智能建筑中太阳能的应用

李宏侠　潘嘉欣

摘 要 本文研究了太阳能在智能建筑中的应用方式，并提出了太阳能与建筑一体化的概念，以建筑为主体，围绕着建筑设计和建筑功能这个中心，使太阳能构件与建筑物有机的结合起来。

关键词 智能建筑 太阳能

中图分类号：TU201.5 文献标识码：A

1太阳能在智能建筑中的应用方式

如表1.1为在建筑物节能技术中，太阳能建筑、建筑物的围护结构、采暖空调、照明器具、家用电器等相关方面的节能技术的潜力表。

可见，太阳能在建筑节能中的潜力最大，其节能效果不容忽视，应该大力发展太阳能利用技术并积极应用到建筑中去，通过太阳能为建筑提供采暖供热、制冷、发电、照明、调湿和通风等。太阳能在建筑中的应用主要有被动式太阳能应用和主动式太阳能应用两种。

被动式太阳能应用主要是依靠建筑物本身（如房间的位置、合理布局建筑的空间、利用建筑结构、材料的吸热性能等）来完成太阳能的集热、储热和放热功能。其基本思想就是将各建筑的基本因素（如窗、屋顶、墙、楼板等）调动起来，使日光、空气、热量仅在有益时进入建筑，通过控制阳光和空气在恰当的时间进入建筑并合理储存和分配热空气和冷空气，从而使能源得到有效的利用，并且增加人们的舒适度。

主动式太阳能应用目前最多的，主要是光电应用和光热应用两种。光热应用主要是太阳能热水、太阳能采暖等，其中最重要的组件就是太阳能集热器，集热器吸收太阳光辐射能量将冷水加热变成热水，具有一定温度的热水可直接提供给建筑中的用户用于洗澡、洗漱等；此外还可以在地板下敷设加热盘管，热源由太阳能集热器加热的热水提供，采暖效果非常好；光电应用是用太阳能转换装置为建筑物的机电设备、灯具等提供电能，建筑中常用的是太阳能光伏发电，它通过由太阳能光伏电池板来产生电能，产生的电能储存到蓄电池中直接供直流电源供电或者通过逆变器变为交流后供交流用电设备使用。

被动式太阳能技术主要和建筑设计、结构密切相关，智能化技术可参控性较少，因此太阳能在智能建筑中的应用主要是指主动式太阳能，通过对主动式太阳能设备和系统进行统一的管理和控制，优化太阳能应用系统的运行，发挥出太阳能最大的功效，提高太阳能应用系统的管理水平，最大限度地降低建筑能耗。

2太阳能与建筑一体化

太阳能与建筑一体化并非是简单的将太阳能与建筑“相加”，而是要通过建造的建造技术与太阳能的利用技术的集成，整合出一个崭新的现代化的节能建筑。太阳能与建筑一体化就是太阳能与建筑的结合应用，主要分为“光—热”转换和“光—电”转换与建筑结合两个大类。

2.1太阳能热水系统与建筑一体化

太阳能热水与建筑一体化是指太阳能热水装置与建筑物充分结合并实现功能和外观的和谐统一。现在技术较为成熟也较易实现的是将太阳能热水装置的安装与建筑设计相结合，为其安装预留位置等。可将整个建筑作为一个集中的大型系统，配备完善的监控管理系统，干、支管网供水。

一体化的技术要求：集热装置整体性好、故障率低、使用寿命长；热水的存储相对集中，储水箱与集热装置分开布置；零度以下运行设备不会冻损；系统自动运行，24小时供应热水。

2.2太阳能光伏与建筑一体化

太阳能光伏建筑一体化就是将太阳能光伏发电阵列安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。光伏系统与建筑一体化具有高技术、无污染和自供电的特点，能够强化建筑物的美感和建筑质量，具有多功能和可持续发展的特征，建筑物的外壳能为光伏系统提供足够的面积，不需要占用土地；在用电地点发电，避免传输和分电损失，降低了电力传输和电力分配的投资和维修成本。

当然，一体化也对光伏器件做建材提出了更高的要求：坚固耐用、保温隔热、防水防潮、适当的强度和刚度等性能。

参考文献

[1] 张丽.中国终端能耗和建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2007（3）.

[2] 杨洪兴，周伟.太阳能建筑一体化技术与应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2009（01）.