1 太阳能技术的特征、应用优势及必要性
1.1 太阳能技术特征
太阳能作为一种重要的可再生能源, 具有天然、环保、取之不尽用之不竭的优势。其特点主要有以下几点, 首先, 普遍性, 太阳能资源比较丰富, 我国有70%以上的国土面积年日照超过2200小时, 能够实现对太阳能资源的最大化应用。第二, 没有污染, 对太阳能资源的应用, 对环境不会产生污染和有害气体。第三, 安全性。太阳能在应用中不会对环境造成污染, 对人们的生活和生产不会造成有害。第四, 取之不尽, 用之不竭。
1.2 太阳能应用于建筑节能技术中的必要性
在当前的社会发展中, 人们对于环境舒适性要求也越来也高, 使得建筑采暖以及空调的能耗不断增加, 因此节能性非常有必要。现阶段太阳能主要就是在建筑的屋顶以及幕墙等部位实现集成, 同时和建筑造型以及遮阳功能融为一体, 在舒适的环境中生活以及生产还能够体验到绿色建筑的魅力, 因此采用太阳能实施发电能够获得一定的经济效益, 对社会效益有效提升, 在节能环保方面, 将绿色环保的理念有效呈现。
2 太阳能热应用技术在建筑节能设计中的应用
2.1 被动式太阳能应用
第一, 在建筑设计中, 需要和建筑所处的环境进行结合, 将影响建筑的因素实施科学合理的组织, 按照光照实际状态对门窗的朝向以及材质以及屋顶的设计、墙壁材料的选择等方面合理确定。第二, 需要对建筑自身科学合理的规划以及设计, 按照建筑所处的自然环境对建筑的朝向以及太阳光照射状况进行分析, 按照气候因素对建筑结构和外观合理设计, 同时选择热阻力比较大的建筑材料。对于被动式太阳能发展虽然很成熟, 成本低, 然而对于室内环境在调节当中非常有限, 因此为了能够将建筑环境适应能力提升, 在被动式太阳能应用当中和需要和主动式太阳能应用技术相结合。
2.2 主动式太阳能应用
主动式太阳能建筑主要采用集热器以及蓄热器和管道等设备对太阳能进行收集以及蓄存和输配, 以此来对室内的温度进行控制。主动式太阳能建筑能够很好的满足用户的需求, 能够确保室内的采暖以及对热水的需求, 甚至还能够实现空调制冷的作用。其主要就是采用高效集热设置对太阳能进行收集, 继而采用热媒将特亮送入到建筑当中, 其对太阳能的应用效率很高, 不但能够实现采暖以及热水的供应, 还能够供冷, 确保室内温度舒适, 稳定性好。
采用附加方式附着在建筑当中的被动式构件, 按照实际的用途以及原理, 将其和建筑构件进行结合实施嵌套设计, 使得其成为建筑的一部分, 从而实现一体化。对于集热器在安装位置以及造型和材质当中需要和建筑的整体环境相互协调, 需要按照集热器的方式以及安装所占面积和尺寸有效细化设计, 对建筑的安装位置以及方式进行确定。对于建筑屋面以及墙面等其他部位的集热器在布置中和建筑一起组成围护结构, 需要和建筑的整体构造有效结合。比如, 在建筑阳台进行集热器的安装中可以对阳台栏杆的功能有效应用, 使得其和阳台融为一体, 也能够在幕墙之外进行安装, 使得成为建筑的这样形式, 从而将建筑和集热器有效结合, 并且对太阳光照最大化应用, 以此来满足建筑多种形式的实际需求。
3 太阳能光伏技术在建筑节能中的应用
3.1 太阳能光伏与建筑的结合方式
太阳能建筑是指建筑与光伏系统、光伏器件相结合, 形成一体化的新型建筑。在建筑的屋顶上安装光伏组件, 使光伏组件与电池、逆变器、控制器、公共电网等装置连接起来, 形成光伏系统。太阳能建筑一体化实际上就是实现光伏器件与建筑材料的集成化, 在建筑屋顶、外墙、窗户等部位安装光伏组件, 形成太阳能光伏立面、太阳能光伏幕墙、太阳能光伏窗等, 充分利用清洁、可循环使用的太阳能降低建筑对不可再生能源的消耗。除此之外, 太阳能建筑一体化还体现在太阳能光电系统与建筑天窗、中庭、遮阳、雨蓬等部位相结合。以太阳能通风技术为例, 利用太阳能烟囱热压效应可改善室内通风条件, 烟冲高度越高, 热压越强, 通风效果越好。在炎热的夏季, 太阳能烟囱充分吸收太阳热量, 促使烟囱内腔的热空气上升, 让热空气从烟囱顶部流出。在热压的作用下, 开启下悬窗, 室内热空气会流向烟囱, 促使室内空气循环, 改善了室内自然通风。在寒冷的冬季, 关闭下悬窗, 烟囱停止冷空气的流入, 保证室内热度不易流失。
3.2 太阳能光伏建筑供电
太阳能光伏建筑供电是利用太阳能光伏系统发电, 为建筑提供电能, 降低建筑电能消耗, 达到节能目的。例如, 某地太阳能资源丰富, 为了美观和节能, 考虑到屋顶的面积与朝向, 在屋顶上覆盖光伏电池板, 板间距取决于需要传送光的数量, 在5mm~20mm之间。光伏电池能够吸收70%~80%的阳光辐射。通过这种太阳能利用设计形式, 不仅可以有效避免热量从屋顶传入室内, 从而有效降低室内空调的用电量, 而且还能够将太阳能转变为电能, 以此满足建筑内部房间耗电需求。
结语
太阳能作为一种新型能源, 有着资源丰富以及清洁无污染和可再生特点, 是一种很非常理想的替代能源。在实际的应用中将太阳能和建筑之间科学合理的结合能够将建筑消耗降低, 以此来实现节能减排的效果, 其作为今后最为主要的建筑节能方式之一。在这当中, 和太阳能光热技术相比较, 对于太阳能光伏技术来讲, 因为其自身的集成度比较高以及离网发电和储能方便等技术优势, 在今后的建筑节能设计应用当中所产生的作用越来越重要, 因此需要加强有效研究和分析。
摘要：当前, 全世界所面临的挑战主要就是环境问题和能源问题, 其在一定意义上能够对社会经济的可持续发展有着重要的影响。现阶段, 随着人们生活质量的不断提升, 对于建筑的消耗也在增加, 因此在当前的建筑行业实际发展中, 就需要加强对新能源的开发, 并且将其有效的应用到建筑节能设计当中, 在这当中, 太阳能作为一种可再生资源, 在现阶段建筑节能设计中获得了很好的应用。
关键词：太阳能技术,建筑节能设计,应用
参考文献
[1] 何文晶.太阳能采暖通风技术在节能建筑中的研究与实践[D].山东建筑大学, 2005.