太陽能在建筑中的應用探討

【摘 要】我國有著非常豐富的太陽能資源，這為太陽能在我國的應用提供了有力資源條件。太陽能應用非常方便，它不存在運輸問題，可以實行就地開發。在日常生活中要充分利用太陽能為我們的生活服務。目前，在建筑中的太陽能應用主要還是涉及到太陽能光電技術應用和低溫熱應用，其中太陽能光電技術的應用所要求的成本過高，不適應我國居民建筑的實際情況，而太陽能在建筑中低溫熱應用在我國已非常廣泛，主要涉及到太陽供暖、太陽能熱水器、太陽能空調、太陽能發電等方面。

【關鍵詞】太陽能；建筑；應用

太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，具有安全、無污染、可再生和分布范圍廣等特點，越來越受到人們的重視，是今后替代能源發展的戰略性領域。太陽能的利用包括被動式和主動式兩種形式。被動式太陽能房的結構相對簡單、造價低、不需要任何輔助能源，通過建筑方位合理布置和建筑構件的恰當處理，以自然熱交換方式來利用太陽能。在目前及今后的一段長時間內，它是太陽能建筑發展的主流。而主動式太陽房結構較為復雜，造價較高，需要用電作為輔助能源。總之，在當前石化能源的短缺，氣候異常的頻發和環境污染的嚴峻形勢下，尋求新的、可再生的清潔的替代能源勢在必行，而太陽能就是我們選擇的最有效的替代能源之一。

1 太陽能在建筑中的應用形式

1.1 太陽能空調的應用。

太陽能空調是指利用太陽能作為動力源運轉的空調，工作原理主要有兩類：吸收式制冷技術是利用吸收劑的吸收和蒸發特性進行制冷的技術，根據吸收劑的不同，分為氨～水吸收式制冷和溴化鋰～水吸收式制冷兩種。它以太陽能集熱器收集太陽能產生熱水或熱空氣，再用太陽能熱水或熱空氣代替鍋爐熱水輸入制冷機中制冷。由于造價、工藝、效率等方面的原因，這種制冷機不宜做得太小。所以，采用這種技術的太陽能空調系統一般適用于中央空調，系統需要有一定的規模。吸附式制冷技術是利用固體吸附劑對制冷劑的吸附作用來制冷，常用的有分子篩～水、活性炭～甲醇吸附式制冷。隨著相關技術的不斷完善和發展，太陽能空調必將在建筑節能方面發揮重要的作用。

1.2 太陽能熱水器。

20世紀90年代以來，我國普遍使用全玻璃真空集熱管和平板集熱器的太陽能熱水器。這兩種傳統的太陽能熱水器，一方面受氣候的影響，不能全天候有效運行，熱水提供率低；另一方面由于住宅建筑的日益高層化，傳統太陽能熱水器不僅將面對安裝空間不夠，而且將影響建筑立面及城市景觀。因此，新形勢下出現了與建筑一體化的新式熱水器。（1）與建筑結合的新元熱板太陽能熱水器。新元熱板太陽能熱水器實現了太陽能集熱器與建筑的和諧統一。該集熱板可安裝在坡屋面和墻面上，作為建筑構件，除集熱功能外，還具有建材的圍護、保溫、隔熱、防水等功能，并能在形態和色彩上與建筑融合。新元熱板具有模塊化和建材化等特點，又能獨立構成建筑物的太陽能屋面或墻面。（2）與建筑結合的太陽能熱泵。太陽能熱泵熱水器是能與建筑有機結合的、全天候的太陽能熱水器。太陽能熱泵熱水器考慮到對于高層或多層建筑非頂層用戶普遍存在的集熱器安裝問題，將太陽能熱泵熱水器樣機設計成分體式結構，即將太陽能集熱器/蒸發器作為一個單獨部件，根據實際情況，可傾斜安裝在南向屋頂之上，也可掛裝在建筑物南向外墻或陽臺之上。壓縮機、冷凝器、儲熱水箱等作為另一個整體放置在室內，既便于系統的控制和維修，又可減少水箱的散熱損失；室內外部件之間采用制冷劑管路連接。同傳統的太陽能熱水器相比，分體式太陽能熱泵熱水器不僅大大簡化了系統的安裝過程，降低了安裝費用，而且易與建筑實現一體化集成，尤其適合于高層或多層建筑。

1.3 太陽能發電。

利用太陽能電池或者太陽能發電技術，將太陽能直接轉化成電能進行利用。太陽能發電裝置是利用建筑物頂部或向陽面，鋪設大規模的太陽能集熱板和發電裝置等設施，利用太陽能供電、供熱、制冷、照明，作為太陽能綜合利用建筑物，既節省電力又環保。太陽能光伏發電技術是利用光電轉換原理，將太陽輻射光通過半導體物質轉變為電能。隨著研究的深入及成本的降低，在未來的50年中，太陽能發電將逐漸取代火電和水電。同時隨著太陽能薄膜的研究成功，今后的建筑表面可能都將覆蓋上太陽能薄膜，將太陽能轉化成電能供建筑使用，那時的建筑可能就成為真正意義上的綠色建筑了。

1.4 太陽能遮陽。

在夏熱冬冷地區，遮陽對降低建筑能耗，提高室內居住舒適性有顯著的效果。而太陽能產品作為清潔能源應用的典范，在建筑節能、建筑外遮陽等領域中的應用，無疑有著舉足輕重的作用。太陽能產品作為一種有效的綠色節能產品，主要功能是為建筑提供能源，以能源產品和遮陽產品結合，成為建筑的構件，應該是建筑節能的一個重要的發展方向。

1.5 太陽能通風。

在太陽能建筑中，春秋季為了平衡太陽能的利用，采用太陽能煙囪拔風，加強室內通風。太陽能煙囪即利用太陽能產品提供的熱量加熱安裝在煙囪內盤管中的水，通過熱傳遞，使煙囪內溫度升高。利用熱空氣上升的原理，使煙囪內空氣向上流動，達到室內強制通風，來調節室內氣候。

2 加強太陽能在建筑中應用的幾點措施

太陽能以其儲量的“無限性”、存在的普遍性和開發利用的清潔性等優勢，已經成為解決能源短缺、環境污染和溫室效應等問題的有效途徑。太陽能建筑的發展需要建筑師和工程師的積極工作，更需要政府及社會各方的支持與共同努力。

2.1 制定和實施可再生能源法的配套措施。進一步在法律法規、政策措施、標準規范等方面完善可再生能源的配套措施，推動可再生能源的應用。加快制定“可再生能源建筑應用經濟激勵政策”以及“關于住宅建筑利用太陽能的相關政策”，為推進可再生能源尤其是太陽能在建筑中的應用創造良好的政策環境。

2.2 積極推動建設領域資源節約的制度與規范建設。將可再生能源在建筑中的應用形成一種制度約束，提高政府與百姓的節能意識、新能源利用意識，讓太陽能在建筑中的利用成為一種趨勢和必然。同時進一步加強標準規范的制定工作，設定統一的技術標準，為太陽能在建筑中的應用提供有力的保證。

2.3 加大科研力度，推進技術進步。開發可適用太陽能供暖、制冷系統的中、高溫太陽能集熱器，太陽能供暖一般在冬季，環境氣溫低，必然導致集熱器的熱損失，為提高效率必然對太陽能集熱器提出更高要求；夏季制冷使用的吸收式制冷機需要高溫水作熱源，這也對太陽能集熱器提出更高要求，而目前我國生產的太陽能集熱器主要還是應用于太陽能熱水利用，其熱利用效率低下，應用于空調制冷或供暖顯得心有余而力不足，所以開發可適用于太陽能供暖、制冷的中、高溫的高效太陽能集熱器尤為關鍵。

綜上所述，隨著國民經濟的迅速發展和人民生活水平的逐步提高，人們對生活舒適度的追求越來越強烈，再加上石油、煤炭等不可再生資源的日益匱乏，能源問題已經成為不可忽視的嚴峻問題，大力開發和利用新能源和可再生能源，對于改善以煤炭為主的能源結構、緩解能源生產和使用造成的環境污染、促進經濟社會可持續發展具有十分重要的意義。因此，應加強太陽能在建筑領域的應用，有效地緩解能源短缺的現狀，最終提高人們的生活舒適度，改善居住條件及周邊環境。

參考文獻

[1]韋亮，馬麗慧.太陽能建筑的適應性設計[J].工業建筑.2008(8)

[2]吳治君，石鵬.太陽能在建筑中應用分析[J].現代商貿工業.2011(8)