太陽(yáng)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、<p>　　太陽(yáng)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：太陽(yáng)能是一種可再生資源，同時(shí)也是現(xiàn)代化綠色建筑的能量來源之一，其應(yīng)用前景較為理想。在建筑設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該堅(jiān)持“綠色環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展”原則，將太陽(yáng)能技術(shù)和城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，并且根據(jù)我國(guó)的市場(chǎng)發(fā)展行情與國(guó)情，研究出太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用在建筑中最優(yōu)方式。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用

2、分析 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TK51文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　隨著城市化進(jìn)程的加快，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，人民對(duì)建筑提出了更高的要求，居住建筑面積同時(shí)也在不斷的擴(kuò)大，其中大部分的建筑屬于高能耗建筑。這種城市現(xiàn)象給我國(guó)能源資源帶來了巨大的壓力。因此，在未來建筑設(shè)計(jì)中需要與太陽(yáng)能技術(shù)相結(jié)合，研究可再生資源的應(yīng)用，并可持續(xù)利用能源，對(duì)于環(huán)境保護(hù)有一定的戰(zhàn)略性意義。 &l

3、t;/p><p>　　1.我國(guó)在建筑耗能方面的發(fā)展現(xiàn)狀 </p><p>　　我國(guó)建筑施工與后期使用耗能量占全社會(huì)的能源消耗1/3以上，目前仍然處于上升趨勢(shì)。建筑耗能主要涉及建筑施工、生產(chǎn)建材、建筑運(yùn)轉(zhuǎn)和建筑拆除等，建筑能源消耗上占有最大比重的是建筑后期使用過程中，包括空調(diào)、建筑采暖、熱水供應(yīng)和照明、電氣等耗能。這種消耗能源消耗程度對(duì)于我國(guó)資源存儲(chǔ)是個(gè)極大的挑戰(zhàn)，所以，對(duì)于我國(guó)的建筑行業(yè)應(yīng)該投

4、入大量精力在可再生能源利用技術(shù)上，尤其是太陽(yáng)能技術(shù)，緩解我國(guó)的能源壓力基礎(chǔ)上走可持續(xù)發(fā)展道路。 </p><p>　　2.太陽(yáng)能技術(shù)是建筑設(shè)計(jì)的必然選擇 </p><p>　　由于太陽(yáng)能屬于可再生資源，廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，太能能技術(shù)應(yīng)用有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不但提高了社會(huì)生活質(zhì)量，而且節(jié)約了煤炭等不可再生資源。所以說，太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中是綠色建筑的必然選擇。在建筑設(shè)計(jì)上合理選擇太陽(yáng)能

5、技術(shù)的同時(shí)，需要具備基本原則有： </p><p>　　2.1降低建筑消耗原則 </p><p>　　由于太陽(yáng)能屬于可再生資源，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用太陽(yáng)能可以節(jié)省煤炭等不可再生資源，維持建筑消耗。太陽(yáng)能建筑材料和結(jié)構(gòu)如果加以利用，在很大程度上可以滿足城市居民生活需求量。 </p><p>　　2.2資源消耗的節(jié)約原則 </p><p>　　太陽(yáng)能

6、建筑材料和結(jié)構(gòu)如果加以利用可以成為環(huán)境循環(huán)系統(tǒng)一部分，促進(jìn)了能源材料循環(huán)利用，在避免人工調(diào)節(jié)手段造成的生態(tài)環(huán)境破壞和天然建材浪費(fèi)方面上有較大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 </p><p>　　2.3滿足了城市用戶要求 </p><p>　　光照不但對(duì)人類身體產(chǎn)生直接作用，滿足了人類健康需求，還提供給人類所必需的能量，可以人工控制建筑室內(nèi)范圍下的氣候，并且給人們營(yíng)造良好的美感和舒適感。 </p>

7、<p>　　2.4建筑設(shè)計(jì)需要與氣候相結(jié)合 </p><p>　　太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該結(jié)合建筑周圍環(huán)境氣候，由于不同的地區(qū)、季節(jié)條件、白天與夜晚下太陽(yáng)輻射強(qiáng)度也會(huì)有所不同，因此，在建筑設(shè)計(jì)中要充分考慮當(dāng)?shù)氐娜照諚l件。例如：在夏季或者是炎熱地區(qū)，需要在設(shè)計(jì)上趨向于遮陽(yáng)、通風(fēng)，建造自然條件下的冷房，可以起到隔熱作用，其室內(nèi)溫度可以進(jìn)行自然調(diào)節(jié)，達(dá)到冷卻效果。如果是在寒冷地區(qū)或者是冬季，可以利用太

8、陽(yáng)能技術(shù)或者是相關(guān)設(shè)備將太陽(yáng)能從室外傳輸?shù)绞覂?nèi)，使其成為自然暖房。 </p><p>　　3.太陽(yáng)能技術(shù)分類 </p><p>　　3.1主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù) </p><p>　　主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中，主要分為兩個(gè)方面：①太陽(yáng)能是熱能的一種應(yīng)用，例如：建筑取暖或熱水器燒水等將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能，可以以較低的成本換取較高的效率，有豐富的太陽(yáng)能資源地區(qū)應(yīng)用范圍較

9、廣。②對(duì)電能的一種利用與收集。將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，其成本較高，但是效率卻很低，使用面不是很廣。所以主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)廣義上指太陽(yáng)能的熱能。其次，主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中，由于建筑構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，并且具有較高的成本，其需要借助電能作為輔助性的能源。在主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑中，其構(gòu)建包含風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能集熱器、散熱器和泵等設(shè)備組成太陽(yáng)能下的采暖供熱系統(tǒng)。工作原理是借助于高效率的集熱裝置來吸取太陽(yáng)能，并通過風(fēng)機(jī)或者是盤管設(shè)備將收集到的熱量傳輸?shù)浇ㄖ?/p>

10、內(nèi)部，被用于建筑采暖和加熱家庭所需熱水。與此同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行蓄熱裝置的設(shè)計(jì)，其主要目的是保存收集到的太陽(yáng)能，進(jìn)行能源儲(chǔ)存。 </p><p>　　3.2被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù) </p><p>　　被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)的工作原理是溫室效應(yīng)。被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是大容量的熱阻，目的是維持建筑蓄熱性能。被動(dòng)式太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)借助于建筑的朝向與周圍環(huán)境進(jìn)行合理的空間分布和外部形體設(shè)計(jì)，通過色彩和

11、建筑材料的優(yōu)化組合，以及建筑結(jié)構(gòu)配件進(jìn)行太陽(yáng)能采暖、儲(chǔ)存、與輻射分布的設(shè)置，在一定程度上解決了建筑的冬季采暖問題。并且，如果在夏季采取太陽(yáng)能技術(shù)，可以合理的組織自然條件下的通風(fēng)、散逸室內(nèi)多余的熱量，達(dá)到致涼效果。被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的設(shè)計(jì)思路體現(xiàn)在控制陽(yáng)光與空氣，使二者在合理時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)入到建筑內(nèi)部，并且達(dá)到存儲(chǔ)與分配熱量、隔絕熱空氣的目的。其設(shè)計(jì)的基本原則是通過熱絕建筑外殼與集熱表面，可以使室內(nèi)成為儲(chǔ)蓄體，使建筑內(nèi)部空間平面位置更加合理。

12、 </p><p>　　4.被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的利用形式 </p><p>　　被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑根據(jù)利用方式的不同，可以概括為以下一種形式：直接受益式、附加陽(yáng)光間式、集熱蓄熱墻式、組合式太陽(yáng)房。 </p><p>　　4.1直接受益形式 </p><p>　　主要是讓光照通過建筑透光材料直接進(jìn)入到室內(nèi)的一種采暖形式，在被動(dòng)式太陽(yáng)能技

13、術(shù)中的采暖與普通建筑之間差別兩最小的太陽(yáng)房?？梢允固?yáng)光透過玻璃直接射入到建筑室內(nèi)，將熱能存儲(chǔ)到地板與內(nèi)墻上，在夜晚，地板與墻體的存儲(chǔ)能借助于對(duì)流輻射與熱傳導(dǎo)，將熱量釋放出來，從而維持室內(nèi)溫度。并且，被圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行大量吸收，其中一部分能量用在輻射對(duì)流方式的空間傳遞上，另一部分是儲(chǔ)存在蓄熱體重，在晚上和夜晚上逐漸的釋放出存儲(chǔ)熱量，使室內(nèi)溫度保持平衡。 </p><p>　　使用直接受益式，對(duì)房屋建筑

14、的要求是：在房屋建筑南面設(shè)置大面積直接受益墻，保證寒冷季節(jié)室內(nèi)溫度的均衡與平均空氣波動(dòng)；外圍護(hù)的結(jié)構(gòu)體設(shè)置較大熱阻，保障建筑室內(nèi)具有良好蓄熱性能材料（最常見的是重質(zhì)材料，包含混凝土、磚石與土胚等），維護(hù)結(jié)構(gòu)室內(nèi)構(gòu)造采用的是重質(zhì)材料，用于儲(chǔ)存熱量與充分吸收太陽(yáng)能。 </p><p>　　4.2附加陽(yáng)光間形式 </p><p>　　在房屋建筑的主體南面修建玻璃溫室，是一種直接受益窗與集熱蓄熱墻

15、相結(jié)合的方式?；窘Y(jié)構(gòu)：將建筑陽(yáng)光間式的太陽(yáng)房修建在房屋主體的南面，使用墻體將陽(yáng)光與房屋相隔，陽(yáng)光以太陽(yáng)熱能形式提供給建筑，并且起到緩沖效果，降低房屋熱損程度，從而使房屋建筑室內(nèi)溫度均衡。 </p><p>　　4.3集熱蓄熱墻形式 </p><p>　　根據(jù)房屋建筑的南面垂直型集熱蓄熱墻對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行吸收，并且以輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流形式將太陽(yáng)能傳輸?shù)绞覂?nèi)?；窘Y(jié)構(gòu)：在建筑主體墻外部覆蓋玻璃罩，

16、并在主墻體上和下部均設(shè)置通風(fēng)口。光照透過玻璃被集熱墻吸收，少數(shù)被玻璃吸收。集熱墻所吸收的太陽(yáng)能主要通過兩種方式傳輸?shù)绞覂?nèi)：①墻體熱傳導(dǎo)，建筑墻體借助于對(duì)流輻射將太陽(yáng)能傳輸?shù)绞覂?nèi)。②集熱墻的外表面借助于對(duì)流方式將吸收的太陽(yáng)能傳輸給玻璃罩與墻體之間的夾層空氣，再通過房間空氣與夾層空氣產(chǎn)生的對(duì)流將熱量傳送到室內(nèi)。 </p><p>　　4.4組合型太陽(yáng)房 </p><p>　　太陽(yáng)房在設(shè)計(jì)雖然有

17、很多優(yōu)點(diǎn)，但是在使用性能上依然存在一定的限制。因此，可以將兩個(gè)或者是兩個(gè)以上被動(dòng)式的太陽(yáng)房進(jìn)行組合，形成組合型太陽(yáng)房。通過多種采暖方式相結(jié)合的太陽(yáng)房，太陽(yáng)房之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高了太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)的有效性，即將直接受益窗與集熱墻相結(jié)合的組合型太陽(yáng)房，并且這種組合型太陽(yáng)房的白天照明與太陽(yáng)能供熱上均有很大的優(yōu)勢(shì)。 </p><p><b>　　結(jié)束語： </b></p><p&g

18、t;　　傳統(tǒng)建筑與傳統(tǒng)文化上的重視不但要注重綠色生態(tài)建筑，還要從可持續(xù)發(fā)展角度進(jìn)行利弊分析。在建筑設(shè)計(jì)過程中，不但要傳承傳統(tǒng)建筑技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)地域特色，借助太陽(yáng)能技術(shù)改善建筑周圍小氣候，從而達(dá)到建筑采光和自然通風(fēng)效果，減少機(jī)械通風(fēng)和室內(nèi)照明，從而達(dá)到降低能源消耗的效果。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 王垚. 太陽(yáng)能技