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建筑设计中太阳能技术的应用

发布时间:2017/8/3 17:14:41   阅读:

【摘要】

人类社会的生存和发展越来越离不开能源,而以煤炭、石油等为基础的常规能源体系曾在很大程度上推动了人类社会的发展,但这些能源过度开采,污染破坏了环境,而为了可持续发展,我们应该寻找替代型能源,应该充分开发利用清洁能源。

【关键词】

太阳能技术;建筑设计;应用

随着人们环保意识的增强,太阳能作为一种可再生的清洁能源越来越受到关注和重视,所以太阳能技术在建筑设计中也得到了极大的推广和应用,成为当前社会生活中最为广泛应用的节能式建筑模式。太阳能是新能源里最简单但却最丰富的能源,太阳能建筑能够利用好太阳辐射,能够对建筑物内进行热水供应、采暖制冷以及转化光能为其他能源的工作,把人们的生活真正实现无污染、绿色环保。

1持续发展太阳能在未来能源结构中的地位

1.1新型能源的发展

随着社会的发展,日常生活的各个方面越来越离不开资源,石油、煤炭等“老牌资源”依然占据很大比例,但这些资源都是不可再生资源,所以它们终有一天会枯竭,而且这些资源的使用给我们的环境带来了很大的污染,随着经济的发展,我们寻找替代能源、新型能源就成为必然趋势,并且已经发现的可再生能源将会在2030年之后开始逐渐大规模投入使用,它终将会占据能源资源中的大部分比例,与化石燃料相比,太阳称得上是最为理想的可再生能源之一,可再生能源就是其使用限度是无限的。太阳辐射输出,其光子能量可以被人类转化成各种各样其所需的能量。尤其光能转化为电能,而电能又能转化为动能和热能等各种形式的能源。所以我们只要合理利用自然界中最为充足的太阳能,就能得到我们想要的许多能量,从而满足人类生活和生产的需要。

1.2太阳能被充分利用的必然性

随着现代工业革命的开展我们进入了一个新的时代,但是我们现代文明的发展,都开采和消耗了大量的化石燃料,我们把石油当作工业的血液,把煤当作工业的粮食。化石燃料作为一种不可再生资源,由于之前大规模的开采和使用,它的储量已经越来越少,更是面临枯竭,随着经济的日益增长,它越来越不能满足,所以这就导致了国家之间的冲突和战争。我国的矿物储量虽然很丰富,但由于我国人口众多,所以我国的人均资源资源只占世界人均资源能源的1/2左右。从能源结构来看,我国煤炭消费所占比例非常大,但据大概估计我国的煤炭资源只能开采80年,而石油只够开采20年。我国在1997年正式成为《京都议定书》签约国,但由于我国的资源消耗巨大以及污染的严重,所以其影响和约束所面临的问题很困难。所以导致我国的火力发电,尤其是煤炭发电在很大程度上受到了限制。随着我国加入WTO,我国的经济进入了一个高峰期,同时我国工业也正式步入了工业化中期,即重工业阶段,随之而来的是能源的需求和消耗的快速增长。这些化石能源的使用导致了严重的环境污染、温室效应和酸雨等一系列环境问题随之而来,尤其是温室效应,现在已变成全人类所面临着的环境问题。为了可持续发展,我们寻找新的可再生的绿色能源就成为当下亟待解决的问题,而太阳能作为自然界最丰富的清洁能源,我国又是世界上太阳能最多的国家,所以我国把太阳能作为可能生能源的首要之选。

2太阳能应用与建筑的分析

2.1太阳能的转换方式

目前来说太阳能的利用方式可以有三种转换,由光能向热能转换、光能向电能转换以及光能向化学能转换,其中技术最成熟的是前两种转化,后一种由光能向化学能转换尚处于研究开发阶段,这种技术包括半导体电极产生电电解水从而产生氢以及利用氢氧化钙或者重金属氰化物热分解储能形式。太阳能制氢技术的产生使氢得到真正意义上的利用,这种技术将是引起时代的变革。

2.2太阳能建筑具有的优点

我国作为一个能源消耗大国,传统建筑消耗能源数量庞大,据不完全统计,在能源消耗上,只建筑消耗就占全社会总能消耗的1/3,所以综合利用太阳能就能有效解决能源消耗庞大得问题,综合利用太阳能,将太阳能与建筑一体化及太阳能光热、光电综合利用一体化,能够有效的降低建筑能耗,减少常规能源的使用量。在建筑设计中充分考虑太阳能的利用,将建筑、设计、美学融为一体,将太阳能与建筑结合起来,不但增强了建筑物的美感更降低了能耗,保护了生态环境,提高了人们的生活品质。

3太阳能在建筑设计上的运用

3.1绿色建筑的观念

太阳能建筑是一种绿色建筑,我们要真正将太阳能建筑运用到实际中去,就要从观念上去接受绿色建筑这一概念,所以在建筑设计时,我们就要将洁净能源的创意与思维和传统建筑的设计结合起来,真正深入人心,真正使绿色能源得到应用。

3.2太阳能集热系统的应用

太阳能利用的关键是太阳能集热系统的应用,在建筑设计中,要想运用太阳能热水系统我们首要任务就是要遵循权威部门所作出的监测报告,结合数据中的性能参数,在结合建筑物实际条件,即其所在地太阳能资源与气象条件进行最优设计,从而得到一套能够长期稳定运行的太阳能集热系统。太阳能热水系统在理论上是一套成熟的实际理论和实际构照,但在太阳能还未广泛运用时,许多传统建筑没有预留太阳能热水器的空间,所以新型建筑要想使用太阳能,要想太阳能热水系统的设计合理,就要将这两者结合起来,所以两者设计单位就要共同参与设计。而太阳能的安装应该要满足建筑功能和建筑防护的要求,从而使的太阳能热水器与建筑完美结合,并能融合到周围环境中去(例如以下三种在别墅中的应用方式)(见图1~3)。

4太阳能在建筑应用技术的发展方向

4.1提高太阳能在建筑中的应用水平

要想使太阳能与建筑完美结合,就需要多方面的努力,各个设计单位协同合作,缺一不可。太阳能厂商要提高自身商品的技术创新能力,推陈出新;房地产开发商要顺应形势,多建一些太阳能建筑,保证建筑质量,能使太阳能设备更好的安装;建筑设计单位要结合太阳能设备的实际,使建筑符合太阳能设备要求。为了促进太阳能建筑的发展,全国各地也相继出台了一些政策,根据2011年新修订的《可再生能源法》,国家明确鼓励单位或个人安装以及使用太阳能设备和系统,房地产开发的建筑物中,应配备太阳能使用的条件和设备,对于用户,可以在一定条件下太阳能利用系统,这些政策的出台,更是促进了太阳能设备的应用,促进了太阳能的发展。

4.2进一步推进太阳能与建筑一体化

太阳能在建筑设计中要尽最大限度的利用太阳能,以此来满足建筑能耗的需求和提供健康环境,更要减少常规能源的使用比例。因而太阳能与建筑一体化技术就把太阳能的利用与建筑结合起来,实现了太阳能在建筑中的运用,满足了人们生产和生活的需求。

4.3促进国民经济可持续发展

对于我国太阳能技术的发展,想要赶超国际先进水平就要结合我国的实际情况、技术水平以及区域特点分阶段分目标的来进行,首先,我们要先完成目前技术最为熟练、在建筑工程中应用最为广泛的太阳能热水系统的建筑一体化;其次,要逐步完成太阳能光热利用、以及光电等的技术开发和应用,最后要真正将太阳能建筑推广开来,普遍应用。

5结束语

太阳能建筑的应用,目前看来,其前景非常广阔,但由于太阳能最为一种新能源,所以任重而道远,所以政府要及时出台相关政策来支持太阳能技术的推广,而社会各界要积极投入到太阳能技术的开发和运用中去,房地产商更要顺应形势积极投资和开发太阳能建筑,使我国在太阳能建筑上,从上至下拧成一股绳,齐心协力,营造一个使用太阳能技术的良好环境。总之,虽然我国资源储量高,但我国人口众多,尤其是在资源严重消耗的情况下,大力发展太阳能更成为一项重要内容,更是我国在实现可持续发展道路上的一项重要内容,随着太阳能技术的应用,尤其是太阳能建筑的普及,全球环境问题终将得到改善,人们自身的生活品质也将会得到提高。

参考文献

[1]季柳金,罗迎宾.浅议太阳能建筑的应用前景.江苏建筑,2009.

[2]李道明.太阳能技术在住宅中应用具有广阔的前景.住宅产业,2004.

作者:周俊立 单位:泛华建设集团有限公司

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