太阳能技术在建筑中的应用分析

2016-10-29刘艳华

山东工业技术 2016年19期

关键词：采暖系统热水太阳能

刘艳华

（河北方泽建筑工程集团有限公司，河北沧州 061001）

太阳能技术在建筑中的应用分析

刘艳华

（河北方泽建筑工程集团有限公司，河北沧州 061001）

将太阳能技术应用到建筑中，能够帮助建筑行业逐渐摆脱能源紧张的困境，也能够保护环境，推动实现可持续发展。本文首先简单介绍我国太阳能资源的分布状况，接着从太阳能热利用技术和太阳能光伏技术两个方面对太阳能技术在建筑中的应用进行分析，在最后指出太阳能技术在建筑中的应用存在的问题及相对应的解决方案。

太阳能技术；建筑；应用；分析

1 引言

建筑业在快速发展的同时，也在加速着能源的消耗。将太阳能技术应用到建筑中，不仅能够满足建筑对能源的需求，还能够实现对太阳能资源的充分利用，推动太阳能产业发展。

2 我国太阳能资源的分布状况

受地理条件和气候等环境因素的影响，我国太阳能资源的分布呈现出明显的地域性，从总体来看：西部多于东部，西南少于北部；除了新疆和西藏，纬度低的地区往往比纬度高的地区有更丰富的太阳能资源。

3 太阳能技术在建筑中的应用类型

3.1 太阳能热利用技术

3.1.1 被动式太阳能应用

（1）在进行建筑设计时，结合建筑所处的自然环境，将建筑因素进行合理地组织和处理，根据光照情况确定门窗的朝和材质、设计屋顶的样式、选择合适的墙壁材料和楼板材料。（2）要合理对建筑本身进行科学地设计与规划，根据建筑所处的自然环境确定建筑朝向、根据太阳照射情况设计内部空间的分布、根据气候条件科学设计建筑的结构和外观、并选用具有较大热阻和适宜的重质建筑材料。

被动式太阳能应用虽然发展成熟，成本较低，但是对室内环境的调节有限。为了进一步提高建筑的环境适应能力，可以在使用被动式太阳能热利用技术的同时配合应用主动式太阳能热利用技术。

3.1.2 主动式太阳能应用

主动式太阳能应用指的是在借助部分专业太阳能设备的条件下，实现对建筑内部环境的可控调节。主要的几种应用方式有：太阳能热水系统、太阳能采暖系统、太阳能制冷系统和太阳能空调系统。

（1）热水系统。太阳能热水系统按照600L的热水箱容积划分为小型和大型两种，家用的为小型，学校、工厂等使用的是大型。小型的多为家用，因此多是在建筑完成后，由居民自己进行安装，而大型的一般用于学校、工厂等，这些建筑在施工之前就已经将太阳能热水系统的安装纳入建筑设计范围之内，因此，很少会出现与建筑结合度低的情况。在进行建筑结构设计时，需要提前设计好用于放置和安装太阳能热水系统的空间，将热水系统进行合理的安置，避免因无序安装干扰部分建筑功能的实现，并保持建筑的美观。

（2）采暖系统。常见的太阳能采暖系统有太阳墙采暖系统、太阳能热泵供热采暖系统和太阳能热水辐射采暖系统。在建筑中应用太阳墙采暖系统，经过太阳墙系统加热处理后的室外空气被送风机送入室内，与室内气体进行交换，保持室内空气流通的同时还能够维持室内的温暖，可将其应用在办公楼、购物中心或者高档居民楼等建筑的设计中。太阳能热泵供热采暖系统将太阳能作为热泵泵源，由热泵机组、太阳能集热系统、蓄热设备、地板采暖以及控制系统组成。太阳能热水辐射采暖系统将30-60℃的低温热水作为热媒，分为太阳能顶棚辐射采暖和太阳能地板辐射采暖两种。

（3）制冷系统。在建筑中应用的太阳能制冷系统多为太阳能光热转换制冷系统，主要分为吸收式、吸附式、蒸汽喷射式和蒸汽压缩式四种，将转换得到的热能或者机械能作为对外界温度的补偿，根据实际需要调节系统，并维持系统的温度。

（4）空调系统。太阳能空调系统主要分为制冷、制热和除湿这三种功能。将太阳能空调系统应用到建筑中的时间较晚，直至21世纪初我国才在北京市太阳能研究所办公楼建成第一批太阳能制冷空调示范工程。

3.2 太阳能光伏技术的应用

将太阳能光伏技术应用于建筑中指的是利用伏打效应，把太阳能转换为电能，并将这些电能作为建筑能源，以摆脱或者是减少对石化能源的依赖，保护环境。太阳能光伏技术应用到建筑中主要有两种方式：建材型和非建材型的光伏构件。在建筑中应用太阳能光伏技术，实现光伏建筑一体化，能够减少对电网能源的消耗，有效减少建筑在电网方面的投资；建筑能够为自己提供电能，在用电高峰期不仅能够避免用电紧张，实现并网供电，减轻电网的供电压力；建材型的光伏构件具有不同的样式，用于建筑中时能起到美化建筑外观的效果。

4 太阳能技术在建筑中的应用存在的问题及解决方法

4.1 政策支持较少

虽然政府的节能意识逐渐增强，但在“太阳能技术应用到建筑中”这一方面，明显支持力度不够。太阳能技术在建筑中的应用本身就花费较高，如果政府再不给予政策支持，很难保证其能够继续发展。政府应当及时出台支持发展太阳能技术发展，和鼓励太阳能技术应用于建筑中的政策，并给予资金和技术支持；还要推动提高民众的节能环保意识，使其更乐意接受和使用太阳能产品。

4.2 民众的支持度较低

因为节能意识不够强烈，对太阳能产品的了解程度不够，再加上太阳能产品的价格较高，使得很多民众都不愿意购买太阳能产品、更不会关心太阳能技术的发展，以及在建筑中的应用状况。提高民众对太阳能技术的支持度，不仅需要政府的努力，社会组织通过动员活动，提高民众对能源的保护意识，对太阳能技术的了解，以及对太阳能技术应用于建筑的支持。

4.3 在建筑中应用太阳能技术的能力较低

虽然在一些建筑中应用了太阳能技术，但是应用的方式较为单一，通常都是太阳能热水系统，而在其他方面的应用很少；建筑行业和太阳能行业之间不够了解，也是阻碍在建筑中应用太阳能技术的能力提高的因素。双方应该加强联系和交流，共同探讨出合适的建筑项目，以推动太阳能技术在建筑中的应用；建筑人员应该主动了解更多太阳能技术，太阳能技术研究人员应该对我国不同地区、不同类型的建筑都有充分的了解，结合不同建筑的功能需求设计和生产出合适的太阳能产品，推动其应用在建筑中。