智能建筑中太陽能的應(yīng)用

李宏俠　潘嘉欣

摘 要 本文研究了太陽能在智能建筑中的應(yīng)用方式，并提出了太陽能與建筑一體化的概念，以建筑為主體，圍繞著建筑設(shè)計和建筑功能這個中心，使太陽能構(gòu)件與建筑物有機的結(jié)合起來。

關(guān)鍵詞 智能建筑 太陽能

中圖分類號：TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1太陽能在智能建筑中的應(yīng)用方式

如表1.1為在建筑物節(jié)能技術(shù)中，太陽能建筑、建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)、照明器具、家用電器等相關(guān)方面的節(jié)能技術(shù)的潛力表。

可見，太陽能在建筑節(jié)能中的潛力最大，其節(jié)能效果不容忽視，應(yīng)該大力發(fā)展太陽能利用技術(shù)并積極應(yīng)用到建筑中去，通過太陽能為建筑提供采暖供熱、制冷、發(fā)電、照明、調(diào)濕和通風(fēng)等。太陽能在建筑中的應(yīng)用主要有被動式太陽能應(yīng)用和主動式太陽能應(yīng)用兩種。

被動式太陽能應(yīng)用主要是依靠建筑物本身（如房間的位置、合理布局建筑的空間、利用建筑結(jié)構(gòu)、材料的吸熱性能等）來完成太陽能的集熱、儲熱和放熱功能。其基本思想就是將各建筑的基本因素（如窗、屋頂、墻、樓板等）調(diào)動起來，使日光、空氣、熱量僅在有益時進(jìn)入建筑，通過控制陽光和空氣在恰當(dāng)?shù)臅r間進(jìn)入建筑并合理儲存和分配熱空氣和冷空氣，從而使能源得到有效的利用，并且增加人們的舒適度。

主動式太陽能應(yīng)用目前最多的，主要是光電應(yīng)用和光熱應(yīng)用兩種。光熱應(yīng)用主要是太陽能熱水、太陽能采暖等，其中最重要的組件就是太陽能集熱器，集熱器吸收太陽光輻射能量將冷水加熱變成熱水，具有一定溫度的熱水可直接提供給建筑中的用戶用于洗澡、洗漱等；此外還可以在地板下敷設(shè)加熱盤管，熱源由太陽能集熱器加熱的熱水提供，采暖效果非常好；光電應(yīng)用是用太陽能轉(zhuǎn)換裝置為建筑物的機電設(shè)備、燈具等提供電能，建筑中常用的是太陽能光伏發(fā)電，它通過由太陽能光伏電池板來產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能儲存到蓄電池中直接供直流電源供電或者通過逆變器變?yōu)榻涣骱蠊┙涣饔秒娫O(shè)備使用。

被動式太陽能技術(shù)主要和建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，智能化技術(shù)可參控性較少，因此太陽能在智能建筑中的應(yīng)用主要是指主動式太陽能，通過對主動式太陽能設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，優(yōu)化太陽能應(yīng)用系統(tǒng)的運行，發(fā)揮出太陽能最大的功效，提高太陽能應(yīng)用系統(tǒng)的管理水平，最大限度地降低建筑能耗。

2太陽能與建筑一體化

太陽能與建筑一體化并非是簡單的將太陽能與建筑“相加”，而是要通過建造的建造技術(shù)與太陽能的利用技術(shù)的集成，整合出一個嶄新的現(xiàn)代化的節(jié)能建筑。太陽能與建筑一體化就是太陽能與建筑的結(jié)合應(yīng)用，主要分為“光—熱”轉(zhuǎn)換和“光—電”轉(zhuǎn)換與建筑結(jié)合兩個大類。

2.1太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化

太陽能熱水與建筑一體化是指太陽能熱水裝置與建筑物充分結(jié)合并實現(xiàn)功能和外觀的和諧統(tǒng)一。現(xiàn)在技術(shù)較為成熟也較易實現(xiàn)的是將太陽能熱水裝置的安裝與建筑設(shè)計相結(jié)合，為其安裝預(yù)留位置等。可將整個建筑作為一個集中的大型系統(tǒng)，配備完善的監(jiān)控管理系統(tǒng)，干、支管網(wǎng)供水。

一體化的技術(shù)要求：集熱裝置整體性好、故障率低、使用壽命長；熱水的存儲相對集中，儲水箱與集熱裝置分開布置；零度以下運行設(shè)備不會凍損；系統(tǒng)自動運行，24小時供應(yīng)熱水。

2.2太陽能光伏與建筑一體化

太陽能光伏建筑一體化就是將太陽能光伏發(fā)電陣列安裝在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面來提供電力。光伏系統(tǒng)與建筑一體化具有高技術(shù)、無污染和自供電的特點，能夠強化建筑物的美感和建筑質(zhì)量，具有多功能和可持續(xù)發(fā)展的特征，建筑物的外殼能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積，不需要占用土地；在用電地點發(fā)電，避免傳輸和分電損失，降低了電力傳輸和電力分配的投資和維修成本。

當(dāng)然，一體化也對光伏器件做建材提出了更高的要求：堅固耐用、保溫隔熱、防水防潮、適當(dāng)?shù)膹姸群蛣偠鹊刃阅堋?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 張麗.中國終端能耗和建筑節(jié)能[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007（3）.

[2] 楊洪興，周偉.太陽能建筑一體化技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009（01）.