筑”政策涉及不到的廣大農(nóng)村地區(qū)節(jié)能問(wèn)題。

2.2集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是集成化程度高，分?jǐn)傇靸r(jià)低，管理統(tǒng)一，水熱利用程度高，與建筑統(tǒng)一設(shè)計(jì)施工，結(jié)合程度高。在居民建筑中得到最大程度的利用，解決了供暖、生活熱水問(wèn)題，為廣大居民減少了建筑使用費(fèi)用。目前，也是眾多居民住宅開發(fā)項(xiàng)目“綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一星”應(yīng)用最多的項(xiàng)目。

3、導(dǎo)光照明系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

導(dǎo)光照明系統(tǒng)主要由采光罩、導(dǎo)光管和漫射器組成，其主要是利用室外的太陽(yáng)光，通過(guò)導(dǎo)光管，將自然光引入需照明的空間。其是真正的節(jié)能、環(huán)保、綠色的新型照明方式。在綠色建筑中被廣泛應(yīng)用在場(chǎng)館、辦公場(chǎng)所照明、地下空間、大跨度廠房等白天需照明的環(huán)境。由于導(dǎo)光照明系統(tǒng)照明來(lái)源取自大自然，所以是“純綠色”照明系統(tǒng)。但是，系統(tǒng)中的主要部件均需進(jìn)口，與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比造價(jià)不菲，如果能夠國(guó)產(chǎn)化，相信定會(huì)產(chǎn)生頗豐的經(jīng)濟(jì)收益。

結(jié)論：

太陽(yáng)能是可再生能源中最不受地域限制的能源之一，其能夠與建筑完美的融合成為一個(gè)有機(jī)整體，是“綠色樓盤”最受追捧概念，也是居民最能直觀理解的綠色概念。從建筑業(yè)發(fā)展、可再生能源利用、樓盤銷售賣點(diǎn)、降低建筑使用成本等方面均能夠充分證明，太陽(yáng)能系統(tǒng)的多元化發(fā)展終將“最接地氣”地與“綠色建筑”融合，并得到最廣泛的應(yīng)用。