建筑节能及太阳能建筑论文（精选12篇）
建筑节能及太阳能建筑论文 篇1
1 建筑节能
建筑节能是技术进步的重要标志;新能源利用是建筑可持续发展的重要步骤。
建筑节能主要采取以下四项措施:
1)减少建筑物的外表面积
建筑物外表面积衡量值是体形系数。控制建筑物体型系数重点在平面设计,平面凹凸过多,建筑物外表面积就会增加。例如:住宅设计中,经常遇到卧室卫生间开窗问题,由于该卫生间靠内,开此窗凹入平面很多,无形中增加了建筑物外表面积,还有凸窗、晒台等对建筑节能很不利。所以,平面设计时,应综合考虑各种因素,在满足使用功能的前题下,使建筑体型系数控制在合理范围。
此外,在立面造型,层高控制等方面也会影响建筑物体型系数。近年来许多高层建筑采用矩形平面及矩形组合,使建筑物的外表面积相应减少,整体尺寸和谐,保证建筑物美观,这对节能是有利的。也体现了设计理念新构想。
2)重视围护结构设计
建筑物的能源、热工消耗主要反映在外部围护结构上。围护结构设计主要包括:选择围护结构材料和构造、确定围护结构传热系数、外墙受周边冷热桥影响下其平均传热系数的计算、围护结构热工性能指标及保温层厚度的计算等。
在外墙外侧或者内侧增设一定厚度的保温材料,以增加墙体的保温系数,是墙体节能主要手段。目前,外墙保温多采用聚苯乙烯泡沫塑料板等材料。在施工中要遵照保温板操作程序,加强保温板的固定件和拐角联接,保证施工质量,才能达到节能效果。
屋面是热量波动最大的部位,需要采取措施增强保温隔热层厚度。
3)正确控制窗墙面积比
与外部环境接触面大的还有外门窗。一般统计表明,门窗占全部耗热量的50%以上。对门窗进行节能设计就会明显地提高节能效果。所以要选择热阻值高的门窗材料。目前门窗材料常用塑钢料、有节能措施的断热铝合金料、低辐射镀膜中空玻璃。窗户气密性能要好;要正确控制窗户与墙面积比值;北向不应采用飘窗;其它方向不宜采用飘窗。
在实践中,建筑物为立面效果需要,多采用大面积窗户。当无法改变窗户面积的情况下,也应采取措施:如尽量将窗户移向南侧、增加窗户固定扇、加强门窗密闭性,并根据规定进行权衡判断计算。以达到建筑物的整体节能效果。
4)加强其他部分的保温隔热措施
其它一些部位的保温隔热措施。如对地板、栏板、楼板、冷热桥部位等进行节能保温处理;严寒地区对建筑物四周内外地面处理;不采暖楼梯间墙面、入户门的处理;阳台楼地面及门窗处理等。
值的一提的是:与外接触的门要选用保温门、飘窗要采用,上下挑板、侧板等,只要与外界有接触的板都必须进行保温节能处理,
目前,建筑采用专用的节能设计软件,通过综合计算满足各项热工指标。要根据热工指标采取构造措施,使建筑物整体满足节能要求。
5)采用其他节能控制措施,综合实现节能目标
另外,采用节能控制措施(如安装热量表,热量控制开关等),使室温保持均衡,也是减少能耗的必要手段。
其实建筑节能的主要内容除采暖、空调外,还包含有通风、热水、炊具、家用电器、照明等。如果,这些用电器都用上了节能设备,那么,节能目标就能实现。
2 太阳能建筑
太阳能建筑分为主动式、被动式两类。使用机械装置收集、蓄存太阳能,并在需要时向房间提供热能的建筑,被称为主动式太阳能建筑;根据当地气象条件,在基本不增加机械设备的条件下,通过建筑布局、构造处理、选择适当热工材料,使建筑本身能够吸收、蓄存太阳能量,从而达到采暖、空调、供给热水的建筑,称为被动式太阳能建筑。
太阳能建筑平面布局应尽可能将长边做为南北方向。使集热面处于真南(非磁南)方向±300以内,并根据当地的气象条件地理位置做适当调整,以得到最满意的阳光辐射能。
集热蓄热墙间接受热是被动式太阳能建筑的一种方式。如图1所示,它充分利用南向太阳辐射量大的特点,在南墙面上加一层透光外罩,使透光外罩与墙体之间形成一道空气层。为了使透光外罩内最大限度得到太阳辐射能,在空气层内壁表面涂有吸热材料。当太阳的幅射能照射的时候,加热了空气层内的空气和墙体,这时吸收到的热量分为两部分。一部分气体加热后利用温差形成气流,通过与室内相连的上下通风口,与室内空气进行循环对流,从而使室内温度上升;另一部分使墙体受热后,利用墙体的蓄热能力贮存热量,当夜间到来的时候,使墙体贮存
热量向室内辐射,从而达到昼夜采暖的目的。
夏季到来的时候,如图2所示,将透光外罩内的空气层与室外连接的通风口打开,与室内相连的通风口关闭。室外通风口的上部通向大气,下部通风口最好处于与周围空气温度低的位置相连(如阴凉地段、地下空间等)。这样,当空气层的温度加热后,气流迅速向上部通风口流动,将热空气排向室外,随着空气的流动,通过下部通风口的凉空气引入空气层,这时空气层内的温度低于室外温度,室内热量通过墙体向空气层散热,从而达到夏季降低温度的作用。
从被动式太阳能工作原理看出,材料在太阳能建筑中占重要位置。透光材料:过去采用玻璃,透光率一般在65%~85%,而现在采用采光板,透光率可达92%。蓄热材料:采用具有一定厚度的墙体、或改变墙的材质(如采用水墙做蓄热体)以增加墙体的蓄热。另外,增加贮热间也是一种蓄热方法,贮热间的传统做法,是将卵石堆放在贮热间内,热空气流过贮热间时加热卵石,等到夜间、阴雨天时,可将卵石散出的热量再输送到室内。
由于被动式太阳能建筑简单易行,太阳能建筑得到广泛应用,象多层建筑、通信台站、道班、民宅等。目前,高层建筑也应用这一原理:将玻璃幕墙分层设置,在外墙楼板上下联接处设可控式进出风通口。这样,既应用了太阳能又美化了立面,是太阳能技术的具体体现。
主动式太阳能建筑就是利用机械设备将收集到的热能输送到各个房间。这样,就可以扩大太阳能的吸收面,如屋顶、坡面、院落等凡是太阳辐射强的地方,都可以做太阳能的吸收面。同时还可以在需要的地方设置贮热间。可以将采暖系统、热水供应系统组成一体,应用有效的热能控制设备,使太阳能利用更加合理。
图3~图6展示一个主动式太阳能采暖的运行过程。该系统装有两台风机,一台是太阳能集热器风机,另一台是供暖风机。当依靠太阳辐射直接采暖时,如图3所示,两台风机都运行,使房间里的空气直接进入太阳能集热器。然后,再回到房间(若阴雨天时间较长考虑到热量不够时,可在系统图示位置设辅助加热器),此时,贮热间不工作。热空气系统使用电动风门控制气流,直接采暖时,空气控制器中两个电动风门转到使空气流向房间位置。在太阳能集热器出口处设热水盘管可以使房间的热水供应系统与太阳能采暖系统成为一体。
当太阳能集热器收集到的热量超过房间的需要时,如图5所示,集热器风机开动而采暖机风机停止。通向房间的电动风门关闭。从太阳能集热器出来的热空气向下流向贮热间卵石层,把热量贮存在卵石里,直至卵石层全部被加热,使贮热间蓄热达到饱和为止。
当夜间没有太阳辐射时,就要从贮热间里取热。如图4所示,此时关闭空气控制器中第一个电动风门,打开第二个电动风门,启动供暖风机,使房间的空气循环由下向上通过贮热间卵石层加热,再返回到供暖调节系统。当贮热间有足够热量时,进入空气调节器的空气温度只比从太阳能集热器直接出来的气温低一点。这一过程将持续到贮热间卵石层的热量差不放完。然后,若设有附助加热器时,可启动助附加热器。
如果贮热间卵石层热量已饱和,或者夏季无采暖要求时,如图6所示,太阳能集热器仍然工作,用于加热使用热水供给系统。
太阳能建筑种类很多,工作原理基本一致。有些建筑以水做媒介进行热交换。这样,系统内的所有设备在同样热效应的条件下,体积大大减少,同时还可以与其它能源共同使用一个采暖系统,这是采用水做媒介的最大特点。
另一类能源是采用地热做热源。工作过程是将地下水热量提取后,通过采暖系统将热量送到房间;制冷时反向运行,工作原理如同空调机组。它的缺点是,机组连续工作时间较长时,热量有可能供应不足。因此,在地热资源丰富的地区比较适用。
3 新能源建筑的展望
太阳能的集取只能在太阳辐射的情况下进行,阴雨天、夜间就采集不到热量,所贮蓄的热量也十分有限,而阴雨天也是房间最需要热量的时候,这就阻碍了太阳能建筑的发展。如果,将地热能(或其它能源)与太阳能结合起来使用,取长补短,采取必要的节能措施、能源转换措施;合理的热能控制技术;应用良好的热工材料。那么,舒适、环保、节能、新型建筑必然会得到很大发展。
由此看来,节能、新能源的应用是一个综合性应用技术。根据个人看法,节能、新能源建筑要得到全面发展,就应该解决好如下问题。
1)具有良好的节能措施。新能源的利用是以节能措施为依托的,建筑围护结构的保温性能就显得很重要。因此,外墙、外门窗、与外界接触的楼板等部位的保温措施,要满足国家、地方、行业节能设计标准和技术规程。
2)要解决热能综合利用的控制技术。如前所述,单独的太阳能、地热能利用都有一定的局限性。新能源的应用要根据当地的自然资源状况,进行综合利用,这是一个好方法。如果再加上必要的辅助热源,那么,节能、新能源建筑将在任何条件下都能为室内提供满意的热源。
综合热能控制技术就是根据建筑物的室内温度要求和热源的供给情况,自动转换对房间的热量供给,以达到房间温度稳定。根据目前自动化控制技术的发展,热工材料、热交换设备、热敏元器件的技术进步,低成本地解决这些问题是可能的。
3)节能、新能源最适用的应该是太阳能,而节能、太阳能的利用对建筑物的外观影响较大。在建筑设计中,解决建筑立面、屋面收集阳光的外观设计,不仅关系到热能效率,同时也关系到建筑物的整体美观。
今后,新型节能建筑,只会以更低的能量消耗,享受着比现在更好、更舒适、更清洁的室内环境。而它的社会意义要远远大于这些。
建筑节能及太阳能建筑论文 篇2
中国现在有强制规定安装太阳能的省、市、自治区大概有21个，主要集中在东部沿海地区(黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山东、江苏、上海、安徽、浙江、福建、广东及海南等)和中部地区(宁夏回族自治区、云南及湖北等)等地。其中基本以12层为界，12层以下强制安装，12层以上鼓励安装，除上海(6层以下强制安装)外。其他地区则以鼓励安装太阳能等节能产品为主，要求较低，在设计时需要稍微注意即可。
北京：新住宅强制装太阳能热水系统
北京市住建委下发的《北京市太阳能热水系统城镇建筑应用管理办法》规定，2012年3月1日起，新建城镇居住建筑，以及宾馆、酒店、学校、医院、浴池、游泳馆等有生活热水需求并满足安装条件的公共建筑，应当配备生活热水系统，并应优先采用工业余热、废热作为生活热水热源。不具备采用工业余热、废热的，应当安装太阳能热水系统，并实行与建筑主体同步规划设计、同步施工安装、同步验收交用。
新建建筑安装太阳能热水系统的投资，将由建设单位纳入项目建设成本。今后，开发商要在售楼处公示小区太阳能热水系统的类型和辅助能源形式，并将公示内容和产权归属等情况写入房屋买卖合同，在《住宅质量保证书》、《住宅使用说明书》等文件中，写明热水系统户内设施的技术指标、使用方法、维修及养护责任、保修年限、使用年限等信息。
而已有的老楼，政府也鼓励通过改造安装使用太阳能热水系统，经过三分之二以上的业主同意，就可以安装。
江苏：2008年就出台新建建筑安装太阳能政策
江苏省规定，自2008年1月1日起，全省城镇区域内新建12层及以下住宅和新建、改建和扩建的宾馆、酒店、商住楼等有热水需求的公共建筑，应统一设计和安装太阳能热水系统。
南京要求从目前尚未申请施工图设计审查的、新建12层住宅，和新、改、扩建的宾馆、酒店、商住楼等有热水需求的公共建筑，应统一设计和安装太阳能热水系统。12层以下建筑必须安装太阳能热水系统;鼓励12层以上住宅使用太阳能，如悬挂阳台的挂壁式集热器等，进行统一设计安装。但如建筑已使用了节能技术，如地源、空气源、生物源等其它可再生能源技术，高于50%节能标准的低能耗节能建筑，且降低能耗综合效能不低于太阳能热水系统的，以及因建筑朝向、间距等规划原因，无法满足太阳能热水系统有效日照条件的，经主管部门论证通过后，可不安装太阳能。
广东：将绿色建筑建设管理要求纳入立法
《广州市绿色建筑和建筑节能管理规定》规定，要求“新建12层以下(含12层)的居住建筑和实行集中供应热水的医院、宿舍、宾馆、游泳池等公共建筑，应当统一设计、安装太阳能热水系统，不具备太阳能热水系统安装条件的，可以采用其他可再生能源技术措施替代”。
深圳市规定，12层以下建筑强制安装太阳能。
《珠海市建筑节能办法》规定，珠海市具备太阳条能集热件的新建十二层以下住宅建筑，建设单位应当为全体住户配置太阳能热水系统。新建十二层以下住宅建筑不具备太阳能集热条件的，建设单位应当在报建时向市建设行政主管部门申请认定;市建设行政主管部门认定不具备太阳能集热条件的，应当予以公示;未经认定不配置太阳能热水系统的，不得通过建筑节能分部工程验收。
安徽：将建筑层级提高至18层
《合肥市促进建筑节能发展若干规定》要求民用建筑的采暖制冷系统、热水供应系统和照明设备应当优先采用太阳能、浅层地能、生物质能等可再生能源以及工业余热，并与工程主体同步设计、同步施工、同步验收。新建建筑面积在一万平方米以上的公共建筑应当至少利用一种可再生能源。
除法律、法规、规章规定的情形外，新建18层以下居住建筑以及18层以上居住建筑的逆向12层，新建、改建、扩建宾馆、酒店、医院等有生活热水需求的公共建筑，应当安装太阳能热水系统;不具备太阳能热水系统安装条件的，应当经专业评估机构评估并予以公示。太阳能热水系统应当与建筑物主体同步设计、同步施工、同步投入使用。
福建：出台加强民用建筑可再生能源推广应用和管理的举措
福州市《关于加强民用建筑可再生能源推广应用和管理的通知》规定，自2010年1月1日起，全市范围内新建、改建、扩建民用建筑应采用本文第二条所定的可再生能源应用技术。12层及以下住宅(含商住楼)必须统一设计和安装应用太阳能热水系统。鼓励13层以上的居住建筑和其它公共建筑、农村集中建设的示范村、镇统一设计和安装应用太阳能热水系统。具备条件的民用建筑要积极采用浅层水源、污水源和土壤源等热泵技术供热制冷;居住建筑楼梯间与民用建筑的庭院应积极采用太阳能光伏技术照明。
山东：12层以上楼房须利用太阳能
2013年3月1日施行的《山东省民用建筑节能条例》再次强调，具备太阳能利用条件的新建建筑，应当采用太阳能热水系统与建筑一体化技术设计，并按照相关规定和技术标准配置太阳能热水系统。符合条件的项目将全部同步安装太阳能光热系统，有条件的县市，也将在12层以上建筑中推广和应用太阳能光热系统。
早在2009年，山东省就出台了《关于加快太阳能光热系统推广应用的实施意见》，其中明确要求，全省县城以上城市规划区内扩建、新建、改建的12层及以下住宅建筑和集中供应热水的公共建筑，必须应用太阳能光热系统，并与建筑进行一体化设计与施工。
河北：出台民用建筑节能条例
条例规定，具备条件的新建、改建、扩建的12层以下的居住建筑、集中供应热水的公共建筑中强制应用太阳能光热系统，并与建筑进行一体化设计与施工，新规定指出2012年开始，具备条件的12层至30层左右的新建高层建筑强制应用太阳能光热系统。要求具备条件的工程项目强制应用太阳能集中热水系统，并与建筑工程同 步设计、同步验收、同步支付使用。
湖北武汉：18层以下高楼必须装太阳能
近期，武汉城建委出台了《市城建委关于进一步加强可再生能源建筑规模应用和管理的通知》。通知规定，从7月1日起，武汉市范围内新建、改建、扩建的18层及以下住宅(含商住楼)、宾馆、酒店、医院病房大楼、老年人公寓、学生宿舍、托幼建筑、健身洗浴中心、游泳馆(池)等热水需求较大的建筑，应统一同期设计、同步施工、同时投入使用太阳能热水系统。
18层以上居住建筑的上部应统一设计并安装太阳能热水系统，比例应达30%以上。政府办公建筑、公益性公共建筑和2万平方米以上的大型公共建筑，应在太阳能热水系统和地源热泵空调系统中选择一种使用。
黑龙江：要把太阳能热水系统的造价列入建筑工程投资总预算
《黑龙江省建设厅关于在全省建筑工程中加快太阳能热水系统推广应用工作的通知》规定，从2007年10月1日起，凡新建、改建的多层住宅建筑(含别墅)，应首先推广应用太阳能热水系统;小高层、高层以及其它公共建筑鼓励推广应用太阳能热水系统;有条件的城市可逐步推行太阳能采暖、照明等其它太阳能利用技术;对具备条件的既有建筑，也要支持安装太阳能热水系统;政府机构的建筑和政府投资建设的建筑要带头使用太阳能热水系统。在进行建筑设计、施工、验收时，要做到太阳能系统与建筑工程同步设计、同步施工、同步验收、同步交付使用。要把太阳能热水系统的造价列入建筑工程投资总预算。
吉林推进7层以上建筑采用太阳能热水系统
吉林省加快推进7层及以上建筑采用太阳能热水系统试点示范，并将在2015年前出台强制性推广政策。
未来几年，吉林省将积极推动太阳能、浅层地能、低温余热等可再生能源在建筑中应用。吉林省住建厅要求，城镇6层及以下新建建筑应同步规划、设计、施工与验收太阳能热水系统;加快推进7层以上建筑采用太阳能热水系统试点示范，并在政策上予以支持，2015年前出台强制性推广政策。
同时加大农村地区普及太阳能热水利用，积极推进被动式太阳能采暖。实施松原市、珲春市等9个国家示范市、县建设，合理开发利用浅层地能，推动集中连片推广。到2015年末，吉林省计划新增太阳能光热建筑应用面积3600万平方米，新增浅层地能建筑应用面积500万平方米。
辽宁锦州：新建六层以下建筑强制安装太阳能
《锦州市民用建筑太阳能热水系统应用管理办法》规定，凡新建的六层及以下居住建筑，十二层及以下宾馆、饭店、医院、学校、游泳池、公共浴室等有热水需求的公共建筑，必须采用太阳能热水系统;新建六层以上的居住建筑，十二层以上宾馆、饭店、医院、学校、游泳池、公共浴室等有热水需求的公共建筑，可采取试点形式推广应用。2010年底，试点建筑面积应达到新开工同类型建筑面积30%以上
辽宁沈阳：
《沈阳市建委推广太阳能热水器的文件》规定：
1.从2007年8月1日起，在全市范围内，所有新建和改建的低层(别墅)和多层住宅建筑，均应进行太阳能热水系统一体化同步设计、施工和验收;对小高层、高层住宅及其他公共建筑，应根据建设单位和使用者的要求，确定是否进行太阳能热水系统的一体化应用
2.新建低层(别墅)和多层住宅建筑不具备太阳能集热条件的，建设单位应当在报建时向市(开发区)建设行政主管部门申请认定;未经认定不采用太阳能热水系统的，不予受理设计审查。
3.鼓励小高层、高层住宅及其他公共建筑应用太阳能热水系统;鼓励其他可再生能源在建筑中应用的技术研究和示范工程建设。
4.由政府投资建设和使用的集中热水供应系统的公共建筑，要带头实施太阳能热水系统的一体化应用。有安装条件的医院、学校、宾馆、饭店、游泳池、洗浴场所要根据使用情况，逐步改装使用太阳能热水系统。
浙江宁波：
《宁波市民用建筑节能管理办法》规定，重点推广太阳能光热利用、太阳能光伏发电、太阳能照明、地源热泵、水源热泵、风力发电等可再生能源技术在民用建筑中的应用。建筑工程施工图设计文件节能专篇中应包含可再生能源利用专项说明。新建有生活热水系统的公共建筑、12层以下的居住建筑以及12层以上居住建筑的逆6层，应当将太阳能利用与建筑进行一体化设计。对具备可再生能源利用条件的建筑，建设单位应当选择合适的可再生能源，用于采暖、制冷、照明和热水供应等。政府投融资的民用建筑项目及新建建筑面积在2万平方米以上的商场、酒店、医院等公共建筑，应当至少利用一种可再生能源，并应出具专家论证意见。新建民用建筑物的可再生能源应用设施应当与建筑物主体工程同步设计、同步施工、同步验收。鼓励既有民用建筑改造时对可再生能源应用设施同步改造。
宁夏：设区市城区民用建筑必须安装太阳能热水系统
《宁夏回族自治区民用建筑太阳能热水系统应用管理办法》规定，自2010年1月1日起，在自治区5个设区市城区范围内，符合以下条件的民用建筑必须统一配建太阳能热水系统：
1.12层以下的住宅、宿舍和公寓;
2.政府机关办公楼、医院、学校、托儿所、幼儿园、招待所、旅馆、宾馆、商场、公共浴池等具有太阳能热水系统应用条件、有集中热水需求的公共建筑;对没有纳入以上范围的具有太阳能热水系统应用条件的民用建筑工程，应按照标准要求预留太阳能热水系统安装位置。
陕西西安：民用建筑必须采用太阳能热水系统
为充分利用可再生能源，促进节能环保，西安新建、改建和扩建的民用建筑必须采用太阳能热水系统，并与建筑统一规划、同步设计、同步施工、同步验收。实施太阳能热水系统与建筑一体化建设的全过程监管，开发商如果没有设计太阳能热水系统，就不能获得开工许可证;如果没有安装太阳能热水系统，竣工验收的时候就不能通过。规范要求建设单位选用产品合格、质量优良的太阳能热水系统成套技术产品，与安装单位签订施工安装合同，建设部门将对符合太阳能热水系统应用标准要求的产品实行市场准入制度，并不定期向社会发布。
上海：
《上海市建筑节能条例》规定，新建有热水系统设计要求的公共建筑或者六层以下住宅，建设单位应当统一设计并安装符合相关标准的太阳能热水系统。鼓励七层以上住宅设计并安装太阳能热水系统。新建国家机关办公建筑和大型公共建筑的，建设单位应当结合实际情况，统一设计并安装与建筑能耗水平相适应的可再生能源利用系统。
天津：
《天津市建筑节约能源条例》规定，新建建筑的采暖、制冷、热水和照明等，应当优先采用太阳能、浅层地热能等可再生能源。可再生能源利用设施应当与建筑主体工程同步设计、同步施工、同步验收。
海南：
《海南省太阳能热水系统建筑应用管理办法》规定，城镇规划区以及旅游度假区、开发区、产业园区、成片开发区内的下列新建、改建、扩建民用建筑，或者具备安装应用条件的在建和既有民用建筑，应当统一配建太阳能热水系统：
1.12层以下(含12层)的住宅建筑;
2.单位集体宿舍、医院病房、酒店、宾馆、公共浴池等公共建筑。前款规定范围内经批准使用温泉地热的民用建筑可不应用太阳能热水系统。
青海：
《青海省民用建筑工程推广应用太阳能热水系统的管理规定》明确表示，规划区内新建、改建和扩建的民用建筑工程中推广应用太阳能热水系统。具备安装太阳能热水系统的新建居住建筑和实行集中供应热水的医院、学校、饭店、游泳池、公共浴室(洗浴场所)等热水消耗大户，均应采用太阳能热水系统，并与建筑进行一体化设计和施工。
中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会主任罗振涛指出，工程化及太阳能与建筑相结合成为太阳能市场发展的主流趋势。目前，我国正在经历高速城市化进 程，解决城市高耗能成为国家减排重点，城市建筑急需就太阳能推广应用进行整体规划和政策指引。同时，因为真空管式太阳能的结构和性能，与建筑结合的阳台或 外墙安装安全隐患存在缺陷等缺点，其自身已无法担当中国城市化进程中太阳能进程的重担。而【平板太阳能】由于其高能效、高安全性、高一体化，正逐步成为太阳能热水器进程中的中坚力量。
建筑节能及太阳能建筑论文 篇3
关键词：太阳能；建筑；节能减排；推动作用
中图分类号：TU241.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0171-02
太阳能技术是当下社会普遍关注的一种新型能源，具有很好的节能性和经济性，科学合理的利用太阳能技术，对于实现社会效益、环境效益、经济效益三者的协调可持续发展来说，意义重大。
1 太阳能的节能性和经济性效果分析
就我国地理位置以及气候条件来看，我国太阳能资源丰富，日照充足，为利用太阳能打下了坚实的基础。就相关数据显示，我国有三分之二的国土面积年日照时间在2 200 h以上，将太阳能以真空管集热器进行应用，其效率在冬季也可以达到50%，这样一来，充足的太阳能每日可以集热700万焦耳以上，将之应用于冬季供热电能化，可以节省大量的煤炭资源。同时，太阳能集热用于电能转化，每日可以产生近2 kW的电能。以当下我国对太阳能的利用情况来看，到2020年的时候，太阳能技术可以节省3.4亿 t的煤炭，提供超过8 000万kW的电能。若是以能源消耗的费用计算，3.4亿t的煤炭和8 000万kW的电能，需要投资近1万亿元才能够实现。
太阳能的节能性和经济性，为我国以能源发展为主的企业带来了巨大的经济效益。能源消耗是我国经济发展过程中面临的一个较大的发展难题，能源枯竭将会成为制约我国国民经济建设的一大障碍。相较于发达国家而言，我国新能源利用技术起步较晚，相关技术手段尚处于发展阶段，但结合我国经济发展实际状况，新型能源在实际生产中应用，已经显得迫在眉睫。太阳能技术在实际发展过程中，在2010年这一年时间内，节约了近2 000万t的标准煤，主要从发电、太阳能热水器等方面的利用，实现了节能这一目的。所以，从经济效益角度来看，太阳能应用，对我国经济发展将起到巨大推动作用。
2 太阳能的环境性和社会性分析
太阳能在保护环境，促进资源节约方面，实现了环境效益和社会效益的统一。我国建筑行业发展过程中，就以冬季取暖情况来看，耗费的煤炭资源是一笔巨大的能源消耗，并且煤炭资源在燃烧过程中，会产生大量的废气以及化学污染物，对环境造成极为不利的影响。同时，煤炭燃烧产生的污染物，也会对人们的身体健康造成很大的危害。我国社会主义市场经济建设发展过程中，带来了很大的环境问题，污染物排放超标、工业化污染严重、建筑节能效果差等一系列问题制约着经济建设发展。如何实现节能减排，采取新型清洁能源替代传统煤炭资源，是我国当下发展社会经济必须要重点考虑的一个问题。因此，在这种背景形势下，利用太阳能成为解决当下发展中遇到的环境问题的主要方法之一，加强太阳能利用的技术措施，使之更好地服务于经济建设中，对于实现经济发展的环境效益和社会效益来说，意义重大。
3 太阳能对建筑节能减排的推动作用研究
太阳能在建筑行业中得到应用，主要利用了光和热，并且通过相应的能量转换，实现了太阳能在建筑节能减排中的有效利用，更好的促进了我国建筑行业可持续发展目标的实现。
3.1 太阳能热水
太阳能热水这一技术很早就应用于人们的实际生活当中了。人们可以在楼顶布置太阳能热水器，利用光热作用，实现热水的目的。据统计，太阳能热水器的工作效率与电能热水效率差别不大，但是却可以更好节约电能。太阳能热水器这一技术的发展，是太阳能利用最为成熟的一环，我国安装太阳能热水器的数量，更是占据了世界总量的50%以上。太阳能热水器应用于建筑行业中，既满足了人们的实际需要，又实现了环境效益，推动了建筑节能减排的发展。
3.2 太阳能采暖
太阳能在建筑行业中采暖目标的实现，主要以新建筑材料的应用为主。随着我国社会经济的发展，科学技术的进步，新型材料不断应用于建筑行业当中。新型建筑材料可以更好地进行光热吸收，将太阳能转化为热能，增加室内的温度。除此之外，太阳能采暖设备也在建筑行业中得到了广泛的应用，主要表现为一些发达国家利用太阳能组合系统，更好实现了光热转换，实现了室内取暖目标。太阳能采暖，可以降低煤炭资源的消耗，这是太阳能推动建筑节能减排的又一有利之处。
3.3 太阳能空调
太阳能空调的利用，其原理主要是能量转化，通过对光能和热能转化为机械能，可以实现太阳能降低温度的作用。太阳能空调的动能来源就是日照，可以四季常用。但太阳能空调的技术手段尚不成熟，并没有得到大范围的推广，加之太阳能空调的造价较高，还无法实现普及。不过当下世界各国已经开始加快这一技术的研发工作，让太阳能空调大范围投入使用，将很快变成现实。太阳能空调应用于建筑行业中，无疑会带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益，推动建筑节能减排目标实现。
3.4 太阳能发电
BIPV光伏——建筑一体化，是当下利用太阳能技术提出的一种新的概念。BIPV的本意，其实就是利用太阳能进行发电，通过对建筑物外表面进行光伏铺设，利用光伏发电。这一技术的提出，对于促进我国电力供应，实现建筑节能减排目标，具有重要的现实意义。首先，太阳能光伏发电贴近供电位置，线路铺设较短，具有较大的经济性；其次，光伏发电主要以太阳能为发电能源，减少了煤炭等燃料的消耗；最后，太阳能光伏发电是一种新型清洁能源利用方式，符合当下我国经济建设的可持续发展战略。从建筑技术和经济效益角度来看，太阳能光伏发电有效利用了建筑材料和建筑结构，以此作为实现发电目标的基础；太阳能光伏发电对线路铺设需求低，节省了供电投资，实现了电能供应的经济效益；太阳能光伏发电设备可以降低空调负荷，并且光伏设备可以当做建筑墙壁，节省了工程造价。总之，太阳能光伏发电技术，实现了供电和建筑的有机结合，使供电的投资降低，也使建筑造价减少，保证建筑节能减排的同时，也实现了建筑发展的经济效益。
4 结 语
综上所述，我们不难看出太阳能在建筑行业中应用所带来的积极效果。我国各个地区的日照丰富，拥有着充足的太阳能资源，将太阳能资源合理有效的应用，对促进我国社会进步以及经济发展有着十分重要的作用。所以，为了更好地促进我国可持续发展目标的实现，必须加大科技投入，将太阳能更加广泛地应用于建筑行业发展过程中的各个环节，实现建筑节能的同时，也能更好地实现建筑行业的经济效益。
参考文献：
[1] 于志.多种太阳能新技术在示范建筑中的应用研究[D].北京：中国科学技术大学，2014.
[2] 王金星.太阳能一体化高层住宅评价体系研究[D].西安：西安科技大学，2013.
建筑节能及太阳能建筑论文 篇4
1 利用方法
对太阳能的利用方法主要有两种:一种是依靠建筑物本身构造和材料的热工性能, 使房屋尽可能多地吸收和贮存热量, 以达到采暖的目的, 这种直接将太阳能通过热辐射的方式传递给室内空间, 提高室内温度的方法称为被动式太阳能采暖;另一种是将太阳能的热量通过介质及设备进行收集、储存, 待到需要使用时将热量通过热媒传递到需要的地方, 此种方式为主动式太阳能采暖。
(1) 被动式太阳能采暖:结合建筑各空间的不同使用功能, 在对建筑热环境的设计当中, 将房间进行合理的布局及划分, 即将起居室、卧室等热舒适指标要求较高的空间布置在南面或东南面, 而将厨房、卫生间、存储空间、交通空间等相对温度要求较低空间布置在北侧, 且适当减少北向开窗面积。另外使用新型的建筑材料, 比如透明隔热材料, 这是一种新型的建筑墙体材料, 在太阳能利用和节能方面有一定的作用。这种材料的特点是透射率高 (>0.7) , 传热系数低 (<1.0w/m2K) 。可以有效的提高热辐射传热量, 降低对流换热热损失, 充分利用太阳能给房间进行热补偿。
(2) 主动式太阳能采暖:可利用太阳能吸收式空调及太阳能地板辐射采暖。太阳能吸收式空调采暖原理:冬季, 将太阳能集热器加热的热水储存到储热水箱中, 当热水温度达到一定值时, 就由储热水箱直接向空调箱提供供暖热水。当太阳辐射能提供的热量不能够满足要求时, 也以辅助燃油锅炉作为热源。
太阳能地板辐射采暖原理:是指以太阳能作为采暖系统的热源, 利用太阳能集热器将太阳能转换成热能, 供给建筑物冬季采暖使用的系统。系统组成是以太阳能集热器、管道、散热器、风机或泵、贮热装置等组成的强制循环的太阳能采暖系统。
太阳能采暖在严寒低区存在冻结危险, 可采用空气式集热方式避免冻结, 水式系统一般采取一些防冻措施如添加化学物质降低冰点温度来防止冻裂发生。条件允许时也可设阳光间进行取光, 避免冻害危险。阳光间夜间保温隔热减少散热损失。
2 今后太阳能利用的发展前景
世界各国对太阳能的利用已经引起了普遍重视, 人们对太阳能的利用也到了一个新的发展阶段, 采用建筑一体化的方式为建筑物提供采暖、空调和生活热水等完全能满足这些要求, 建筑一体化和模块化的设计的日益成熟必将实现太阳能技术和建筑美观的完美结合。也许由于经济性考虑或技术方面的短时障碍等暂时无法大范围的实施应用, 但是随着太阳能技术的快速进步和完善, 太阳能在建筑领域的广泛使用已成为可能。
参考文献
[1]杨善勤, 郎四维, 涂逢祥.建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.
[2]李戬洪, 黄志成.我国太阳能制冷空调研究与发展[Z].
建筑节能及太阳能建筑论文 篇5
1建筑节能发展现状
随着现代化城市进程的加快，城市土地资源日益紧张，为了提高土地利用率，高层建筑工程项目越来越多，但是由于其垂直高度较高，楼层数比较多，整个建筑能耗也不断增加，特别是能源日益匮乏的大环境下，我国经济可持续发展需求和建筑行业巨大能耗矛盾更加突出，因此建筑节能发展势在必行。但是很多建筑企业没有充分认识到建筑节能发展的重要性，对于建筑工程项目节能降耗设计的研究不够深入，很多节能施工措施只是流于形式，并且认为建筑节能发展只是采用多种绿色节能材料和新型节能技术[1]，严重影响了建筑工程的节能性。我国建筑节能发展一方面要结合实际国情，另一方面应考虑到建筑行业发展实际需求，做好建筑工程项目的合理规划设计，提高各种资源和能源的利用率，最大程度地降低建筑能耗，实现绿色、节能发展。
2建筑工程的节能措施
2.1建筑门窗节能设计
门窗是建筑工程项目能量损耗较大的部分，一般情况下，门窗能耗占整个建筑工程能耗的45%以上，因此在确保施工设计要求以及满足正常的采光、通风条件下，增强建筑门窗的保温性和气密性，尽可能减少建筑门窗面积，降低建筑工程的整体热损耗，实现建筑工程的节能降耗。建筑门窗节能设计应注意以下几点：其一，建筑门窗应尽量采用绿色、节能环保材料，减少热量损耗，通过建筑材料确保建筑门窗的节能性;其二，尽量提高建筑门窗结构的气密性，高层建筑玻璃幕墙和外墙的气密性应控制在4级以上，防止大量冷空气渗入建筑空间，减少热量损耗;其三，优化窗墙比设计，结合建筑工程施工设计要求，科学计算建筑立面面积和门窗面积的比值，降低建筑门窗能耗。
2.2建筑墙体节能设计
墙体设计是现代化建筑工程节能设计的关键，其节能措施主要表现在以下两个方面：一方面，建筑墙体设计要尽量采用隔热保温材料，最好设计为复合墙体，添加保温夹层;另一方面，对建筑外墙粘贴石膏板或者内侧粉刷石膏，保护建筑墙体，还要实现建筑墙体隔热作用。建筑墙体节能设计要充分考虑到所采取的节能措施不能受到外界温度的影响，避免建筑墙体出现冷桥、热桥问题。同时，建筑外墙应尽量采用保温砂浆、聚氨酯、聚苯板等保温材料，保温砂浆和聚苯板的市场应用较广，其保温性不明显，虽然聚氨酯具有良好的保温性，但是普通聚氨酯硬泡板材不能应用在立面墙体中，为了满足建筑墙体的节能性要求，应尽量使用聚氨酯发泡喷涂材料，这种材料的保温性和憎水性效果较好，可应用在复杂的`立面墙体中，另外还可使用保温隔热板，实现建筑墙体的节能保温效果。外墙体遮阳是建筑工程墙体保温的重要组成部分，考虑到墙体热工性能，通常情况下，在建筑墙体外侧保温层上设计钢支撑结构，避免阳光直接照射在墙体上，然后利用流动空气层带走建筑室内热量，达到建筑遮阳隔热效果。
2.3建筑屋面节能设计
屋面作为建筑工程的维护结构，因此其节能设计非常重要。由于夏季的太阳辐射面较广，高层建筑屋面温度能达到75摄氏度以上，但是在冬季建筑屋面的热损耗较大，因此建筑屋面节能设计应全面分析屋面结构的使用性能，优化屋面保温层设计，仔细筛选保温材料，在具体设计中应注意以下几点：第一，建筑屋面设计，在条件允许的情况下，可应用蓄水屋面和种植屋面，在建筑屋面上种植合适的花草，增加屋面绿化率，提高建筑屋面的节能性和隔热保温性，并且蓄水屋面可大幅度降低建筑空间温度;第二，尽量采用高效的绿色节能材料，建筑屋面施工采用无公害、无污染、性价比高、隔热保温性好的施工材料;第三，保温层设计对于建筑屋面节能效果非常重要，因此应合理控制保温材料的吸水率和密度，控制好建筑屋面结构的自重。
2.4建筑遮阳节能设计
遮阳设计是建筑工程施工节能设计的重要部分，结合建筑施工设计要求和当地气候环境特点，采用多种遮阳设计。
(1)垂直式遮阳。建筑工程采用垂直式遮阳设计，其遮挡高度角相对较小，可有效遮挡建筑窗户的斜射阳光，比较适合西北、东北方向的窗户遮阳。
(2)水平式遮阳。水平式遮阳设计的遮挡高度角相对较大，用于遮挡建筑窗户上部照射的阳光，对于朝南坐北的房屋建筑可采用这种遮阳设计，既不会影响建筑室内采光效果，而且具有良好的遮阳效果。
(3)综合式遮阳。综合式遮阳设计可遮挡建筑窗户两侧和上方照射进来的阳光，非常适合西南、东南方向的窗户照射，根据建筑工程设计要求，合理设置遮阳结构，调整遮阳窗帘，调节百叶窗角度，使其夏季可遮挡阳光直接照射，降低室内温度，使其冬季获得良好的采光效果，减少热量损失。
3结束语
浅谈建筑节能制约因素及节能途径 篇6
关键词建筑节能;节能设计;节能途径
中图分类号TU201.5文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0109-01
随着经济的发展和人民生活水平的提高,建筑能耗在各国国民经济总能耗中所占的比例越来越高。因此,在节约能源、保护环境的迫切要求下,提高能源使用效率、节约建筑能耗成为各国能源政策中的重要组成部分。
1我国建筑节能的现状
1.1建筑节能的定义
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
1.2我国建筑节能的现状及节能建筑的发展
随着人民生活水平和舒适性的提高,单位建筑面积能耗呈刚性上升趋势。同时,由于持续增长的需求和城市能源结构的调整,全国范围内能源供应形势趋于紧张,能源供应已不能满足经济和环境可持续发展的需要。近年随着国家宣传粒度的加大,节能建筑已经为广大人民所了解,节能建筑发展迅速。国内省份围绕节能设计标准提出该地区的具体节能规范,对建筑外墙、外窗等设计细节进行了规定,并制定了响应不达标时的处罚措施。但由于我国经济发展水平落后,推行节能建筑的时间较短,节能建筑在总建筑面积中所占的比例仍然较低。
2建筑能节能的制约因素
2.1外部条件
以气象为主的外部环境,如温度、湿度、风速、日照时间等,不以人的意志而改变。
2.2建筑构造
建筑围护结构的不同,建筑能耗结果也不同。建筑物墙体的厚度、材料、气密性能、通风性能、透湿性能、遮音性能、热容量等,属于建筑设计的范畴,可以人为改变。
2.3室内条件
根据人在室内工作生活的目的不同而变化。为了维护人们舒适的生活或工作环境,在可能的范围内调整设计手法,减缓外部环境的变化对室内的影响。
3建筑能耗的节能途径
3.1改善微气候
任何单体建筑都是与起周围的环境相互交换能量的,因此,要减少进入单体建筑的热能,首先要改善建筑周围环境的微气候。如可因地制宜的利用水陆风、山谷风、林原风、街巷风、天井风、庭园风等来改善通风,也可尽可能的增加绿化和水体面积,减少硬铺地面等方法来改善微气候。
3.2改善建筑物的节能设计
通过选择有利的朝向和体型,确定合适的窗墙比,采用特种玻璃和遮阳板设置,改进维护结构的放热、隔热性能,充分利用自然通风与地下冷源等方法,都能在一定程度上有效的改善建筑物的节能设计,达到在设计上节能的目的,在一定程度上降低建筑能耗。
3.3利用绿色照明及太阳能资源
注意充分利用自然采光,减少照明用电。在配电及照明系统设计中,注意改善各种灯具和用电设施的功率因数,尽量采用高效率的灯具,如将钨丝灯泡改为荧光灯、将高压泵气灯改为高压钠灯等。在照明设计中,推广局部照明装置;安装自动光源控制和红外感应器等。通过推广应用太阳能集热系统给建筑物提供热源等。
3.4研究并推广能源计算软件
建筑物各种耗能装置和各种维护结构进行能耗的计算机模拟预测分析,极端出各种节能措施的效果,减少盲目性,取得最优化,这也是节能高科技化的重要措施之一。
4结语
建筑節能是一项复杂的系统工程。目前我国的建筑节能还处与较为初级的阶段,即从单纯的节省用能向可持续的绿色建筑转变,应将提高系统能效和扩大建筑能源利用范围为主要技术方向。同时加强因地制宜的综合规划,避免节能数字化和技术标签化等不良趋势,将建筑节能落实到实处。提高节能的自觉性,从实践中努力贯彻节能措施,加大可再生能源利用,用科学量化手段评价节能效果,促使建筑节能朝可持续方向发展。
参考文献
[1]朱盈豹.保温材料在建筑墙体节能设计中的应用[M].北京:中国建筑工业出版社.
[2]吴硕贤,夏清.室内环境与设备[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[3]龙惟定.推进建筑节能的行政手段与市场机制[J].建筑科技,2008,2:9-12.
作者简介
赵婧(1981—),女,助理工程师,河北农业大学。
建筑节能及太阳能建筑论文 篇7
经过数年的研究和开发, 太阳能的利用已取得显著成果并转化为生产力。在我国, 太阳能热水器生产企业超过千家, 推广应用范围也在不断扩大。早在1999年召开的世界太阳能大会上就有专家认为, 当代世界太阳能科技发展有两大基本趋势, 一是光电与光热结合, 二是太阳能与建筑的结合。太阳能建筑系统是绿色能源和新建筑理念两大革命的交汇点, 专家们公认, 太阳能是未来人类最适合、最安全、最理想的替代能源。目前, 太阳能利用转化率约为10%~12%, 太阳能的开发利用潜力十分巨大。据悉, 目前世界各国都在实施自己的“阳光计划”, 如去年德国政府就宣布推行“十万屋顶”计划, 即在建筑顶部大规模地铺设太阳能发电装置, 既节省电力又利于环保。在欧洲的能源消费中, 约有1/2用于建筑的建设和运行, 而交通运输耗能只占能源消费的1/4, 因此, 建筑物利用太阳能成为各发达国家政府极力倡导的事业, 太阳能利用设施与建筑的结合自然是人们所关注的问题, 主要是太阳能的光伏利用与建筑的结合。
太阳能与建筑一体化有其独特的优势和特点:一是把太阳能的利用纳入环境的总体设计, 把建筑、技术和美学融为一体, 太阳能设施成为建筑的一部分, 相互间有机结合;二是利用太阳能设施完全取代或部分取代屋顶覆盖层, 可减少成本, 提高效益;三是可用于平屋顶和斜屋顶, 一般对平屋顶而言用覆盖式, 对斜屋顶用镶嵌式;四是该技术属于一项综合性技术, 涉及太阳能利用、建筑、流体分布等多种技术领域。联合国能源机构最近的调查报告显示, 太阳能与建筑一体化将成为21世纪的市场热点, 成为21世纪建筑节能市场的亮点。
国内太阳能产业领军企业力诺瑞特在对欧洲和中国的国情做了对比后, 敏锐发现了建筑节能这一课题, 并将全部研发精力投入到其中。经过分析研究, 力诺瑞特的专家们将目光瞄准了屋脊、外墙立面、阳台等位置, 前瞻性地提出“太阳能与建筑一体化”概念, 并且引进、消化、吸收了德国的分体式太阳能热利用技术, 将更适合建筑的产品在市场上迅速推广开来, 成为“太阳能与建筑一体化”专家, 引领行业发展。
作为国内“太阳能与建筑设计一体化”引领企业, 力诺瑞特对建筑进行了深入的研究和探索, 取得多项技术成果, 掌握了太阳能与建筑结合的核心技术, 使太阳能热水系统能够与建筑进行完美结合, 并在国内进行了推广应用, 带动国内太阳能与建筑结合技术发展。首先解决了高层建筑无法安装太阳能的难题, 他们研发的分体式太阳能热水中心完美的镶嵌在阳台外立面、斜屋脊等位置, 使太阳能不再是建筑的负担;第二, 避免了太阳能对建筑构造的破坏, 解决了防雷、防水等安全隐患;第三, 太阳能推广实现了产业化、源头化, 使业主在安装太阳能的过程中节省了成本, 并保证了质量;第四, 由于是工程化、标准化安装, 售后服务体系和物业管理实现了统一, 有效保障了消费者的权益。
浅论太阳能应用与建筑节能 篇8
关键词：太阳能技术,建筑节能,一体化
0 引言
有限能源危机、环境污染危机为人们敲响警钟。人们开始寻求更为丰富、绿色的资源。太阳能、风能、潮汐能等被列为清洁能源。清洁能源是可持续发展的重要内容。1996年, 联合国在津巴布韦召开了“世界太阳能高峰会议”。会议提出《哈拉雷太阳能与持续发展宣言》、《世界太阳能规划》等重要战略目标。会议表明了联合国和世界各国对运用开发利用太阳能的决心。
1 太阳能技术
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。是人类赖以生存的能量, 是巨大的无污染的能源。当今太阳能科技发展的两大趋势是:一是光与电的结合;二是太阳能与建筑的结合。
太阳能利用技术主要有两种:光电转换和热能利用。相对于光电转换, 太阳热能利用历史较为悠久, 利用方式较多, 成本较低。太阳能热利用有太阳能热水器、太阳能集成器、太阳能空调、太阳能发电等方式。目前太阳能技术现状如下。
1.1 光伏产业
光伏产业是利用光伏反应, 将太阳光照射到硅材料上直接发电。90年代后, 世界光伏产业出现供不应求的现象, 发展迅速。世界各国纷纷制定计划和措施扩大产业链。快速发展的屋顶计划、各种减免税政策为成熟的光伏产业奠定基础。我国光伏产业经过二十多年的努力, 已有一个较好的发展基础。
1.2 太阳能热水器
太阳能热水器是可再生资源技术领域最商业化、推广最为广泛的技术, 是最具适应性的技术。具有成本效率高, 应用简单、安全等特点。中国成为世界最大的太阳能热利用产品的生产国。国内太阳能热水器应用面积较广。
1.3 太阳能发电
常规煤矿发电, 即浪费煤矿资源, 又污染环境。易受煤价、煤矿开采量影响。太阳能发电是利用集热器将太阳辐射能集中起来, 带动发电机发电。第一座太阳能发电厂是在法国建立。之后众多发达国家纷纷效仿此技术, 经过不断发展提高, 建立越来越来越多的太阳能发电厂。技术也日益成熟。但是太阳能发电厂占地面积较大。
1.4 太阳房
利用建筑设计技术将高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地结合在一起, 充分利用太阳辐射能, 达到房屋取暖、制热的目的。房屋可以尽可能地吸收储存利用太阳能。太阳房可以节约75%~90%的建筑能耗, 并且具有良好的经济效益, 环保效益。日本人节约能源意识形成较早, 早在1987年就开始建造综合太阳能利用的太阳房。目前, 建太阳房2 000余座。众多发达国家也采纳了这种建房技术。建造综合太阳能利用一体房成本较高。我国综合太阳能利用的太阳房较少, 欠缺重视。
2 太阳能利用与建筑节能
2.1 建筑节能
建筑节能是指:在建筑物的规划、设计、新建 (改建、扩建) 、改造和使用过程中, 执行建筑节能标准。采用节能型的建筑技术、工艺、设备、材料和产品, 提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷热率、加强建筑物用能系统的运行管理, 利用可再生资源, 在保证建筑物室内热环境质量前提下, 减少采暖供热、空调制冷制热、照明、热水供应等的消耗。即主要从降低耗能需求, 提高能源转换效率, 利用可再生资源三方面入手。现代建筑设计进入绿色设计时代。为了可持续发展, 减少建筑能耗, 提高材料能源利用率成为建筑设计思考的首要问题。我国于1986年颁布的《北方地区居住建筑节能设计标准》, 拉开我国节能建筑的序幕。建筑节能是我国长远规划的能源战略的主要议题。
2.2 太阳能与建筑节能一体化的特点
太阳能在建筑节能方面扮演了重要角色。太阳能与建筑节能设计相结合是未来太阳能发展方向。太阳能与建筑节能一体化有如下特点:
1) 改变建筑物传统外观。太阳能技术与建筑节能设计一体化, 是在建筑物设计时就考虑的问题。节能建筑物与太阳能完美地结合在一起, 太阳能利用成为建筑物的一部分。改变了传统后加的太阳能结构对建筑外观的影响。太阳能产品可与建筑外形有机结合, 更加美观;
2) 对房屋顶没有特殊要求, 平的或者倾斜的都可以, 安装技术更为先进;
3) 适用范围广。使用人群更为广泛。也适用于各式各样的建筑物。
2.3 太阳能与建筑节能应用技术现状
1) 太阳能采暖系统
太阳房采暖系统可分为主动式和被动式两种。主动式取暖方式投入成本大, 维护费用高, 设备组成复杂。被动式太阳能取暖, 集热方式较为简单。运行费用低。但是受昼夜影响大, 供热不稳定。
2) 太阳能热水器
太阳能热水器是太阳能应用最为广泛普遍的一种技术。我国太阳能热水器市场需求较大。它有众多优点:节省资源、安全等。现代太阳能热水器正在往智能化、提高太阳能利用率方向发展。
3) 太阳能低温热水地板
全玻璃真空管集热器作为太阳能低温热水地板的太阳能集热器。它是利用低温热水为媒介, 将太阳能转化为热能的技术。它可以基本满足人们日常生活中的热水需求。
4) 光电转换技术应用
利用太阳能光电池板组成太阳能屋顶, 并并入电网。可为建筑物提供全部能量或部分能量。当阳光充足的时候, 太阳能电池可以满足能量需求;阳光比较微弱, 阴天的时候, 太阳能电池提供的能量就较少。
3 推广我国太阳能建筑节能一体化发展的措施
3.1 完善相关法规政策
有关部门需要进一步完善相关法规政策。与太阳能技术专家、建筑单位共同研究制定太阳能技术使用标准与建筑节能标准。统一调控管理太阳能市场, 控制建筑物能耗。
3.2 提出优惠政策
为推广太阳能建筑节能一体化发展, 政府应该制定相关优惠政策, 比如建筑物采用太阳能技术可以获得物质奖励, 或减免税政策。提高建筑公司设计节能建筑的积极性。
3.3 进一步发展太阳能技术
加大科研力度, 进一步研究发展太阳能技术。研究出成本更低, 更适用于生活的节能技术。
4 结论
太阳能技术与建筑节能相结合, 可以为社会带来显著的环境效益、社会效益, 是可持续发展新模式。太阳能技术为建筑节能技术发展带来广阔空间。
参考文献
[1]刘贞先, 伊晓路, 傅军.太阳能综合利用技术探讨[J].应用技术能源, 2006, 11.
[2]俞光明.浅论太阳能应用与建筑节能[J].能源与环境, 2009, 5.
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建筑节能及太阳能建筑论文 篇9
随着天津港的持续快速发展, 能源问题与环境问题一样, 已经成为影响港口经济和谐发展的关键因素。解决港口地区用能、提高工作质量, 以及推进和实施天津港节约型企业建设将会产生积极的影响。
传统意义上的太阳能建筑指经设计能直接利用太阳能进行采暖或空调的建筑。比较成熟的是通过太阳能的光热利用, 在冬季对室内空气进行加热的太阳能采暖建筑, 一般分为主动式和被动式两大类。
随着太阳能利用科技水平的不断提高, 太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集成太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术的建筑, 其技术含量更高, 内涵更丰富, 适用范围更广。生态建筑、绿色建筑、节能建筑、低能耗建筑、健康建筑以及我国的康居示范工程等等, 都重视太阳能的利用。准确定义太阳能建筑很困难, 但从国际和国内的研究和实践经验来看, 太阳能建筑至少应该包含以下几个层面的内涵:太阳能建筑的目标是尽可能的充分利用太阳能来满足建筑能耗和健康环境的需求, 降低常规能源在建筑能耗中的比例;太阳能建筑的实施应体现在建筑物策划、设计、建造、使用、维护以及改造等活动中;太阳能建筑的推广应因地制宜, 针对区域气候特征以及建筑使用特征等因素, 采用适宜的建筑技术和太阳能技术;太阳能建筑的发展应基于综合的、多角度的比较, 包括生态设计、建筑节能、投资平衡、复合其它可再生能源、选择配套的常规能源等;太阳能建筑的研究是不断发展的, 不仅包括应用理论和计算方法, 还应向能效评价、工程实测等多方面深入。
显然, 以太阳能提供的能源在建筑使用能耗中所占比例来定义太阳能建筑是符合社会和技术发展现状的。
2、太阳能建筑的理念
高效利用太阳能提供住宅建筑的复合能量系统, 以满足住宅的使用功能需求以及安全、便利、舒适、健康的环境需求, 是发展太阳能建筑的目标。因此, 太阳能建筑不仅关注光热、光伏等现代科技与住宅建筑的和谐应用, 而且更加关注生态设计理念的传播和传统被动太阳能建筑理念的提升。全方位的被动设计理念指不采用特殊的机械设备, 而是利用辐射、对流和传导使热能自然流经建筑物, 并通过建筑物本身的性能控制热能流向, 从而得到采暖或制冷的效果。其显著的特征是, 建筑物本身作为系统的组成部件, 不但反映了当地的气候特点, 而且在适应自然环境的同时充分利用了自然环境的潜能, 目的是全面解决建筑设计固有的问题。包括:最大限度地利用自然采光, 降低人工照明的能耗, 改善住宅室内光环境, 满足生理和心理上的健康需求。充分利用并控制建筑的日照环境, 保证房间卫生、改善房间小气候、提高舒适度。例如, 采用建筑遮阳设计, 以减少炎热夏季的阳光直射;按照被动采暖设计, 能够充分利用寒冷冬季的太阳直射和辐射能量;创造宜人的建筑光影环境, 以暗合和尊重人体的生物节奏;等等。应用最多的活动外遮阳设施不但可以达到上述目标, 而且还能够创造丰富的建筑肌理形象。提高绿化率, 夏季环境温度升高一度, 建筑制冷能耗增加10%因此, 合理的规划不仅要保证住宅的合理朝向和间距, 还要保证港区的绿化率和绿化均匀度, 从而达到建筑遮阳、降低环境温度的目的。另外, 落叶乔木的合理设计, 同样改变着建筑的外部热环境。因此, 加强建筑的保温隔热, 这是现代住宅建筑充分利用太阳能的前提条件, 同时也有利于创造舒适健康的室内热环境。优化建筑布局, 提高港区的风环境质量, 充分利用自然通风排除室内污浊空气, 改善室内环境, 保证人与自然交往的心理需求。
太阳能建筑全方位的被动设计还包括, 住宅屋顶形状和材料选择、屋顶和地下室的换气构造、墙体材料和性能的控制、屋顶冷却等等。利用太阳能光热技术除了提供稳定的生活热水供应、制冷与采暖以及电力供应外, 还应为住宅提供“值班环境”用能。如采用全自动运行的太阳能通风采暖技术, 可以保证无人时的室内基本环境质量。当然包括风力发电、地源热泵等可再生能源的应用从更大范畴而言, 也可以归纳到太阳能的应用。
3、太阳能建筑在节能型建筑建设中的重要作用
3.1 是调整港口建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求
在我国《可再生能源法》的编制报告中指出, 到2010年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量5%, 2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量10%。我国具有丰富的太阳能资源, 年日照时数在2200h以上地区约占国土面积的2/3以上。对太阳能应用的预测结果为, 在正常发展和生态驱动发展两种模式下, 2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到4.7%和10%显然, 太阳能建筑将在调整建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求和心理需求等方面发挥积极作用。
3.2 港口太阳能建筑设计是节能的有效手段之一
目前, 天津港建筑有相当一部分是传统的老式建筑, 而且随着港口的不断扩建, 新的港口配套建筑快速发展, 因此, 将现代太阳能理念和技术与传统的建造技术相结合, 解决港口基本能源供应, 对发展节约型港口企业, 保护港口环境具有重要的现实意义。根据天津港快速持续发展的趋势和卫生综合治理需要等实际情况, 制定天津港节约型港口企业可发展规划, 因地制宜地推广太阳能等技术, 天津港集团应当对各公司建筑的改造和新建配套建筑节能项目提供资金支持。据了解如果建筑建设中, 利用太阳能提供采暖及生活热水用能。实测表明, 15m2的太阳热水集热器与12 m2太阳热风集热器, 平均一个冬季可以提供约18900MJ的热量, 对降低建筑耗能贡献的情况下, 平均可保证70 m2主要采暖空间的供暖, 可节约1054kg标煤, 。太阳能的利用, 可显著地提高职工的生活质量。采用太阳能采暖系统, 改善了室内的热舒适度, 如果港口建筑进一步按被动太阳能建筑设计 (如改变阳台形式, 形成可控制通风的阳光室;减小北立面窗户面积;合理划分室内采暖空间;提高节能节点设计, 减小冷桥;等等) , 太阳能的保证率将会更高。
3.3 将对港口节能建筑的推进和实施产生积极的影响
尽管国家和行业主管部门已经出台了一系列法规、标准, 如节能中长期发展规划、民用建筑节能管理规定、不同地区的节能设计标准等, 除成本、技术、市场等制约因素外, 管理体制过于分散、激励政策体系不健全、全民教育与理念传播不够等都是制约太阳能建筑发展的相关因素。
当前, 太阳能建筑的理念推广比具体某项技术或产品的推广更加迫切。据不完全统计, 到2020年, 在全国既有131.8亿m2的房屋建筑中, 只有3.2亿m2的节能建筑。可以看出, 太阳能建筑在生态和节能的教育、生活方式的改变和理念的传播等方面的重要性。发达国家和部分发展中国家已把发展可再生能源作为占领未来能源领域制高点的重要战略措施。我国太阳能热水器年增长速度到达了20%以上。太阳能建筑已经成为开拓经济增长点、创造更多就业机会的有效途径。但在建筑教育课程、建筑施工环节、建筑验收规程以及住宅产业化政策中并没有体现出其作为一个“专业或领域”应有的地位。
在《可再生能源法》第十七条“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。国务院建设行政主管部门会同国务院有关部门制定太阳能利用系统与建筑结合的技术经济政策和技术规范。港口建设单位应当根据前款规定的技术规范, 在建筑物的设计和施工中, 为太阳能利用提供必备条件。对已建成的建筑物, 可以在不影响其质量与安全的前提下安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统。”可以相信, 不久, 随着港口节能建筑的推进, 太阳能产品将像电视、电话那样成为设计师、开发商、业主的自然选择, 国家责任和全民义务相结合将成为必然趋势。
4、发展太阳能建筑、推进节能型建筑建设
节能型建筑的核心依然是节能、省地、节水、节材和环境保护, 充分体现资源的节约和可持续发展。现实是, 天津港土地的使用面积越来越小;需要的货场越来越大;新增配套建筑越来越多。“充分利用屋顶资源, 向屋顶要能源”, 将不再是一句口号。
在太阳能建筑的研究推广中, 转变观念特别重要, 包括:
(1) 提升常规建筑设计理念, 并向生态驱动设计理念转化; (2) 研究传统的建筑构造理念, 开发先进的围护结构技术, 适应现代太阳能技术的发展; (3) 关注住宅全生命周期内的投资平衡和权益分配; (4) 复合利用其它可再生能源, 优化建筑能耗结构, 满足建筑的能源供应和健康环境的需求。
在太阳能建筑的研究推广中, 应综合考虑下列因素: (1) 充分考虑沿海气候特征和各公司建筑使用功能的差异:沿海太阳能资源丰富的地区, 应以被动利用太阳能建筑为主, 加强集热、蓄热、导热等材料和技术的研发与推广;而对于经济发达的沿海地区, 夏季炎热、冬季阴冷, 又具有冬季采暖、夏季空调的生活需求和经济能力, 应积极扩大综合利用太阳能建筑新技术的投资环境、理念基础和政策优势, 并作为实施太阳能采暖制冷、防潮隔热技术示范推广的首选地区。 (2) 关注职工的生活需求和可支付能力:目前港口环境较差, 职工生活必需稳定的热水供应已逐步成为职工追求的生活需求之一, 人们也因此建立了基本的生态与节能意识。这是太阳能热水设备 (系统) 与建筑结合发展最快的主要原因之一。 (3) 针对不同的建筑功能, 实施不同的激励政策:尤其对于量大面广的办公商务建筑则实行税收及贷款优惠政策、能源投资机制及业主有偿使用相结合的政策。当然这些政策应同样适用于既有住宅建筑的改造。 (4) 建立和完善太阳能建筑技术和体系:编制设计规范、标准及其相关图集, 建立产品 (系统) 检测中心和认证机构, 完善施工验收及维护技术规程等, 是太阳能利用 (如热水供应) 列入建筑工程设计环节, 并作为一个“专业”纳入建筑体系的前提。 (5) 强化理念推广和意识培养:引导人们了解建筑能耗、建筑环境、生态保护等一般知识, 扩大和延伸已经成熟的太阳能热水和太阳能采暖应用理念。倡导“理念先行、示范突破、政策跟进”的原则, 推行“标准设计、检测认证、建筑准入”的机制, 逐步推进太阳能建筑在我国的发展, 最终达到太阳能建筑的普及和推广。
建筑节能与太阳能发电系统的设置 篇10
建筑物自身低能耗与构建可持续发展的循环型社会密切相关,据资料统计,建筑物二氧化碳的排量约占整个产业的1/3。城市由众多建筑物形成,每个建筑物从建造到报废的全过程都应减少其能耗,同时,还应让居民生活安全舒适。为减少能耗、实现建筑节能、构建良好的生活环境,从建筑技术考虑,须采用以下几点手法。
1.1 减少负荷
在设计建筑物时,采用各种减少负荷的措施。为使建筑物具有高保温性能,就须遮阳、控制日射,结合采光通风等自然能量的有效直接利用,以实现总体负荷的消减。生活能耗(LCE)的消减固然是有效的政策,但基本节能的效果和质量则多取决于建筑物新建时生活成本(LLC)的消减。
1.2 处理负荷
处理各种负荷,并提高其效率,须采用良好设备进行组合设计方法。其中,包括未经使用的能源与太阳能发电等新能源的利用。在实施中,技术革新和市场动向(价格)一般会有政策的影响,但建筑物的更新却能带来更好的效率和附加性能。
减少负荷可称为建筑手法,处理负荷则可称为设备手法,在建筑物实际运转使用过程中,还须探究一种能进一步发挥其效力,使其达到最佳化、高效率的手法,实现其必要的功能。
以上所述方法的实践均以建筑节能为其根本,建筑节能就在于将这些手法复合或组合。此外,建筑物的节能标准和评价还应以有关“节能法”为依据。
2 建筑物的负荷抑制
建筑物的负荷抑制即利用建筑手法抑制建筑物自身的负荷,以建成能耗较少的建筑,常见抑制手段有采取保温、遮阳和日射控制措施等,如外墙和屋面的高保温措施,房檐、阳台、百叶窗、绿色幕墙和绿化屋面等遮阳和日射控制等,还有经特殊加工的玻璃和双层玻璃以及双层窗、双层外墙等,特别是着重关注与外界具有界面的外墙、窗以及屋面的建筑物,可为生活带来持续节能的环境,并对周边环境有良好影响。
2.1 保温隔热
采用优质保温性能的保温材料,并进行无接缝施工,因而更能发挥其效果,而外保温,由于主体结构不再受大气影响,因而具有更高的保温效果。在屋面防水外侧铺设保温材料,并用混凝土或砂加压的外保温防水法以及与保温材料一体施工法均正在普及,但有关混凝土结构外墙和长结构建筑的保温,作为外保温法的开发,仍须考虑与主体结构的防护效果相结合。
2.2 双层结构
采用建筑手法减少负荷,在屋面和外墙设置双层结构是其中的一项有效技术。屋面和外墙的双层结构有遮阳控制日射功能,其空腔内外产生的温差形成自然对流,在防止外墙面温度最终上升至大气温度以上的情况下,可降低其热负荷。玻璃与混凝土,还有木板墙和通风窗(Louver)等,也可发挥其双层结构的效果。
图1和图2为一座医疗设施,在混凝土外墙的外侧设置有矗立式屏风墙,屋面为沥青外保温防水,采用砾石加压。
2.3 建筑平面计划
通过控制建筑物的负荷,实现长期节能环境,不可缺少的是对建筑平面计划的探讨,无空调的房间应考虑外部负荷和通风,并进行恰当配置即可消减多余的供冷、热负荷和设备。为实现建筑节能,采用电和煤气耗能供应热水,一般均不在平面计划内。
3 自然能源直接利用
关于自然能源的利用,通过建筑手法实现的有“直接利用”,并以此转换成热和电的“转换利用”。“直接利用”是在建筑物内积极利用日差和风构建室内环境,以最小限度达到照明和空调的应用效果,承担其负荷的一种方法。与前述外保温和双层结构以降低热负荷的积极手法相比,表现缓和,可谓是一种被动手法。作为自然能源的直接利用,如天窗、庭院系统、热交换用换气塔等通风的利用,还有地热利用等手法,而组合这些方法进行综合利用也是降低负荷的一种有效方法。
4 自然能源转换利用
目前,自然能源的“转换利用”有水力发电、太阳光、热的利用、风力的利用以及地热和井水的利用等,此外,还应包括尚未开发的小水力等,以下仅就太阳能发电叙述如下。
4.1 太阳能发电及其课题
利用太阳能发电主要是将光能通过太阳能电池转换成电力的一种方法。太阳能在世界范围内将不断提高其能耗量,运转时无GHG (温室效应二氧化碳,Greenhouse Gas)排除,工作部分机械维修作业少。此外,作为建筑物的一部分,还可设在墙面和屋面,与风力发电装置和驱动机械不同,几乎没有噪声和振动,在城市街区设置受限制的场所较少,作为再生能源十分有望。
图3为新近开发的利用太阳能发电的混合结构。它由预制钢筋混凝土外装饰板、太阳能发电板和结构抗震板以及Low-E双层玻璃构成。建筑外观的特征由不同类型的外装饰板形成。外装饰板宽3.2m,高4.2m,厚0.9m。建筑外围有柱、梁构成的框架,赋予主体结构功能。此外,玻璃板挑出约55cm,有遮阳控制日射功能,与屋檐具有相同效果。太阳能发电板组装在部分外装饰板内,整个墙体合计962块,面积达2 000 m2,通过太阳能发电输出电力每年达48 000 kW·h,可作为白天照明用电的补充。结构抗震板在地震时,可抑制装饰板系统可能发生的偏斜和变形。这项工程按计划于2011年8月竣工。
有关太阳能的利用也存在一些课题。与其他发电方式相比,目前,发电成本仍较高,设置面积有限,发电量较低,在价格上难有竞争力。其发电量随日射、气候和气温以及设置场所条件等而变化,而夜间还不能发电等,因而不能稳定地持续供电。此外,设置在屋面和建筑物的其他部位,尚需有相关的防水体系。至于在宣传上颇有竞争力的原子能发电,经日本前不久发生的严重事故,实际付出的补偿相当高,今后对其认识可能会有很大变化。
4.2 太阳能发电的费用与普及
主要国家首脑的一次会议,其中一项话题是:如果到2020年有1000万户的屋面设置有太阳能发电装置,提供的电力将相当于30座核电站。若从能源供给角度考虑,建筑物的屋面仍将具有不小的潜在能力,但问题仍在于发电的成本。太阳能发电的成本主要取决于发电设备的初期投资,为此,使发电设备更加便宜乃是当务之急。能否扩大应用,就在于建立成本优势。从目前情况来看,至少应降低50%才有利于进一步推广。设备投资应着眼于每年节能费用(照明和供热费用)的消减,年折旧的补偿以及公助政策的推进。此外,随着人们对核电认识的变化,对新能源的需求和选择预计将进一步扩大和加速。
5 防水技术与太阳能发电
在建筑物的屋面和墙面设置太阳能电池有各种模体与设置方式(表1,2)。太阳能电池多用于具有一定坡度的住宅屋面,但在一些城市建设中,除住宅建筑外,多为平屋面。此外,太阳能发电系统对防水也有相应要求。
太阳能电池的设置须有相应模式的设置系统。图4为新近开发的一种适于平屋面的太阳能电池的设置系统,可适应不同太阳能电池生产厂家的产品,主要由底部支撑系统和安装在上面的排架构成。
(a)构造示意;(b)底部支撑一;(c)底部支撑二
该太阳能电池设置系统具有的特点是:无混凝土基架,可适应沥青防水、聚氯乙烯片材防水、聚氨酯涂膜防水等各种防水方法,不论是新建或改建均可采用;除底座外,其他部件均为不锈钢,具有良好的耐腐蚀性和耐久性;底部支撑为一组合件,固定强度,带有保温材料的底部支撑可用于外露外保温法,保温材料的厚度相应为25～50mm;底部支撑高度可在17mm范围内调整,采用高强设置系统,设计间隔较广,可按4倍间隔,30°设置,贯通防水层的孔较少,降低了渗漏水的危险,全部构件均按设计尺寸预先下料,大幅度减少了现场残存材料;根据施工现场情况,构件长度和捆扎数量均预先核定,可通过楼梯和电梯搬入施工现场;太阳能电池的寿命为20～50年,高强设置系统可达同等以上使用寿命。
6 新建建筑设置太阳能电池须知
(1)利用屋面,如今已有紧密感(图5)。它涉及空调和给水、电气和清扫机械以及庭院、绿化、娱乐和广告等设置,加上太阳能电池的问题,具体关系到功能和效率、不同设施的配置、维修和荷载等,为此需进行综合考虑和研究,必要时应进行相应调整。
(2)防水应确保排水坡度和泄水线路,考虑其他设施的干扰和维修等,在技术上应以是否能设置太阳能发电系统作为屋面防水的前提。
(3)随着今后的技术革新,太阳能发电装置有可能改变设置方法和材料本身,包括其他设施的安排,将涉及机械维修和更新时间等,均与防水维修时间相关。针对时间差等因素,有必要进行相关技术的研究和探讨。
(4)应考虑外保温、遮阳控制日射、高耐久性防水以及其他节能技术进行一体化设置的方法。从建筑节能总体考虑,不仅限于太阳能电池系统的设置。
(5)确保灾害避难、设施维修移动以及未来的改建留足必要的空间很重要,不仅要做好平面布置,还应研究其截面,以确保其作业空间等。
7 改建建筑设置太阳能电池须知
对于改建建筑应注意的方面基本上与新建建筑相同,但也有其须说明的事项。
(1)在改建工程中应用太阳能光伏发电系统,首先要对改建工程建筑面积、建筑高度和框架结构进行全面了解,然后对所要进行改建的面积进行了解,对采用的太阳能光伏发电系统总装机容量的大小进行了解,最后还要确定这次改建的总投入金额。
(2)太阳能光伏发电系统的设计和安装与该办公楼的气候有密切的关系。因此在改建工程中应用前必须要对气候情况进行分析。要对该地区的年平均气温、1月份与7月份月平均气温和极端最低气温、年平均相对湿度、无霜期和全年日照时数等气候数据进行分析。
建筑电气节能及环保措施初探 篇11
关键词 电气设施；节能降耗；环保；可持续发展
中图分类号 TU85 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0103-01
无论是民用建筑还是商用建筑，维持其日常运作的能源消耗数量庞大，建筑电气系统能耗居高不下，是造成城市能源紧缺的重要原因。建筑节能正日渐成为各界关注的热点问题。在建筑电气系统设计和相关设备的选择过程中，融入节能降耗的环保技术，充分考虑细小环节的能源消耗问题，显得尤为必要。只有充分关注建筑电气节能项目应用，才能有效实现能源资源的优化配置，促进高效率、低消耗的环保控制体系的建成，真正创建卓有成效的建筑节能模式，达到社会效益和经济效益的双赢。
1 供电和配电系统的节能举措
1.1 对供电和配电系统进行合理设计
合理设计建筑内部的供电和配电系统，应该从以下几方面进行努力：①一定区域内的变电所选址应该尽量靠近中心负荷区域，尽力减少由配电半径过长而导致的线路电力损失，并且根据负荷的实际需要，减少多余的变压器；②供电和配电系统在设计过程中，应该优先考虑供配电距离、电力分布和负荷容量等基本因素，采用简单合理的设计方案；③在导线截面的选择上面，通用的做法是按照年度综合运行费用的最小化原则决定电流密度，使得电流密度的运行符合经济规律；④在相关经济运行原则的指导下，选择适应负荷变化的变压器接线，对变压器的数量采取灵活取舍的方式。
1.2 对配电室和供电系统进行合理改造
①加强落实配电室值班制度的执行，设置专门的节能技术管理人员，定期对计量仪表的运作进行监测，有效管理日常用电；②整改供电系统中功率因素低、电能损耗量大和线路损耗多的问题，对输电线路进行重新布局、并且选择节能的变压器，集中补偿无功电力的消耗，开启电能自动保护功能，促进功率因素和变压器的电力输送能力的显著提升，大幅度降低了电气事故发生的频率，节约了大量能源。
2 照明系统的节能环保举措
2.1 大力推广高效光源
经过对白炽灯、低压钠灯、高压钠灯、金属卤化物灯和荧光高压泵灯的对比，我们可以从中可以发现，白炽灯的显色指数最高，无法有效节能；反之，以金属卤化物灯为代表的新型光源，其显色性指数优良且颜色不易失真，可以广泛用于室外照明，达到节能和照明的有效平衡。
2.2 尽量采用自然光源
自然照明作为一种清洁环保的光源，应该在天气状况允许的情况下大量采用。在紧邻室外的建筑部分，应该尽量选用透光度好的玻璃材质的门或窗户，保持门窗处于敞开状态，方便自然采光进入。与此同时，建筑内应该设置相应的照明调节装置，一旦感知自然采光达到相应标准，就应对内部照明进行调节。
2.3 引进智能照明系统
人为控制配电箱只能在小范围内的照明需要，大型公共建筑由于照明涉及面广、能源消耗大，可以引进BUS智能照明控制系统，满足节能的需求。智能照明系统的显著优势在于，可以通过总控制室的计算机操作系统，按照各种照明场景的不同需要进行公共区域照明的调控，既提高了公共建筑管理水平，又能达到照明节能的新型需求。
3 电器产品及电力来源的节能举措
3.1 电器产品的节能举措
1）安装节电装置。由于电力系统中串联接入了一定的节电装置，使得电力能源的质量得到集中改善，全方位控制输入系统的电能，使整个系统的运作状态处于最优水平。常用的节电装置大多采用自动稳压的交流电源进行集中控制，其工作原理是通过在内部设置的LC无源滤波器来有效抑制由高次谐波造成的系统损耗，将系统内部是失真的电能合理转换为有效电能，充分提高符合系统中的电能使用效率，提高了功率因数，是一种基于电磁平衡原理而达到节约电能的新型技术。
2）选择高效节能的电器设备。①大型建筑中应该尽量使用户式中央空调，尤其是在平均气温相对较高的南方部分地区，空调常年开启用于制冷，如若采用中央空调，则其制冷设备的管理可以在统一平台进行，在很大程度上减少了能源的消耗，避免了浪费现象的产生；②推广使用蓄热型电锅炉或者电热水器，促进电网发电机稳定、长效运作。
3）选用电气节能环保型产品。干式变压器、环保电缆和易于分解的高燃点β油制造的配电变压器是典型的节能环保型电气产品，可以在使用过程中减少电磁辐射和能源消耗，达到环保节能的目的。
3.2 采用高效低耗的清洁电力来源
目前，太阳能光伏发电的方法是公认的清洁电力来源，国家也出台相关政策鼓励各行各业使用水能、风能、太阳能等清洁能源，将这些可再生的能源大量用于生产生活。太阳能简便易得，是清洁能源的首选。利用光伏效应把太阳能转化为电能的发电模式，可以有效缓解常规能源匮乏的现实问题，经过转化后的热能和电力资源，随着技术的不断完善和发展，将会被大规模应用于人们的生产和生活领域，为节能降耗打下坚实基础。
4 结束语
总的来说，建筑节能项目虽然追求较低的能源消耗，但并非通过抑制人民生产生活的正常能源需要而实现，而是通过节能环保措施的运用，促进能源资源的最优配置，提高其利用率，这样一来，既满足了人们日常生活对能源的需求，有实现了节能降耗的目标，有利于整个社会的可持续性发展。
参考文献
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[2]倪海峰.建筑电气设计阶段环保节能措施浅谈[J].山西建筑,2011,37(9):200-202.
[3]王军.建筑工程电气节能方式探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,4.
建筑节能及太阳能建筑论文 篇12
建筑节能是落实以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观,减轻环境污染,实现人与自然和谐发展的重要举措;是调整房地产业结构和转变建筑业增长方式,转变经济增长方式,促进经济结构调整的迫切需要;是按照减量化、再利用、资源化的原则,促进资源综合利用,建设节约型社会,发展循环经济的必然要求;是进一步改善人民生活与工作环境,走生态良好的文明发展道路的重要体现;是节约能源,保障国家能源安全的关键环节;是探索解决建设行业高投入、高消耗、高污染、低效率的根本途径;是改造和提升传统建筑业、建材业,实现建设事业健康、协调、可持续发展的重大战略性工作。
2 太阳能光伏产业的巨大发展潜能
我国是一个发展中大国,又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达17亿m2～18亿m2,超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进,建设事业迅猛发展,建筑能耗迅速增长。我国既有的近400亿m2建筑,仅有1%为节能建筑,其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量,均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2倍～3倍。这是由于我国的建筑围护结构保温隔热性能差,采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1亿m2,建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超过27%,逐渐接近三成。
据悉,目前世界各国都在实施自己的“阳光计划”,即在建筑顶部大规模地铺设太阳能发电装置,既节省电力又利于环保。在欧洲的能源消费中,约有1/2用于建筑的建设和运行,而交通运输耗能只占能源消费的1/4,因此建筑物利用太阳能成为各发达国家政府极力倡导的事业,太阳能的光伏利用与建筑的结合自然成为人们关注的热点。目前,太阳能利用转化率约为10%～12%,太阳能的开发利用潜力十分巨大。
3 我国在太阳能利用方面的鼓励政策
我国制定了一系列的法规和标准鼓励发展环保、节能、新能源的开发和利用,2010年3月,国家财政部、住房和城乡建设部联合出台“太阳能屋顶计划”,对在建筑上安装太阳能发电装置的业主给予20元/W不等的财政补贴。财政部目前正在制定“金太阳”工程计划,将采取财政补贴的方式,加快启动国内光伏市场,这一工程旨在加快国内光伏发电的产业化和规模化发展,促进新能源和节能环保等战略性新兴产业发展,为我国培育新的经济增长点。目前,三部委已联合印发了《关于实施金太阳示范工程的通知》,决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式,加快国内光伏发电的产业化和规模化发展,并计划在2年～3年内,采取财政补助方式支持不低于500 MW的光伏发电示范项目。不仅如此,现在正在制定中的新能源振兴规划中规定,到2020年,光伏发电安装量将要达到2 000万kW,是《可再生能源中长期发展规划》中规定的180万kW的10倍以上。从2009年开始,国家就进一步加大对太阳能光电建筑应用支持力度,根据财政部、住房和城乡建设部《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》《关于印发〈太阳能光电建筑应用财政补助资金管理办法〉的通知》及《关于印发太阳能光电建筑应用示范项目申报指南的通知》等政策可以看出,政府对太阳能光伏产业的支持力度还是上规模、空前的。
4太阳能光伏产业在建筑节能领域的广泛应用
太阳能作为一种免费、清洁的能源,在建筑节能中的利用可谓意义深远。当代世界太阳能科技发展有两大基本趋势:1)光电与光热结合;2)是太阳能与建筑的结合。在我国,太阳能热水器生产企业超过千家,推广应用范围也在不断扩大。而太阳能建筑系统成为绿色能源和新建筑理念两大革命的交汇点,专家们公认,太阳能是未来人类最适合、最安全、最理想的替代能源。
太阳能与建筑一体化通过两种方式:1)把太阳能的利用纳入环境的总体设计,把建筑、技术和美学融为一体,太阳能设施成为建筑的一部分,相互间有机结合;2)利用太阳能设施完全取代或部分取代屋顶覆盖层,可减少成本,提高效益。
笔者工作所在地太原高新区就有一家专业生产太阳能单晶硅的企业,且其产品在当地也得到广泛应用,例如在区内建设的太阳能充电站,满足区内免费乘坐电瓶车,附近居民电动车、手机等设施的及时充电需求。该单位生产的太阳能路灯被广泛应用到区内道路、公园以及太原市滨河东路南延工程中,取得很好的环境、经济和社会效益。以太阳能灯具和普通灯具为例,见表1。
5结语
作为当代建筑师,不应该只追求建筑造型上的新颖独特而忽视了能源的浪费。我们应建立生态建筑思想,尊重自然环境,用科学技术、经济效益和社会效益相统一的方法进行规划和设计,将节能意识贯穿于设计的每一个环节,设计出更多符合时代要求的、高效低能耗的建筑作品,使建筑设计理念上升到新的高度。太阳能技术建筑应用是建筑节能工作的重要组成部分,应尽快制定有利于太阳能建筑应用的政策措施,加强技术服务,规范市场管理,强化监督检查,为太阳能光热、光电技术建筑一体化、规模化应用创造有利条件。
摘要：以实际工程为例,详细介绍了太阳能新能源技术在建筑节能领域中的具体应用,进而说明在建筑节能领域加快推进太阳能新能源技术开发应用的可行性和必要性。
关键词：建筑节能,绿色环保,生态技术,可持续发展
参考文献