摘要：太陽能建筑是指利用建筑物本身與太陽能通過相應(yīng)的設(shè)備一體化設(shè)計(jì)，使其可以收集、蓄存和使用太陽能的建筑。介紹了太陽能建筑的相關(guān)概念及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，通過實(shí)例闡述了太陽能建筑在公共建筑中的具體實(shí)施。供參考。
　　關(guān)鍵詞：太陽能建筑公共建筑應(yīng)用
　　1前言
　　我國是一個人口大國，又是一個建筑大國，每年新建建筑面積高達(dá)幾十億平方米。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全面建設(shè)小康社會的逐步推進(jìn)，建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅猛，同時(shí)建筑能耗也高速增長。建筑能耗是建筑、制造、交通三大能耗之首，約占全社會總能耗的近一半，實(shí)行建筑節(jié)能，降低建筑能耗，減少環(huán)境污染，已刻不容緩。開展建筑節(jié)能是國家實(shí)施節(jié)能戰(zhàn)略的重要方面，我國于2008年10月1日頒布施行了《民用建筑節(jié)能條例》，條例明顯指出“國家推廣使用民用建筑節(jié)能的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備，限制使用或者禁止使用能源消耗高的技術(shù)、工藝、材料和設(shè)備。”
　　眾所周知，太陽能是一種儲量極為豐富而且清潔無污染的可再生能源，一旦太陽能成為被廣泛利用的能源，它將極大緩解人類的能源危機(jī)，改善人居環(huán)境，推動人類社會的進(jìn)步。發(fā)展節(jié)能省地型住宅和公共建筑，重要的策略之一是應(yīng)用太陽能資源，發(fā)展太陽能建筑技術(shù)。開源節(jié)流是我國推進(jìn)節(jié)能建筑的發(fā)展之路，太陽能建筑將在建筑資源節(jié)約型社會中發(fā)揮重要作用，太陽能建筑將成為節(jié)能省地的重要途徑。
　　2我國在太陽能建筑上的應(yīng)用情況
　　我國具有豐富的太陽能資源，全國每年獲得的太陽能大約相當(dāng)于1萬億噸以上標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量，其中一半以上國土面積太陽能年平均輻射總量在5900MJ/㎡以上，而且大部分采暖地區(qū)均分布在長日照區(qū)域內(nèi)。我國在太陽能利用上主要有太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱發(fā)電，以及太陽能熱水器和太陽房等熱利用方式。其中太陽能熱利用的發(fā)展的一個重要方向是太陽能一體化建筑，并以常規(guī)能源為補(bǔ)充手段，實(shí)現(xiàn)全天候供熱，提高太陽能供熱的可靠性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步向太陽能供暖和制冷的方向發(fā)展。
　　在太陽能運(yùn)用技術(shù)上，我國的太陽能應(yīng)用設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)過多年發(fā)展，具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢。我國于上世紀(jì)七十年代建成的第一棟被動式太陽能供暖房在甘肅省民勤縣建成，近些年來通過國家科技攻關(guān)，在引進(jìn)、消化、吸收世界太陽能供暖建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國己形成了具有中國特色的包括理論、設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)及評價(jià)方法在內(nèi)的一整套被動式太陽能供暖系統(tǒng)技術(shù)，建成了幾百萬平方米（建筑面積）的被動式采暖太陽房。
　　3太陽能建筑設(shè)計(jì)
　　傳統(tǒng)太陽能建筑關(guān)鍵是把建筑物本身作為系統(tǒng)的組成部件，不但反映了當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，而且在適應(yīng)自然環(huán)境的同時(shí)充分利用了自然環(huán)境的潛能。目前在這方面應(yīng)用較多的主要是被動式太陽能建筑。所謂被動式太陽能建筑是指在設(shè)計(jì)中，對造型、朝向、形狀、平面布局，乃至材料的選擇等，都與太陽能的利用結(jié)合在一起使太陽能的利用與建筑功能緊密結(jié)合的建筑。但隨著經(jīng)濟(jì)及建筑技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代建筑慢慢趨向于主動式太陽能建筑，主動式太陽能建筑主要體現(xiàn)于兩個方面：一是利用“光電效應(yīng)”原理開發(fā)在規(guī)模太陽能發(fā)電，包括太陽能發(fā)電機(jī)組和太陽能電池等：二是太陽能的熱利用，包括太陽能熱水器、太陽灶等。實(shí)際太陽能建筑工程中往往是二者的綜合。
　　一、平面設(shè)計(jì)
　　在平面設(shè)計(jì)時(shí)要注意建筑的采暖、降溫、采光。既要滿足主要房間能在冬季直接獲取太陽熱量，又要保證夏季良好的自然通風(fēng)，最大限度地利用自然采光。在平面的內(nèi)部組合上，根據(jù)自然形成的北冷南暖的溫度分區(qū)來布置各種房間。這種布局應(yīng)利于縮小采暖溫差，節(jié)省采暖蓄熱量。主要使用房間(長時(shí)間停留，溫度要求較高)盡量布置在太陽能較直接的南側(cè)暖區(qū)，避開邊跨；一些次要房間(停留時(shí)
　　間短、溫度要求較低)、過道、樓梯間等可以布置在北面或邊跨，形成溫度阻尼區(qū)。北側(cè)諸房間的圍合對南側(cè)主要房間起到良好的保溫作用。
　　二、立面設(shè)計(jì)
　　○1建筑的主立面以朝南最佳，若條件允許，南向窗墻比盡可能大，而使冬季內(nèi)熱環(huán)境有所改善；同時(shí)加強(qiáng)外門窗密封防護(hù)措施，外門采用密封性能好、中間有隔氣層的二合一門，窗采用中空玻璃窗，改善室內(nèi)冬季熱環(huán)境；○2南向陽臺封閉作為日光間，利用日光間采暖，提高居室熱環(huán)境○3加強(qiáng)墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱；○4屋面盡可能采用坡屋面形式，并帶通氣窗，采用保溫?zé)岣叩谋�溫隔熱材料；�?南向和西向外墻腳下適當(dāng)栽種藤蔓植物，有效降低夏季外墻表面溫度，改善室內(nèi)熱環(huán)境，以控制室內(nèi)日照時(shí)間。
　　三、太陽能一體化設(shè)計(jì)
　　考慮到太陽能系統(tǒng)的特點(diǎn)，除了改善建筑能源結(jié)構(gòu)之外，在熱工性能和景觀方面還有可能進(jìn)一步
　　改善建筑功能。如何擴(kuò)大這類外部效果，是太陽能建筑集成設(shè)計(jì)的較高要求。主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：
　　○1太陽能系統(tǒng)的選型；○2集光器的形態(tài)、在建筑上的安裝部位以及連接構(gòu)造；○3平衡設(shè)施(控制器、逆變器)和蓄能設(shè)施(蓄電池、水箱)的布置場所及管井布置、孔洞預(yù)留以及維護(hù)與檢修平臺布置。
　　4太陽能公共建筑中的應(yīng)用
　　太陽能熱水器要真正得到推廣，應(yīng)先從兩方面入手，一是樓房在設(shè)計(jì)建造之初就要融入節(jié)能的理念，從設(shè)計(jì)、研發(fā)到生產(chǎn)、施工都要將太陽能作為建筑能耗的一部分來考慮。二是積極地對現(xiàn)有樓房進(jìn)行建筑安全論證以及相應(yīng)的改造。
　　蔡路派出所辦公大樓位于蔡路塘東街，框架結(jié)構(gòu)3層，總建筑面積2069m2，建筑耐火等級為二級，屋面防水等級為二級。在該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段，節(jié)能方面主要從外墻保溫、門窗設(shè)計(jì)、屋頂保溫這三方面著手，努力達(dá)到節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。我們知道在建筑物的熱損失之中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的熱損失達(dá)70％～80％，而門窗縫隙空氣滲透的熱損失則占20％一30％。因此，在本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工過程中，著重從以下幾點(diǎn)考慮：(1)減少滲透量，采用密封性較好的材料，增加窗戶的氣密性。項(xiàng)目中門窗材料采用斷熱鋁合金，氣密性等級為4級。(2)減少傳熱量要大力推廣和應(yīng)用節(jié)能型窗框(如塑性窗框、隔熱鋁型框等)和節(jié)能玻璃(如中空玻璃、熱反射玻璃、低輻射鍍膜玻璃等)，減小窗戶的整體傳熱系數(shù)，降低傳熱量。還要根據(jù)建筑使用要求選擇熱工性能好的玻璃，減少由玻璃的熱量散失。故本項(xiàng)目采用斷熱鋁合金安全中空玻璃門窗。(3)立面色彩則以白色為主，便于反射陽光。
　　結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況（日照、朝向、氣溫等）在工程實(shí)際中利用建筑本身坡屋頂（26.6度），建筑的主立面南偏西17度。經(jīng)過計(jì)算，設(shè)計(jì)6片4X2米的太陽能集熱片可以解決民警平時(shí)用熱水，同時(shí)不破壞坡屋頂?shù)脑煨汀Ｔ谄挛蓓攦?nèi)設(shè)置一個4噸水箱作為太陽能儲水及交換使用。外墻均采用30cm膨脹聚苯板（EPS）外墻外保溫系統(tǒng)，斜屋面采用45cm厚擠塑聚苯板（XPS）外保溫系統(tǒng)，露臺采用40cm厚擠塑聚苯板（XPS）外保溫系統(tǒng)。在窗的處理上，使用斷熱鋁合金安全中空玻璃<5mm+6Amm+5mm>平開窗，建筑南向窗墻比0.214，建筑屋頂山墻兩側(cè)均設(shè)置通氣窗。供暖系統(tǒng)在3棟樓分別采用垂直雙管系統(tǒng)、垂直雙管水平成環(huán)系統(tǒng)、垂直單管加跨越管系統(tǒng)；樓梯間粉刷、安裝太陽能樓道燈。整個工程僅需要129m2集熱板每年可節(jié)約標(biāo)煤19t，30a的使用壽命期內(nèi)可以節(jié)約采暖成本78萬元。大樓兼具太陽能供暖和熱水供應(yīng)功能，如果碰上陰天，通過啟動輔助取暖設(shè)備2h就能保持大樓全天保溫。
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