太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)在節(jié)能建筑中的研究與實(shí)踐

陳曉萌 葉榮寶

摘 要：目前在建筑行業(yè)發(fā)展的過程中為了適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)及節(jié)約型社會(huì)的理念，其也在向著節(jié)能的方向發(fā)展，而這也使得節(jié)能建筑成為現(xiàn)今建筑行業(yè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。目前在建筑工程中采暖通風(fēng)系統(tǒng)屬于主要的能源消耗部分，為了節(jié)能建筑可以有效的可以達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)，就必須要對(duì)采暖通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化及改進(jìn)?，F(xiàn)今太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用可以提供一種新的能源應(yīng)用方向，其在采暖通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用可以有效的提升建筑整體的節(jié)能效益。

關(guān)鍵詞：太陽能;采暖通風(fēng)技術(shù);節(jié)能建筑

能源危機(jī)為我國社會(huì)的發(fā)展帶來了極大的影響，在此條件下建筑行業(yè)也不斷的開發(fā)及應(yīng)用新的能源，因此也使得太陽能的應(yīng)用實(shí)際中得到了廣泛的研究及實(shí)踐。將太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用于節(jié)能建筑中可以有效的提升建筑工程其采暖通風(fēng)工程的應(yīng)用效益，使其可以在實(shí)際中達(dá)到節(jié)能降耗的目的。以下則從多角度對(duì)太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)的內(nèi)容及特點(diǎn)進(jìn)行研究，并從實(shí)踐的角度來分析其在應(yīng)用中所具備的效果。

一、太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)在節(jié)能建筑中的應(yīng)用目標(biāo)

1.實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)

太陽能技術(shù)作為有效的節(jié)能手段，應(yīng)當(dāng)被廣大設(shè)計(jì)者和用戶接受。所謂高效，是指盡可能最大限度地利用資源和能源，特別是不可再生的資源和能源。提高效率也就是實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要提高太陽能系統(tǒng)的運(yùn)行效率和集熱效率，高效用能。這將對(duì)太陽能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝或與建筑相連接的構(gòu)造設(shè)計(jì)提出更高要求。

2.追求美觀目標(biāo)

建筑與大自然相和諧不僅體現(xiàn)在能量、物質(zhì)方面，同時(shí)也體現(xiàn)在精神境界方面，包括建筑與自然景觀相融合，與社會(huì)文化相融合。同樣，在建筑中應(yīng)用太陽能技術(shù)，不但要節(jié)能，還要實(shí)現(xiàn)太陽能建筑一體化。一是考慮太陽能在建筑上的應(yīng)用對(duì)建筑物的影響，包括建筑物的使用功能，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特性，建筑體型和立面的改變;二是考慮太陽能利用的系統(tǒng)選擇，太陽能產(chǎn)品與建筑形體的有機(jī)結(jié)合。

二、太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)在節(jié)能建筑中的研究與實(shí)踐

1.太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)中的采暖研究

（1）被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)。被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)在節(jié)能建筑中的應(yīng)用較為常見，其主要是通過對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)、朝向、環(huán)境等進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，以此來使得其空間布置、外部形態(tài)、材料應(yīng)用等都可以達(dá)到良好的采暖效果，使節(jié)能建筑在冬季可以對(duì)太陽熱能進(jìn)行良好的采集及儲(chǔ)存，這樣可以使得節(jié)能建筑整體的采暖效果得到提升。簡(jiǎn)單來說，被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)的應(yīng)用就是對(duì)陽光及空氣進(jìn)行合理的利用，從而對(duì)節(jié)能建筑中熱空氣進(jìn)行高效的分配。在被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)的應(yīng)用中節(jié)能建筑外部必須要為絕熱外殼，并且在此種采暖技術(shù)的應(yīng)用中對(duì)節(jié)能建筑內(nèi)部的熱表面及儲(chǔ)熱體有著較高的要求，同時(shí)此種技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中有著較高的經(jīng)濟(jì)效益，其投資量較小，因此適用于中小型的建筑中。

（2）主動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)。主動(dòng)式設(shè)計(jì)是以太陽能的集熱器、管道、散熱器、風(fēng)機(jī)或泵以及儲(chǔ)熱裝置等組成強(qiáng)制循環(huán)的太陽能采暖系統(tǒng)。按照集熱器與集熱介質(zhì)的不同，可以分為多種系統(tǒng)形式。相對(duì)于被動(dòng)式系統(tǒng)而言，主動(dòng)式系統(tǒng)較為復(fù)雜，造價(jià)較高，多應(yīng)用于大型公共建筑。

（3）太陽能熱泵。熱泵系統(tǒng)利用壓縮機(jī)把地面、土壤、水池中的低溫?zé)崮堋柲茉鰷?，加以利用。熱泵系統(tǒng)也可以與常規(guī)平板集熱器結(jié)合成太陽能熱泵系統(tǒng)。

（4）太陽能采暖技術(shù)的實(shí)踐分析。位于美國科羅拉多州丹佛市的聯(lián)邦特快專遞配送中心，因?yàn)楣ぷ魇褂脤?duì)采暖要求很高。在選擇太陽能集熱系統(tǒng)時(shí)，中心在南墻上安裝了465m2鋁質(zhì)太陽墻板，太陽墻所提供的預(yù)熱空氣流量達(dá)到76500m3/h。這些熱空氣通過3個(gè)5馬力的風(fēng)機(jī)進(jìn)入200米長(zhǎng)的管道，然后分配到建筑的各個(gè)房間。該系統(tǒng)每年可節(jié)省大約7萬立方米天然氣，節(jié)約資金12000美元。另外，紅色的太陽墻與建筑其他立面上的紅色色帶相呼應(yīng)，建筑整體和諧美觀。

2.太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)中的通風(fēng)研究

（1）太陽能通風(fēng)技術(shù)的特點(diǎn)分析。目前在建筑中都配置了相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)，而空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中其耗能占比極大，而為了滿足人們對(duì)生活質(zhì)量的要求，必須要采用適當(dāng)?shù)姆绞絹硖嵘ㄖ?nèi)部的通風(fēng)效果。目前自然通風(fēng)降溫這一理念在節(jié)能建筑中受到了更多的重視根據(jù)自然通風(fēng)的形成條件來看，其必須要有相應(yīng)的壓力作為推動(dòng)自然風(fēng)形成的因素，而在實(shí)際中可以使建筑內(nèi)部形成自然通風(fēng)的主要為“風(fēng)壓”及“熱壓”兩種。根據(jù)建筑的實(shí)際結(jié)構(gòu)及空間布局的情況來看，其會(huì)對(duì)建筑的自然通風(fēng)產(chǎn)生極大的影響，因此在節(jié)能建筑現(xiàn)有的條件下，相較于風(fēng)壓的應(yīng)用情況來看，熱壓在實(shí)際中所受到的影響相對(duì)較低，因此這也使得太陽能通風(fēng)技術(shù)在節(jié)能建筑中的應(yīng)用具備更為穩(wěn)定的特點(diǎn)。

（2）太陽能通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用分析。在節(jié)能建筑工程中通過太陽能產(chǎn)生的熱壓來提升建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)效果是太陽能通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用的主要方向。在實(shí)際中熱壓通風(fēng)的形成因素主要是由于其溫度場(chǎng)不均勻分布的狀態(tài)所帶來的，因此在進(jìn)行太陽能通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用中必須要全面的分析在節(jié)能建筑中其層高變化下的溫差情況，利用太陽能來對(duì)節(jié)能建筑的溫度分布進(jìn)行控制，從而使建筑節(jié)能建筑形成相應(yīng)的熱壓，這樣也可以使建筑工程通風(fēng)的質(zhì)量及水平進(jìn)一步的提升。通常在建筑豎向空間中形成熱壓，一般都稱之為“煙囪效應(yīng)”：熱空氣上升，從建筑上部風(fēng)口排出，室外新鮮的冷空氣從建筑底部被吸入。只有當(dāng)室內(nèi)兩個(gè)垂直通風(fēng)口之間的溫差，大于這兩個(gè)通風(fēng)口之間室外的溫差時(shí)，煙囪效應(yīng)才會(huì)起作用。另外，如果室內(nèi)溫度小于室外溫度，則通風(fēng)狀況為由上向下通風(fēng)，如果室內(nèi)溫度高于室外溫度，則通風(fēng)狀況為由下向上通風(fēng)，室內(nèi)外溫差越大。

（3）太陽能通風(fēng)技術(shù)的實(shí)踐分析。在某小型建筑施工中，其周邊風(fēng)速較小，為了更好的實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，設(shè)計(jì)師在控制建筑進(jìn)深以利于自然采光和通風(fēng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一組頂帽可以升降的圓柱形玻璃通風(fēng)塔作為建筑的入口和樓梯間。玻璃通風(fēng)塔可以最大限度的吸收太陽的能量，提高塔內(nèi)空氣溫度，從而進(jìn)一步加強(qiáng)煙囪效應(yīng)，帶動(dòng)各樓層的空氣循環(huán)，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。冬季時(shí)可將頂帽降下封閉排氣口，通風(fēng)塔變成為一個(gè)玻璃暖房，有利于節(jié)能采暖能耗。該設(shè)計(jì)冬夏都能發(fā)揮作用，非常值得借鑒。

三、結(jié)語

通過上文分析可以看出太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)在節(jié)能建筑中的應(yīng)用可以有效的提升建筑工程的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益，為此必須要加強(qiáng)對(duì)太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)的研究，并在實(shí)際中不斷的對(duì)相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化及改進(jìn)，以此來使得太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)可以取得更好的應(yīng)用效果。并且還需重視對(duì)太陽能采暖通風(fēng)技術(shù)的實(shí)踐，這樣才能從中吸取及積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而提升建筑整體的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張金瑞，時(shí)學(xué).在建筑節(jié)能中采暖通風(fēng)技術(shù)措施的運(yùn)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（21）.

[2]車應(yīng)龍.淺談建筑節(jié)能中采暖通風(fēng)技術(shù)措施的運(yùn)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向：下，2017，15（11）：97-97.

[3]沈長(zhǎng)亮.淺談太陽能技術(shù)在既有建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用[J].四川建筑，2017，37（4）：39-40.