太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用分析

劉艷華

（河北方澤建筑工程集團(tuán)有限公司，河北 滄州 061001）

太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用分析

劉艷華

（河北方澤建筑工程集團(tuán)有限公司，河北 滄州 061001）

將太陽能技術(shù)應(yīng)用到建筑中，能夠幫助建筑行業(yè)逐漸擺脫能源緊張的困境，也能夠保護(hù)環(huán)境，推動實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本文首先簡單介紹我國太陽能資源的分布狀況，接著從太陽能熱利用技術(shù)和太陽能光伏技術(shù)兩個方面對太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用進(jìn)行分析，在最后指出太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用存在的問題及相對應(yīng)的解決方案。

太陽能技術(shù)；建筑；應(yīng)用；分析

1 引言

建筑業(yè)在快速發(fā)展的同時，也在加速著能源的消耗。將太陽能技術(shù)應(yīng)用到建筑中，不僅能夠滿足建筑對能源的需求，還能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽能資源的充分利用，推動太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2 我國太陽能資源的分布狀況

受地理條件和氣候等環(huán)境因素的影響，我國太陽能資源的分布呈現(xiàn)出明顯的地域性，從總體來看：西部多于東部，西南少于北部；除了新疆和西藏，緯度低的地區(qū)往往比緯度高的地區(qū)有更豐富的太陽能資源。

3 太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用類型

3.1 太陽能熱利用技術(shù)

3.1.1 被動式太陽能應(yīng)用

（1）在進(jìn)行建筑設(shè)計時，結(jié)合建筑所處的自然環(huán)境，將建筑因素進(jìn)行合理地組織和處理，根據(jù)光照情況確定門窗的朝和材質(zhì)、設(shè)計屋頂?shù)臉邮?、選擇合適的墻壁材料和樓板材料。（2）要合理對建筑本身進(jìn)行科學(xué)地設(shè)計與規(guī)劃，根據(jù)建筑所處的自然環(huán)境確定建筑朝向、根據(jù)太陽照射情況設(shè)計內(nèi)部空間的分布、根據(jù)氣候條件科學(xué)設(shè)計建筑的結(jié)構(gòu)和外觀、并選用具有較大熱阻和適宜的重質(zhì)建筑材料。

被動式太陽能應(yīng)用雖然發(fā)展成熟，成本較低，但是對室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)有限。為了進(jìn)一步提高建筑的環(huán)境適應(yīng)能力，可以在使用被動式太陽能熱利用技術(shù)的同時配合應(yīng)用主動式太陽能熱利用技術(shù)。

3.1.2 主動式太陽能應(yīng)用

主動式太陽能應(yīng)用指的是在借助部分專業(yè)太陽能設(shè)備的條件下，實現(xiàn)對建筑內(nèi)部環(huán)境的可控調(diào)節(jié)。主要的幾種應(yīng)用方式有：太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能采暖系統(tǒng)、太陽能制冷系統(tǒng)和太陽能空調(diào)系統(tǒng)。

（1）熱水系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)按照600L的熱水箱容積劃分為小型和大型兩種，家用的為小型，學(xué)校、工廠等使用的是大型。小型的多為家用，因此多是在建筑完成后，由居民自己進(jìn)行安裝，而大型的一般用于學(xué)校、工廠等，這些建筑在施工之前就已經(jīng)將太陽能熱水系統(tǒng)的安裝納入建筑設(shè)計范圍之內(nèi)，因此，很少會出現(xiàn)與建筑結(jié)合度低的情況。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要提前設(shè)計好用于放置和安裝太陽能熱水系統(tǒng)的空間，將熱水系統(tǒng)進(jìn)行合理的安置，避免因無序安裝干擾部分建筑功能的實現(xiàn)，并保持建筑的美觀。

（2）采暖系統(tǒng)。常見的太陽能采暖系統(tǒng)有太陽墻采暖系統(tǒng)、太陽能熱泵供熱采暖系統(tǒng)和太陽能熱水輻射采暖系統(tǒng)。在建筑中應(yīng)用太陽墻采暖系統(tǒng)，經(jīng)過太陽墻系統(tǒng)加熱處理后的室外空氣被送風(fēng)機(jī)送入室內(nèi)，與室內(nèi)氣體進(jìn)行交換，保持室內(nèi)空氣流通的同時還能夠維持室內(nèi)的溫暖，可將其應(yīng)用在辦公樓、購物中心或者高檔居民樓等建筑的設(shè)計中。太陽能熱泵供熱采暖系統(tǒng)將太陽能作為熱泵泵源，由熱泵機(jī)組、太陽能集熱系統(tǒng)、蓄熱設(shè)備、地板采暖以及控制系統(tǒng)組成。太陽能熱水輻射采暖系統(tǒng)將30-60℃的低溫?zé)崴鳛闊崦?，分為太陽能頂棚輻射采暖和太陽能地板輻射采暖兩種。

（3）制冷系統(tǒng)。在建筑中應(yīng)用的太陽能制冷系統(tǒng)多為太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷系統(tǒng)，主要分為吸收式、吸附式、蒸汽噴射式和蒸汽壓縮式四種，將轉(zhuǎn)換得到的熱能或者機(jī)械能作為對外界溫度的補(bǔ)償，根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并維持系統(tǒng)的溫度。

（4）空調(diào)系統(tǒng)。太陽能空調(diào)系統(tǒng)主要分為制冷、制熱和除濕這三種功能。將太陽能空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用到建筑中的時間較晚，直至21世紀(jì)初我國才在北京市太陽能研究所辦公樓建成第一批太陽能制冷空調(diào)示范工程。

3.2 太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用

將太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用于建筑中指的是利用伏打效應(yīng)，把太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并將這些電能作為建筑能源，以擺脫或者是減少對石化能源的依賴，保護(hù)環(huán)境。太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用到建筑中主要有兩種方式：建材型和非建材型的光伏構(gòu)件。在建筑中應(yīng)用太陽能光伏技術(shù)，實現(xiàn)光伏建筑一體化，能夠減少對電網(wǎng)能源的消耗，有效減少建筑在電網(wǎng)方面的投資；建筑能夠為自己提供電能，在用電高峰期不僅能夠避免用電緊張，實現(xiàn)并網(wǎng)供電，減輕電網(wǎng)的供電壓力；建材型的光伏構(gòu)件具有不同的樣式，用于建筑中時能起到美化建筑外觀的效果。

4 太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用存在的問題及解決方法

4.1 政策支持較少

雖然政府的節(jié)能意識逐漸增強(qiáng)，但在“太陽能技術(shù)應(yīng)用到建筑中”這一方面，明顯支持力度不夠。太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用本身就花費較高，如果政府再不給予政策支持，很難保證其能夠繼續(xù)發(fā)展。政府應(yīng)當(dāng)及時出臺支持發(fā)展太陽能技術(shù)發(fā)展，和鼓勵太陽能技術(shù)應(yīng)用于建筑中的政策，并給予資金和技術(shù)支持；還要推動提高民眾的節(jié)能環(huán)保意識，使其更樂意接受和使用太陽能產(chǎn)品。

4.2 民眾的支持度較低

因為節(jié)能意識不夠強(qiáng)烈，對太陽能產(chǎn)品的了解程度不夠，再加上太陽能產(chǎn)品的價格較高，使得很多民眾都不愿意購買太陽能產(chǎn)品、更不會關(guān)心太陽能技術(shù)的發(fā)展，以及在建筑中的應(yīng)用狀況。提高民眾對太陽能技術(shù)的支持度，不僅需要政府的努力，社會組織通過動員活動，提高民眾對能源的保護(hù)意識，對太陽能技術(shù)的了解，以及對太陽能技術(shù)應(yīng)用于建筑的支持。

4.3 在建筑中應(yīng)用太陽能技術(shù)的能力較低

雖然在一些建筑中應(yīng)用了太陽能技術(shù)，但是應(yīng)用的方式較為單一，通常都是太陽能熱水系統(tǒng)，而在其他方面的應(yīng)用很少；建筑行業(yè)和太陽能行業(yè)之間不夠了解，也是阻礙在建筑中應(yīng)用太陽能技術(shù)的能力提高的因素。雙方應(yīng)該加強(qiáng)聯(lián)系和交流，共同探討出合適的建筑項目，以推動太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用；建筑人員應(yīng)該主動了解更多太陽能技術(shù)，太陽能技術(shù)研究人員應(yīng)該對我國不同地區(qū)、不同類型的建筑都有充分的了解，結(jié)合不同建筑的功能需求設(shè)計和生產(chǎn)出合適的太陽能產(chǎn)品，推動其應(yīng)用在建筑中。

5 結(jié)語

鼓勵并推動太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用和發(fā)展，降低建筑的能源消耗，促進(jìn)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

［1］吳潮瑋.太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用［J］.黑龍江科技信息，2011（20）∶38-276.

［2］孫綱，李雷.綜述太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2010（20）∶314-315.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.043