主動(dòng)式太陽(yáng)能在生態(tài)建筑中的應(yīng)用

端木依妮　吳甲甲　張雅潔

摘要:在全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的背景之下, 生態(tài)建筑應(yīng)運(yùn)而生并越來越多地出現(xiàn)在人們的視野中。文章在生態(tài)建筑的節(jié)能方面著重闡述了太陽(yáng)能的重要性以及主動(dòng)式太陽(yáng)能利用系統(tǒng)在建筑方面的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞:清潔能源;建筑節(jié)能;太陽(yáng)能;主動(dòng)式

中圖分類號(hào):TK519文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)10-0065-01

1 建筑節(jié)能策略

我國(guó)的建筑能耗隨著人民生活方式的改變和生活水平的提高增長(zhǎng)極快,建筑業(yè)是材料與能源的高消耗,對(duì)環(huán)境高污染的產(chǎn)業(yè),我們?cè)僖膊荒茉凇澳茉戳畠r(jià)”的思維方式下忽略建筑的能耗問題。

高效清潔的能源是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)之一,高效意味著生態(tài)建筑在整個(gè)生命周期中盡可能提高資源和能源的使用效率,減少材料和能源消耗,積極采用潔凈能源和再生材料,清潔意味著生態(tài)建筑要減少排放廢物、廢水、廢氣,使廢水、廢物無害化、資源化,實(shí)現(xiàn)廢物的再利用,最大限度地減輕對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。高效清潔的原則將提高資源能源的利用效率和減少污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境這兩大課題結(jié)合起來,以最低的成本、最少的污染換取最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。

太陽(yáng)能是我們最根本的能量來源。沒有太陽(yáng)光,礦物燃料(煤、石油、天然氣等)是無法產(chǎn)生的。太陽(yáng)能無疑是人們關(guān)注最長(zhǎng)久、最有希望、最有潛力的可再生能源。太陽(yáng)能的利用分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。被動(dòng)式太陽(yáng)能利用是指在利用太陽(yáng)能的過程中沒有耗電設(shè)備或人工動(dòng)力系統(tǒng)參與,例如利用日光間或儲(chǔ)熱墻等收集太陽(yáng)能在冬季采暖,屬于被動(dòng)式利用。主動(dòng)式太陽(yáng)能利用是指在利用太陽(yáng)能的過程中有耗電設(shè)備或人工動(dòng)力系統(tǒng)參與。下面主要介紹一下主動(dòng)式太陽(yáng)能利用系統(tǒng)。

2主動(dòng)式太陽(yáng)能利用系統(tǒng)

主動(dòng)式太陽(yáng)能收集器是一套附屬于建筑的系統(tǒng):它是由附在建筑結(jié)構(gòu)上的裝置組成,而不是使熱量集中、儲(chǔ)存、釋放到建筑結(jié)構(gòu)的收集器。主動(dòng)式系統(tǒng)對(duì)一個(gè)家庭來說是一種“額外”的消費(fèi)——具有通常所購(gòu)買的類似產(chǎn)品所不具備的特點(diǎn)。

2.1太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

太陽(yáng)能將冷水加熱成低溫?zé)崴?<100℃),是當(dāng)前太陽(yáng)能熱利用技術(shù)中最成熟、應(yīng)用最廣泛、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的領(lǐng)域,目前在建筑中已得到了較為普遍的應(yīng)用。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)由集熱器、蓄水熱箱、循環(huán)道管及相關(guān)裝置、設(shè)備(水泵、控制部件等)組成。按水在集熱器中的流動(dòng)方式,太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可分為三大類:循環(huán)式、直流式和悶曬式。①循環(huán)式分為自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)。自然循環(huán)式是指水在系統(tǒng)中僅靠熱虹吸效應(yīng)進(jìn)行循環(huán);強(qiáng)制循環(huán)式是指水在系統(tǒng)中依靠水泵驅(qū)動(dòng)進(jìn)行循環(huán)。②直流式,亦稱一次式。水在系統(tǒng)中不是不斷被加熱,而是一次性被加熱到所需溫度,然后使用。③悶曬式,又稱整體式,分為悶曬定溫放水和圓筒式兩種。

2.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

用太陽(yáng)能光伏電池將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電系統(tǒng)稱為太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),其工作原理基礎(chǔ)是所謂的半導(dǎo)體P-N結(jié)的光生伏打效應(yīng),也就是當(dāng)太陽(yáng)光照射半導(dǎo)體P-N結(jié)時(shí),就會(huì)在P-N結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓,引起電流。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)有獨(dú)立式系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)式系統(tǒng)兩種。

2.3主動(dòng)式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)

主動(dòng)式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)是指需要機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)才能達(dá)到供暖目的的系統(tǒng)。

2.4主動(dòng)式太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)

主動(dòng)式太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)主要有:吸收式制冷系統(tǒng)、吸附式制冷系統(tǒng)、除濕式制冷系統(tǒng)、蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)和蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)。①太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)由發(fā)生器、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器和其他附屬設(shè)備組成,是利用兩種物質(zhì)所組成的二元溶液作為工質(zhì)來運(yùn)行的。②太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)由太陽(yáng)能吸附集熱器、冷凝器、蒸發(fā)貯液器、風(fēng)機(jī)盤管部分組成。③太陽(yáng)能除濕式制冷系統(tǒng),主要由太陽(yáng)集熱器、除濕器、換熱器、冷卻器、再生器等幾部分組成。④太陽(yáng)能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)主要由太陽(yáng)集熱器、蒸汽輪機(jī)和蒸汽壓縮式制冷機(jī)三大部分組成。⑤太陽(yáng)能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能集熱器和蒸汽噴射式制冷機(jī)兩大部分組成。

3結(jié) 語(yǔ)

可持續(xù)發(fā)展是全球的普遍趨勢(shì),更是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。建筑師應(yīng)該牢記自己身上擔(dān)負(fù)的重大責(zé)任,關(guān)注生態(tài)技術(shù),攜手專業(yè)的工程師,為我們共同的家園留下更多的節(jié)能建筑,也為我們的家園創(chuàng)造不亞于自然的奇跡。

參考文獻(xiàn):

[1] 弗瑞德·A·斯迪特著.汪芳,吳冬青,廉華,等,譯.生態(tài)設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.