太阳能建筑应用技术

太阳能建筑应用技术（精选12篇）

太阳能建筑应用技术 篇1

摘要：基于当代社会的不断发展,我国建筑领域逐渐发展起来,因而在此基础上,为了迎合《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2006)款项需求,要求我国建筑领域在可持续发展过程中,为了稳固自身在市场竞争中的地位,应注重在实践发展过程中将太阳能光伏技术应用于建筑领域,即通过对太阳能资源的有效利用,增强整体建筑设计效果。本文从光伏技术原理分析入手,并详细阐述了太阳能光伏技术在建筑领域中的具体应用。

关键词：太阳能光伏技术,建筑,应用888

太阳能作为可再生资源,在应用过程中逐渐呈现出清洁环保特点,为此,为了推进“节能型”建筑设计理念的发展,要求建筑行业在实践建设项目实施过程中应注重综合太阳能资源所占面积为地区总面积的2/3的条件,设置太阳能光伏系统,最终通过大规模太阳能的利用,提升整体建筑成效,达到最佳的建筑设计状态。以下就是对太阳能光伏技术的详细阐述,望其能为当代建筑领域的快速发展提供有利的参考,并带动其不断更新自身技术手段。

1光伏技术原理

太阳能光伏技术,即利用太阳能电池板太阳光接收功能,将太阳光转化为电能,存储于蓄电池内部,作用于直流电器等领域中,达到节能发电状态。同时,就当前的现状来看,太阳能光伏技术在应用过程中更为注重强调对晶体硅、非晶体硅等硅元件的应用,即由于晶体硅效率为7% ~ 10%,且1k W太阳能所产生的电能为70W ~ 100W,因而发电功率较高。为此,为了打造良好的发电空间,要求我国建筑领域在可持续发展过程中, 应利用硅元件作为光伏元件,由此达到最佳的作业效果。 此外,从太阳能光伏技术应用角度来看,单一太阳电池被广泛应用于实践作业过程中,同时在单一太阳电池发电环境下,要求相关技术人员应注重结合电子学特性, 对半导体材料进行选择,例如,P型或N型导电类型的应用等。同时,在硅晶体二极管布设过程中,为了打造良好的太阳能发电环境,应结合太阳光谱波长< 1.1m m的特点,将太阳光线置入到P-N环境下,且利用电场推进N区向P区的位移,由此达到最佳的光照效果,并确保太阳能电池内部形成稳定的电流环境,满足太阳能光伏技术应用需求。

2太阳能光伏技术系统组成

就当前的现状来看,太阳能光伏系统组成主要包含了以下几个层面的内容:

第一,太阳能电池板,即为了实现对太阳能的有效利用,在太阳能光伏系统布设过程中,应注重将多个电池以并联或串联的形式进行连接,继而将太阳光能转化为电能,满足电能供给需求。但在太阳能电池板配置过程中,应注重采用钢化玻璃封装形式,且将太阳能电池板运作环境温度控制在-40℃~ +60℃之间,并保持风力强度< 12级,最终将太阳光伏系统使用寿命延长至25年,达到最佳的应用效果。

第二,蓄电池,即蓄电池在太阳能光伏系统运作中承担着存储太阳能电池板电能的效用,因而在蓄电池部件设置过程中,应将蓄电池负载需求控制在标准范围内, 达到稳定性系统运作状态[1]。

第三,控制器,即在太阳能光伏系统运作过程中为了实现对蓄电池充电、放电条件的控制,应于太阳能光伏系统核心部分设置控制系统,即实现对负载过电流、 过放、过充等现象的控制,最终对系统形成良好的保护。

3太阳能光伏技术在建筑中的具体应用

3.1 BAPV应用

太阳能光伏技术的BAPV应用,要求建筑单位在实践工程项目开展过程中,为了打造良好的建筑空间,应注重在实践工程项目实施过程中对光伏方阵进行封装处理,且直接以光伏发电系统的形式安装至建筑物表面, 由此达到发电效用。例如,某建筑单位在工程项目实施过程中,为了获取充足的电能资源,即采用了BAPV应用方法,同时注重在光伏发电系统设计过程中,采用H型钢设计形式,并保障光伏系统为纵向主支撑系统型钢,且将光伏电池板与建筑间的通风距离控制在标准范围内,继而达到发电效果,并规避电池板温度过高等问题的凸显。此外,在横向承接型钢设计过程中,为了简化施工环节,提升整体工程质量,采取了C型钢设计方法,从根本上规避了构件、线路间连接问题的凸显,达到了最佳的作业效果[2]。另外,就当前的现状来看,部分建筑单位在BAPV应用过程中,为了增强建筑美观性, 注重采取建筑金属屋面安装方法,由此来增强整体发电功能,同时满足用户视觉需求。即在建筑行业发展过程中,强调对太阳能光伏技术BAPV的应用是非常必要的, 为此,应提高对其的重视程度。

3.2 BIPV应用

BIPV即太阳能与建筑一体化应用方式,要求当代建筑单位在利用太阳能资源进行发电过程中,应注重从设计、施工、安装等角度出发,保障太阳能、建筑间的完美结合,同时注重摒弃传统建设理念,利用光伏方阵代替外遮阳、外幕墙、物采光顶等部分,达到一体化的发电、节能降耗设计效果。此外,在BIPV应用理念下, 为了打造一体化建筑空间,要求建筑单位在太阳能光伏系统设计过程中,应注重将隔热、安全、发电、隔音等效用融于一体,且以光伏采光顶、光伏雨蓬、光伏幕墙等形式,对光伏建筑一体化进行融合,达到最佳的太阳能光伏发电效果。而光伏幕墙在设计过程中,为了达到一体化设计效果,要求施工人员应注重于玻璃夹层中布设光伏方阵,同时确保光伏幕墙以外围护结构形式存在着,最终由此实现对太阳能辐射的吸收,提升整体发电效率[3]。另外,在采光顶一体化设计过程中,应注重配备电缆线、线槽盖板、线槽、单层铝板、光伏组件等部件,且依据太阳高度角,对采光顶节点进行调整,满足太阳能发电需求。

3.3太阳能、LED光源的结合

在建筑行业可持续发展过程中为了增强整体发电作业效果,要求建筑单位在太阳能光伏技术应用过程中, 应注重结合LED寿命为1×105h,光效高50-80lm/W、 环保、安全的特点,在太阳能光伏系统设计过程中注重倡导太阳能、LED光源间的结合,最终由此规避传统发电中资源浪费等问题的凸显。此外,就当前的现状来看, 在建筑领域实践工程项目实施过程中太阳能水泵亦得到了广泛应用,即为了降低整体建筑维修费用,当代建筑单位在水泵站建设过程中,注重由太阳能电池板提供交流电,继而带动水泵的工作,缓解干旱地区建筑发展需求,且为其提供良好的资源应用空间[4]。即在建筑项目实施过程中,太阳能光伏技术的应用有助于提升整体工程质量,为此,应提高对其的重视程度,推进建筑领域的可持续发展。

4结论

综上可知,我国建筑市场在发展过程中仍然存在着资源浪费等问题,影响到了整体工程质量。为此,为了打造良好的工程施工环境,要求当代建筑单位在工程项目开展过程中应强调对太阳能光伏技术的应用,同时注重以BAPV应用、BIPV应用、太阳能与LED光源结合等应用形式,展开工程发电作业行为,达到最佳的太阳能资源应用状态,且就此满足建筑工程开展需求,保障资源利用的有效性。

参考文献

[1]肖潇,李德英.太阳能光伏建筑一体化应用现状及发展趋势[J].节能,2010,12(2):12-18,2.

[2]何红胜,刘峥嵘,刘汉彪.太阳能光伏发电与建筑一体化应用及分析[J].江苏科技信息,2013,12(3):69-70.

[3]鞠晓磊,仲继寿.民用建筑光伏系统设计解析——解读《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》重点条文[J].建筑电气,2014,20(11):715-718.

[4]黄曦仪.太阳能光伏建筑一体化技术在大型综合体项目应用与分析[J].建设科技,2014,23(14):18-19,25.

太阳能建筑应用技术 篇2

宁建发[2009]273号

各市县建设局、规划局、房管局，各房产、设计、施工图审查、施工、监理、物业服务单位： 为贯彻落实《中华人民共和国可再生能源法》、《民用建筑节能管理规定》及《自治区人民政府关于加快发展新能源产业若干意见》（宁政发［2009］75号）等法律法规及政策规定的文件精神，推动我区建筑领域可再生能源规模化应用，我厅制定了《宁夏回族自治区民用建筑太阳能热水系统应用管理办法》，现予印发，请认真遵照执行。

执行过程中有什么问题，请及时与自治区住房和城乡建设厅科技与标准定额处联系。

联系人：刘军 电话：0951－5041177 附件：《宁夏民用建筑太阳能热水系统应用管理办法》

宁夏住房和城乡建设厅

二00九年十二月十一日 附件一

宁夏回族自治区民用建筑太阳能热水系统应用管理办法

第一章 总 则

第一条 为推动我区建筑领域太阳能光热建筑一体化规模化应用，根据《中华人民共和国可再生能源法》、《民用建筑节能条例》、国家发展改革委员会、建设部《关于加快太阳能热水系统推广应用工作的通知》法律法规及有关规定，结合我区实际，制定本办法。

第二条 在自治区行政区域内新建、改建、扩建的民用建筑工程，推广应用太阳能热水系统，适用本办法。

第三条 本办法中所称太阳能热水系统，是指将太阳能转换成热能用以加热水并进行利用的装置，包括太阳能集热器、贮热水箱、循系统、支架、控制系统和配套辅助能源应用系统。

第四条 自治区住房和城乡建设厅负责全区民用建筑太阳能热水系统应用的管理。县级及以上人民政府建设主管部门负责本行政区域内民用建筑太阳能热水系统应用管理工作。

第五条 太阳能热水系统应用的基本原则：

（一）太阳能热水系统纳入民用建筑工程基本建设程序，与民用建筑工程同步规划设计、同步施工，同步竣工验收备案、同步交付使用；

（二）安全可靠、性能稳定，便于维护管理；

（三）达到社会效益、环境效益和经济效益的协调统一；(四）优先选用集中或分户分体承压式太阳能热水系统；

（五）与建筑一体化，与周围环境相协调。

第二章 推广应用

第六条 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。

第七条 鼓励农村集中建设的居住点配置太阳能热水系统。第八条 既有居住建筑安装太阳能热水系统，为确保公共安全，用户及安装单位应在物业公司的统一安排下，委托具有资质的设计单位或专业公司编制太阳能热水系统安装技术方案。

第九条 建设单位应根据建筑特点、功能要求、方便使用和维护的原则，确定太阳能热水系统的结构形式。

第十条 太阳能热水系统的增量成本列入建筑工程造价范围。

第三章 责任和义务

第十一条 各级规划部门在建设工程方案审批中，应对太阳能热水系统装置与民用建筑一体化外观进行审查，对没有太阳能热水系统设计内容或热水系统与建筑一体化达不到规定要求的，不予审查通过。

第十二条 设计单位应将太阳能热水系统作为建筑的有机组成部分，严格按照国家《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》（GB／T18713－2002）、《民用建筑太阳热水系统应用技术规范》（GB50364－2005）、《太阳能热水器建筑安装构造图集》（宁07J16）等标准规程进行系统设计，设计深度应达到宁夏回族自治区太阳能热水系统施工图设计文件编制深度规定（试行）（见附件二）要求，做到建筑物外观协调、整齐有序，热水系统性能匹配、布局合理，结构安全。在施工图纸中应包括太阳能热水器的规格尺寸、管道井、固定预埋件、系统布置、电气管线敷设、节点做法、防雷等内容，确保结构合理、安装维修方便和使用安全。阳台壁挂型太阳能热水系统应与住宅户型相协调。

农村住房应用太阳能热水系统也应进行系统设计。

第十三条 施工图审查机构应按照有关标准和太阳能热水系统施工图设计审查要点（见附件三）对采用太阳能热水系统的建筑工程施工图设计文件进行审查，审查意见归入建筑节能部分，对应采用太阳能热水系统而未进行设计，或设计不符合规范、标准要求的，不得通过施工图设计审查。审查合格的应在《民用建筑节能设计审查备案登记表》中注明太阳能热水系统内容。第十四条 各级建设施工审批部门在审批中，应对满足施工需要的太阳能热水系统施工图纸及技术资料严格审查，对未提供施工图审查通过的施工图纸的，不予办理施工许可证。

第十五条 太阳能热水系统应由具有相应专业施工资质的安装施工单位，按照施工图审查通过的设计图纸和国家、自治区有关施工规范、规程进行施工，确保工程施工质量和安全。

第十六条 监理单位要将太阳能热水系统安装施工纳入监理范围，认真履行职责，关键部位应进行旁站监理，严禁不按设计图纸施工和使用不合格配件。

第十七条 建设单位、房地产开发企业应按照国家法律规定和国家、自治区相关规范、标准、图集，委托太阳能热水系统与建筑一体化工程的设计和施工。不得擅自修改、变更图纸的设计内容；不得要求设计单位、施工单位违反规范和标准进行设计和施工。建设单位、房地产开发企业在组织工程竣工验收时，应按相关验收规范、规程对太阳能热水系统工程进行验收。

第十九条 房地产开发企业应在《商品住宅使用说明书》和《商品住宅质量保证书》中向消费者说明太阳能热水系统的使用方法、维修及后期物业管理的有关要求，提供产品供应商出具的产品合格证并签订维修服务协议，或者委托物业公司与产品供应商以及住户签订维修服务协议，保证后期物业管理中各方责任明确，维护消费者的合法权益。

第二十条 建设单位应按国家相关规定与物业服务企业做好太阳能热水系统涉及共用部位、共用设施设备的移交和承接验收工作。

第二十一条 物业服务企业应当依照物业服务合同的约定，做好日常管理与维护，及时制止擅自改装、移动、损坏太阳能热水系统的行为，保证太阳能热水系统的正常运行。

第二十二条 太阳能热水系统的维修、养护、管理等事项，应根据系统类型采取不同的维护制度。采用集中供热系统的，纳入物业共用部位、共用设施设备委托物业服务企业管理；采用非集中供热系统的，共用性管井等纳入房屋共用部位，委托物业服务企业进行维护管理，其它部分可由所有权人委托物业服务企业代维护或太阳能热水系统供应单位直接维保。相关单位进行维护施工时，应遵守物业管理区域内的规章制度。

第二十三条 对已建成尚未投入使用或在建的民用建筑工程，如未进行建筑与太阳能热水系统一体化设计和施工，拟增加太阳能热水系统时，应视为改建工程，按上述要求重新进行设计和审批。

第二十四条 对已建成投入使用的建筑增加太阳能热水系统，安装太阳能热水系统不得影响建筑质量和景观，物业服务公司要做好协调配合工作。在政府组织的小区更新改造、环境整治等工作中，应用太阳能热水系统必须进行统一设计、统一安装。

第四章 监督管理

第二十五条 规划行政主管部门应在《规划设计条件通知书》中，对按规定应采用太阳能热水系统与建筑一体化设计的民用建筑提出明确要求。

建设行政主管部门要将民用建筑太阳能热水系统应用纳入监督检查内容，对太阳能热水系统与建筑一体化应用中，不按照国家标准进行设计、不认真履行施工图审查职责、不按照设计图纸和国家有关的技术规范规程施工、不按法律法规和工程建设强制性标准实施监理、太阳能热水系统工程存在技术问题或重大技术隐患、无资质证书擅自承揽太阳能热水工程设计安装的，要依法查处；对虽有资质证书，但屡遭消费者投诉，经教育仍不履行整改责任的要取消其相关的资质。房管部门要强化监督指导，规范太阳能热水系统与建筑一体化的使用维护管理。第二十六条 建设工程质量监督机构应当加强对太阳能热水系统与建筑一体化施工的质量监督。建设单位在组织工程竣工验收时，应当对太阳能热水系统的安装施工质量进行验收。对擅自取消太阳能热水系统、太阳能热水系统的施工质量不合格或太阳能热水系统的使用存在安全隐患的项目，不予竣工备案。各级房管部门不予发放房屋产权证。

第二十七条 太阳能热水系统的开发、设计、安装施工和监理等单位及其注册执业人员违反本办法规定的，由建设行政主管部门予以责令改正；情节严重的，应当依法予以处理；其不良行为应当记录在企业和注册执业人员的信誉档案中，并定期公示。

第二十八条 建立太阳能热水系统产品推广认定发布制度。自治区住房和城乡建设厅定期发布太阳能热水系统产品目录，指导建设工程正确选购。在工程中应用太阳能热水系统应选用经自治区住房和城乡建设厅推广认定的产品。

通过自治区住房和城乡建设厅推广认定的太阳能热水系统产品目录可登陆宁夏建设科技节能网：（http://kj.kvsoft.cn/siteacl.srv）成果推广栏目查询。

第二十九条 对在太阳能热水系统安装施工中，擅自改变或损坏建筑围护结构节能措施，并影响公共利益和他人合法权益的，责令责任人及时予以修复，并承担相应的费用。第三十条 全区太阳能热水系统与建筑一体化应用工作情况实行季报和年报制度。各市县住房和城乡建设主管部门要将所辖区域每季度民用建筑太阳能热水系统应用情况于下月 15日前报送自治区住房和城乡建设厅科技与标准定额处，统计报表式样见附件四。

第三十一条 自治区建设行政主管部门对太阳能热水系统工程设计、施工安装、监理人员进行岗前培训，太阳能产品生产企业或施工单位的安装人员，必须经专业技术培训合格后，方可从事太阳能热水系统工程安装。

第三十二条 在进行建筑能耗评价时，太阳能热水系统集热能量计入建筑节能总量。

第三十三条 住房和城乡建设主管部门对在民用建筑领域太阳能热水系统推广应用中工作突出、成效显著的单位和个人，给予表彰；对太阳能热水系统与建筑一体化建筑项目符合自治区建设领域可再生能源建筑应用示范项目条件的，经建设单位申报，由自治区住房和城乡建设主管部门审查，列入自治区建设领域可再生能源示范项目，作为争取国家和自治区资金补助和政策扶持推荐项目。将应用太阳能热水系统的情况作为节能建筑、绿色建筑、优秀设计、优质工程等评选的重要指标之一，优先给予评奖。

第五章 附 则

第三十四条 本办法由自治区住房和城乡建设厅负责解释。第三十五条 本办法 自 2010年1月 1日起施行。附件二

宁夏回族自治区太阳能热水系统施工图设计文件编制深度规定

（试行）

总则

1.0.1为加强对太阳能热水系统施工图设计文件编制工作的管理,保证施工图设计文件的质量和完整性,特制定本规定。

1.0.2本规定适用于新建居住建筑及公共建筑的太阳能热水系统的施工图设计文件编制深度。

改建、扩建的居住建筑及公共建筑太阳能热水系统设计,参照执行。

1.0.3太阳能热水系统工程的设计应包括系统设计、运行指标、设备选型及系统各部分安装技术措施。

1.0.4太阳能热水系统设计应符合《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005、《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》（GB／T18713－2002）的规定。

1.0.5太阳能热水系统的施工图设计文件编制深度,除执行本规定外,尚应符合国家现行的有关标准、规范的规定。

太阳能热水系统设计

2.1一般规定

2.1.1太阳能热水系统设计内容包括:太阳能集热系统、辅助加热系统、热水供应系统及控制系统。

2.1.2太阳能集热系统的组成包括:太阳集热器、集热循环水箱、集热循环管路、循环水泵及其控制。

2.1.3辅助加热系统通常包括:辅助加热装置(设备)及其控制。

2.1.4热水供应系统通常包括:贮热水箱、循环管路、循环水泵及其控制。

2.1.5施工图设计文件,应满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的需要。

2.2施工图设计

2.2.1设计说明:

1工程概况:

1)概述建设工程所在城市,及其相关气象资料；

2)建筑类别:居住建筑(户型)与公共建筑、建筑屋面形式；

3)建筑规模:总建筑面积(单幢或群体)及建筑高度；

2采用的太阳能热水系统类型；

3热水用水时间及太阳能保证率；

4辅助热源:甲方提供的热源条件；

5集热循环水箱、辅助加热装置、贮热水箱、循环水泵等安装位置。

2.2.2设计计算:

1设计参数的确定

1)热水用水定额、水温及用水时间；

2)水源、水质；

3)太阳能保证率的确定；

4)热水使用计算人数。

2太阳能集热系统设计

1)太阳能集热系统的选择；

2)计算最大日热水量；

3)计算太阳集热器总面积及集热器选型；

4)计算集热循环水箱有效容积；

5)集热器平面布置、确定集热循环水箱安装位置、循环管路布置；

6)计算集热循环流量及选择集热循环水泵。

3选择辅助加热装置(设备)

1)计算最大小时耗热量；

2)选择辅助加热装置(设备)。

4热水供应系统

1)供热水系统选择及管网布置；

2)计算贮热水箱有效容积；

3)确定系统循环流量；

4)选择循环水泵。

2.2.3太阳能热水系统控制。

2.2.4管材、保温及其他。

2.2.5施工图设计(绘制施工图):

1分离式太阳能热水系统

1)平面图:

(1)标准层平面图；

(2)屋顶平面图；

(3)太阳能热水系统在屋面、阳台及墙面平面布置及定位:；

(4)辅助加热装置平面布置及定位；

(5)集热循环水箱、贮热水箱平面布置及定位；

(6)管井位置平面布置及定位。

2)系统图(轴测投影或展开图):

(1)集热循环系统图；

(2)辅助加热系统图；

(3)热水供应系统图。

2区域太阳能供热水系统

1)总平面图:

2)太阳能集热器布置图:

3)集热循环管路布置;

4)热水站平面布置图(包括:集热循环水箱、辅助加热设备、贮热水箱、水泵及控制设备)；

5)室外热水供应系统。

3整体式(家用)太阳能热水器

1)太阳能热水器平面布置；

2)管井位置平面布置及定位;

3)冷、热水系统(轴测技影或展开图)。2.2.6主要设备材料表。3建筑施工图设计

3.0.1设计说明:

1概述工程建筑类别(居住建筑的户型或公共建筑)、建筑屋面形式、建筑规模（单幢或群体总建筑面积)、建筑朝向、建筑高度、最小楼间距、建筑套型、居住建筑的阳台形式等。

2规定太阳集热器及其他设备等在本工程的安装部位及其布置形式。

3.0.2平面图: 管井位置、设备用房的平面布置；

2太阳集热器及设备在屋面上的定位布置:

3上屋面的检修通道。

3.0.3立面图:

太阳集热器及设备若设置在阳台、墙面的立面定位布置(投影)图。

3.0.4详图:

1太阳集热器及设备与屋面、阳台及墙面结合处的节点详图；

2太阳能热水系统各组成部分在建筑中设置部位的防水、排水、冷(热)桥的构造节点详图；

3防止太阳集热器损坏后的部件坠落伤人的安全措施(详图)。

3.0.5热水站设计:

附建、单建热水站的建筑设计。

3.0.6总平面:

集中集热、区域供热水的总平面设计图。

4结构施工图设计

4.0.1太阳集热器及设备与屋面、阳台及墙面结合处预埋件或其它连接件的节点详图。

4.0.2水泵、水箱基础图。

4.0.3附建、单建热水站的结构设计图。

4.0.4结构设计设计计算书。

5电气施工图设计

5.0.1设备控制原理图。

5.0.2防雷、接地和断电等原理图。

5.0.3主要设备材料表。

5.0.4设计计算书。附件三

太阳能热水系统施工图设计审查要点

一、建筑专业：

1、在施工图中应标明太阳能热水装置的位置；

2、满足安装及检修太阳能装置的构造详图及安全措施。

二、结构专业：

1、在施工图中应画出预埋件；

2、应考虑太阳能热水系统荷载。

三、给排水专业：

1、居住建筑和公共建筑应充分利用屋面面积，节能设计说明中应注明太阳能热水系统设置范围、系统类型和集热面积；

2、太阳能热水系统的设计须符合《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（GB50364）、《建筑给排水设计规范》（GB50015）、《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》（GB／T18713－2002）和《宁夏回族自治区太阳能热水系统施工图设计文件编制深度规定》（试行）的规定。

四、电气专业：

1、屋面太阳能热水器装置金属部件应和防雷装置相连，应符合《建筑物防雷设计规范》（GB50057）相关条文的规定；

太阳能建筑应用技术 篇3

关键词 多层住宅;建筑一体化;太阳能热水器;节能;智能控制

中图分类号 TU8 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0219-01

1 节能设计策略

结合华北地区气候特点及其经济发展的现实状况,为使太阳能技术即能广泛地受益于每一个住户,又不能因设置太阳能而严重影响矿区整体容貌,在以后新建和改造的建筑设计中建议遵循以下设计原则:

1)从建筑节能的经济出发,选择适应的节能技术线路。

2)采用有机统一的整体设计理念。

3)太阳能利用设计要具有独立性、蓄热性、美观性。

4)适应冬季气候的节能安全设计。

2 现存的问题

太阳是一种环保、节能、廉价、无污染的绿色能源。在油田多层住宅愈来愈多的居民在屋顶上架设太阳能热水器,充分反映了人们对太阳能热水器的普遍接受。然而,在具体运用中由于事先未纳入住宅整体设计,并非为整栋建筑的集体用水系统考虑,仅仅为个别顶层居民的装修行为,常常带来的是屋顶、墙面的零乱无序,影响了楼宇的景观效果。

因此,今后在多层住宅设计中结合市场需求,开发多层住宅统一安装,个别管理式太阳能热水系统,在围护结构上选用新型的隔热保温材料,以达到整体住宅的节能效果,做到节能、建筑一体化,既维持住宅小区优美的环境,又让全体住户均能用上太阳能热水器,享受清洁能源,提高生活质量。

3 太阳能热水器与建筑一体化的设计

1)太阳能热水器的独用性,各单元集中,以住宅单元为单位,上下水管集中布置在楼梯间的管道井中,隐蔽性好,又方便用户检修,各太阳能热水器独立排管,保证住宅各户使用独立,互不干扰。

2)建筑一体化设计:在屋顶屋面中段加设太阳能热水器单元成片摆放平台(可放置多只热水器),使热水器能很好地稳定隐蔽在屋顶中段,保证了建筑立面的视觉完整性,与建筑外屋顶装饰立面融为一体。目前在高层住宅建筑设计当中,更多的是采用侧立面式太阳能安装方式,将光热管安装在南侧立面上,水、电线路可实现同层安装,可以使太阳能安装的系统大大简化,还可以使建筑的外立面造型更加丰富多彩和灵活多样。

4 太阳能热水器系统的设计

太阳能热水系统由太阳能热水器、安装平台、管道井、管路系统、智能型控制器及电路系统组成。现分述如下:

1)太阳能热水器。太阳能热水器由贮水保温筒(以下简称贮水筒)、反射器、真空集热管及支架组成,其工作原理为当真空集热管及反射器受到太阳光照射时,真空集热管内的冷水被加热,加热后的热水利用热浮原理进入贮水筒内,与此同时贮水筒中的冷水进入真空集热管内被加热,如此循环,贮水筒内胆与外筒之间的保温材料是采用聚胺脂高压整体发泡,保温效果良好。且进出水管、排气管、水位(水量)传感器、电加热器的出口均置于贮水筒下方,可减少热损。相对排水管在贮水筒上方的可提高水温7℃~8℃。贮水筒中设有镁棒,可起到防止筒壁结垢,软化水质,保护内胆的作用,防止随时间推移而热效率降低。

2)智能型控制器。智能型控制器采用CPU控制及液晶显示,实现了一体化控制。智能型控制器安装在室内,可实现对水量、水温自动显示。自动止水、排空、辅助电加热及报警等功能。其外形尺寸为220mm×12mm×5mm。

智能型控制器具有漏电保护,水位、水温传感器开路及短路保护,辅助电加热开路保护。当发生错误保护时,能自动切断电加热器、放水阀电源,并有声光报警。

5 运用与展望

随着能源危机的不断加剧,国家对利用太阳能的大力提倡,一些技术先进、性能优良、品质有保障的太阳能产品不断问世,这为我们的设计选型提供了强有力的支持。

縱观太阳能热水器由手工操作到全自动智能化的发展过程,它是在用户毁誉参半的评价中,不断完善,不断壮大,从华北油田各住宅小区屋顶上日以增多的集热管就可以看出太阳能热水器已被越来越多的居民所认可,尤其是光电两用太阳能热水器的问世更是受到广大用户的青睐,它弥补了连续阴天无法采用太阳光能的不足,可以说光电太阳能热水器使用户实现了全天候的热水供应,电热带保温技术的运用更使供水管线防冻的问题得到了彻底的解决。由于太阳能厂家对产品的研发力度不断加强,使其性能日臻完善、构造简单,维护便利,整个系统设计精巧,运行可靠,配置经济。系统设有接地装置、短路保护、漏电保护、能确保系统的安全运行,目前已经深得用户满意。

为了节约能源,加强环境保护,充分利用太阳能这种丰富、便捷、无污染、可再生的绿色环保型能源,创造更加适宜人的居住环境。如果研究和开发太阳能与建筑造型完美相结合,那么太阳能的利用和发展将会具有更为广阔的前景。

太阳能技术在建筑中的应用 篇4

太阳能技术近年发展很快, 作为清洁无污染的可再生能源, 使用不受地域限制, 其在建筑中的应用得到了广泛的关注和深入的研究。截至2010年底, 全国太阳能热利用技术在建筑中的使用面积已达到14.8亿m2, 光伏应用建筑已建成及正在建设的装机容量达1271.5MW, 形成年替代常规能源2000万吨标准煤。本文探讨了太阳能技术在建筑中的应用情况。

1 太阳能热利用技术在建筑中的应用

太阳能热利用技术主要包括:太阳能热水技术、供热供暖技术、空调制冷技术, 与太阳能光伏发电技术相比, 热利用技术具有技术成熟、成本低、效率高等特点。热利用技术在建筑中的应用分为被动式和主动式两种。

1.1 被动式太阳能建筑应用技术

被动式设计是指在建筑设计时, 根据建筑所处地区的自然环境, 合理组织和处理各建筑元素, 应用自然采光、通风、集热、蓄热等被动技术, 使建筑物有较强的气候适应和调节能力[1]。被动太阳能技术, 主要通过合理的建筑朝向、内部空间, 科学设计外部形体和建筑结构, 恰当选择建材和构件, 达到冬季集热供暖、夏季遮避太阳辐射, 提高室内环境性能的目标。

我国对被动式太阳能技术的研究起于上世纪70年代, 近几十年对建筑的传热机理、保温材料、设计方法等的研究均取得一定成果。比如:南向的玻璃窗, 它是被动式利用太阳能技术的典型代表, 加大南向窗户可以使室内在白天获得充足的日照, 冬天能够起到提高室温、降低暖气消耗的作用, 但夜间散热速度也快, 所以在建筑设计时要采取必要的措施, 如使用双层保温玻璃、采用新型断桥铝型材等;夏天时, 大的窗户会导致室内过热, 这就需要进行适当的遮阳设计, 如使用百叶窗或窗帘等。经过多年的发展, 现在被动式太阳能技术具有技术成熟、成本低廉等优点, 但毕竟对室内环境的调节作用有限, 所以在建筑设计时, 还需要采用主动式太阳能热利用技术。

1.2 主动式太阳能建筑应用技术

主动式太阳能技术主要是利用一些专业的太阳能设备实现对建筑内部环境的调节, 如:太阳能热水系统、空调系统、集热供暖系统等。

太阳能热水技术是一项研发时间最早、技术最成熟、应用最广泛的, 并且已经产业化的一项技术。目前, 我国太阳能热水技术拥有完善的技术规范、设计图集和工程验收标准。按热水箱容积划分, 以600L为标准, 太阳能热水系统可以分为小型和大型。小型太阳能热水系统主要是家用, 目前我国很多地区已经广泛使用, 但是基本都是建筑建成后, 居家用户自主安装, 与建筑的结合程度不高, 甚至对建筑的外观和系统功能会造成一定程度地破坏。在建筑设计时, 将太阳能热水系统充分考虑进去, 以免后续安装出现的问题, 例如一些小区楼顶统一安装大型的太阳能热水系统供各家使用。大型的太阳能热水系统往往是工厂、宾馆、学校使用, 和建筑的结合度较高。

太阳能热利用空调技术有:吸收式、喷射式、吸附式以及除湿空调等, 其中吸收式在建筑中应用最广泛。上世纪70年代, 我国开始对太阳能空调进行研究, 到90年代开始与建筑应用结合, 到2000年左右, 北京市太阳能研究所办公楼等一批太阳能制冷空调示范工程的建成, 标志着我国太阳能空调技术的成熟度和建筑应用方面取得了很大的进步。太阳能空调系统所需集热器的安装面积过大, 系统投资过高, 是制约该技术发展的重要瓶颈, 也是今后的研究方向。

太阳能供暖技术, 冬天可以有效提高室内温度, 与常规暖气相结合能够大幅减少化石能源的消耗, 一个供暖季可以节约50%的煤炭使用量。对于太阳能供暖技术, 最重要的是太阳能集热器, 目前使用较多的有真空管式集热器和平板型集热器。真空管式太阳能集热器, 是我国具有自主知识产权的产品, “十一五”期间我国成功研制出在150℃以下集热效率达到50%以上的中高温高效太阳能集热器, 为太阳能建筑供暖技术的集热需求奠定了基础。平板型太阳能集热器具有全年集热量大、低温时集热效率高、可以承压运行等特点, 适合于高层建筑, 与建筑南立面或阳台结合, 较为美观。目前平板型集热器国产化进程正在加快, 其应用前景也更为广阔。

2 太阳能光伏技术在建筑中的应用

太阳能光伏建筑应用技术, 是指利用伏打效应, 将太阳能辐射转化为电能, 作为建筑电源系统或多能互补的建筑能源系统, 从而减少对化石能源的依赖。光伏与建筑的结合形式可以分为建材型和非建材型两种, 建材型的光伏构件本身具备建筑功能, 将其置于屋顶或墙面, 无需额外用地或增建其他设施就可以为建筑提供电能, 如光伏瓦;非建材型是指将光伏组件与建筑外表或者周边环境结合的形式, 如在屋顶和南立面安装光伏组件[2]。

将光伏组件与建筑物外围结构表面相结合, 为建筑提供电能, 实现太阳能光伏建筑一体化 (BIPV) , 建筑与光伏发电的集成化, 将是未来建筑的一个重要发展方向。该项技术可以原地发电、原地用电, 能够节约电网投资;夏天时, 空调、冰箱等设备的大量使用, 会形成用电高峰, 给供电网带来很大压力, BIPV除满足自身需求外, 还可以并网供电, 舒缓电网供电压力;并且光伏组件安装在屋顶或围墙上, 将吸收的太阳能转化为电能, 能够减少屋顶和墙体的吸热量, 从而降低室温, 也能节约能源;建材型光伏组件, 能够做出各种色彩和形状, 代替玻璃幕墙, 可以减少传统建材的使用, 且降低建筑物的整体造价, 还可以使建筑外观更美观。

3 存在的问题与对策

近些年, 随着我国节能减排和可持续发展政策的实施, 太阳能技术在建筑上的应用取得了较快的发展, 但也存在一定的问题。

对于太阳能热利用技术, 除了太阳能热水器产业化程度较高外, 太阳能空调技术和供热供暖技术都还没有大规模工业化产品, 太阳能空调技术需要用的小容量吸收式制冷机还没实现量产, 供暖技术由于冬天无法单独满足室温需要, 还需要与传统采暖设备联合使用, 集约化程度不高, 这些都制约了其在建筑中的应用;另外, 目前太阳能与建筑的一体化程度还不高, 还远远没达到同步设计、同步施工、同步验收和同步运行的要求, 单独设计、施工、运行的太阳能系统较难和建筑有机融合;我国当前还没把太阳能设备真正完全作为建筑的有机组成, 形成与水、暖、电等专业一样成熟的工程管理体系;在政策扶持上也仅仅对太阳能热水器有政策支持或财政补贴, 其他太阳能技术还需要国家更多的政策支持。

对于太阳能光伏建筑技术, 我国还存在自主创新能力薄弱, 对国外技术和设备的消化、吸收和再创新能力有待加强的问题。主要表现在:光伏企业重视产品生产能力, 但对研发能力投入不够;光伏产品的转化效率较低, 一般不超过20%, 却容易受温度、灰尘等因素的影响, 使用寿命较短, 造成光伏产品性价比不高;光伏系统的管理水 (下转第118页) (上接第115页) 平和后期维护水平亟待规范, 比如, 一些光伏路灯、景观照明等需要定期维护, 但对光伏系统的管理还不规范, 常出现过正常使用期却得不到必要的维护等问题。

4 总结与展望

我国处于经济社会发展的转型时期, 太阳能技术在建筑中的应用能够节能减排, 促进经济的可持续发展。太阳能科研工作者应加强对太阳能技术的研究, 提高其技术含量, 促进产业化发展;建筑设计者在进行建筑设计时, 应该充分考虑太阳能技术, 提高太阳能技术与建筑的一体化程度。相信在国家产业政策和财税政策的支持下, 太阳能技术在建筑中的应用前景将更加广阔, 一体化程度将更高。

摘要：太阳能技术的使用能够降低建筑能耗, 减轻化石能源对环境的污染。本文介绍了太阳能热利用技术和光伏发电技术在建筑中的应用情况, 分析了存在的问题和对策, 指出太阳能与建筑一体化发展是一个重要趋势。

关键词：太阳能,建筑,热利用,光伏发电,应用

参考文献

[1]赵夏.住宅建筑被动式节能设计研究[D].太原:太原理工大学, 2013.

太阳能建筑应用技术 篇5

《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》

财建„2009‟128号

各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅（局）、建设厅（委、局），新疆生产建设兵团财务局、建设局：

为贯彻实施《可再生能源法》，落实国务院节能减排战略部署，加强政策扶持，加快推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用，现提出以下实施意见：

一、充分认识太阳能光电建筑应用的重要意义

（一）推动光电建筑应用是促进建筑节能的重要内容。随着我国工业化和城镇化的加快和人民生活水平提高，建筑用能迅速增加。我国太阳能资源丰富，开发利用太阳能是提高可再生能源应用比重，调整能源结构的重要抓手。城乡建设领域是太阳能光电技术应用的主要领域，利用太阳能光电转换技术，解决建筑物、城市广场、道路及偏远地区的照明、景观等用能需求，对替代常规能源，促进建筑节能具有重要意义。

（二）推动光电建筑应用是促进我国光电产业健康发展的现实需要。近年来，我国光电产业呈现快速增长态势，目前已经成为世界第一大太阳能电池生产国，有一批具有国际竞争力和国际知名度的光电生产企业，已形成具有规模化、国际化、专业化的产业链条。但目前国内市场需求不足，过度依赖国际市场，加大了市场风险，在一定程度上影响了产业发展。推动光电建筑应用，拓展国内应用市场，将创造稳定的市场需求，促进我国光电产业健康发展。

（三）推动光电建筑应用是落实扩内需、调结构、保增长的重要着力点。推动光电在城乡建设领域的规模化、专业化应用，可以有效带动高新技术及节能环保领域的资金投入，可以促进建材、化工、冶金、装备制造、电气、建筑安装、咨询服务等多个产业实现调整升级，对于实现产业结构调整，促进经济增长方式转变，扩大就业，具有十分重要的现实意义。

二、支持开展光电建筑应用示范，实施“太阳能屋顶计划”

为有效缓解光电产品国内应用不足的问题，在发展初期采取示范工程的方式，实施我国“太阳能屋顶计划”，加快光电在城乡建设领域的推广应用。

（一）推进光电建筑应用示范，启动国内市场。现阶段，在条件适宜的地区，组织支持开展一批光电建筑应用示范工程，实施“太阳能屋顶计划”。争取在示范工程的实践中突破与解决光电建筑一体化设计能力不足、光电产品与建筑结合程度不高、光电并网困难、市场认识低等问题，从而激活市场供求，启动国内应用市场。

（二）突出重点领域，确保示范工程效果。综合考虑经济性和社会效益等因素，现阶段在经济发达、产业基础较好的大中城市积极推进太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化示范；积极支持在农村与偏远地区发展离网式发电，实施送电下乡，落实国家惠民政策。

（三）放大示范效应，为大规模推广创造条件。通过示范工程调动社会各方发展积极性，促进落实国家相关政策。加强示范工程宣传，扩大影响，增强市场认知度，形成发展太阳能光电产品的良好社会氛围；促进落实上网分摊电价等

政策，形成政策合力，放大政策效应；将光电建筑应用作为建筑节能的重要内容，在新建建筑、既有建筑节能改造、城市照明中积极推广使用。

三、实施财政扶持政策

国家财政支持实施“太阳能屋顶计划”，注重发挥财政资金政策杠杆的引导作用，形成政府引导、市场推进的机制和模式，加快光电商业化发展。

（一）对光电建筑应用示范工程予以资金补助。中央财政安排专门资金，对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助，以部分弥补光电应用的初始投入。补助标准将综合考虑光电应用成本、规模效应、企业承受能力等因素确定，并将根据产业技术进步、成本降低的情况逐年调整。

（二）鼓励技术进步与科技创新。为激励先进，将严格设定光电建筑应用示范的标准与条件。财政优先支持技术先进、产品效率高、建筑一体化程度高、落实上网电价分摊政策的示范项目，从而不断促进提高光电建筑一体化应用水平，增强产业竞争力。

（三）鼓励地方政府出台相关财政扶持政策。将充分调动地方发展太阳能光电技术的积极性，出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。

四、加强建设领域政策扶持

各级建设主管部门要切实履行职责，把太阳能光电建筑应用作为建筑节能工作的重要内容，完善技术标准，推进科技进步，加强能力建设，逐步提高太阳能光电建筑应用水平。

（一）完善技术标准。各级建设主管部门要大力推动建筑领域中有关太阳能光电技术应用的国家相关技术标准的贯彻和执行，并结合本地实际，积极研究制定太阳能光电技

术在建筑领域应用的设计、施工、验收标准、规程及工法、图集，促进太阳能光电技术在建筑领域应用实现一体化、规范化。各光电企业也应要制定本单位产品在建筑领域应用的企业标准，提高应用水平。

（二）加强质量管理。各地建设主管部门要加强对太阳能光电技术应用项目的质量管理，在项目建设过程中，依据国家法律法规和工程强制性标准加强监督检查和指导，对不符合现行有关标准或不能实现项目预期节能目标的要责令改正。

（三）加强光电建筑一体化应用技术能力建设。各级建设主管部门要充分依托相关机构，做好光电建筑应用示范项目的技术支撑工作；要积极为光电生产企业、设计单位、施工企业提供公共服务，整合各方面力量，推动太阳能光电生产、设计、施工三者有效结合，提高光电建筑一体化应用能力。

各地应建立推进太阳能光电技术在建筑领域应用的工作协调机制，切实加强对推进光电建筑应用工作的领导。财政、建设等相关部门要加强组织领导和统筹协调，依托现有的建筑节能机构，由专门人员具体负责，抓紧制订光电建筑应用实施规划以及具体实施方案，协调项目实施工作，解决推进工作中的问题，及时总结经验进行推广。

中华人民共和国财政部

中华人民共和国住房和城乡建设部

浅谈太阳能在建筑中的应用与发展 篇6

关键词：太阳能 建筑 环保 节能

在当今世界能源与环境问题日益严重的形势下，太阳能作为一种免费、高效、清洁的可再生能源，已成为人类最理想的能源之一，它无污染，无噪声，是取之不尽用之不竭的绿色能源。长期以来，我国一直致力于太阳能等可再生能源在建筑技术上的广泛应用，太阳能与建筑相结合具有低能耗、高舒适度、安全环保的特点，可以为人类提供更健康、更舒适的居住环境，提高人类自身生活品质，让家庭生活更自然更环保，对保护生态环境、实现经济可持续发展具有重大意义。

1 太阳能建筑是一种先进的建筑理念

太阳能是人类可以利用的最丰富、最清洁、最高效、最理想的能源，随着太阳能光热转换、光电转换技术的不断突破，在建筑中利用太阳能已成为可能。目前，太阳能的利用已取得显著成果并已实现大规模的商业化应用，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，是我国发展太阳能建筑的目标。1999年召开的世界太阳能大会上有专家认为，太阳能将是未来人类最适合、最安全、最清洁、最理想的替代能源，并指出当代太阳能有两大发展趋势：一是太阳能光电、光热的结合。目前，太阳能利用转化率仅为10%-12%，仍然具有巨大的开发利用潜力。二是太阳能与建筑的结合。据悉，目前世界各国都在加紧实施自己的“阳光计划”，如德国和我国上海启动的“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。太阳能建筑，即用太阳能代替部分常规能源，为建筑物和居民提供采暖、热水、空调、照明、通风等一系列功能，用以满足或部分满足人们的生产和生活所需。太阳能建筑，其利用太阳能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供应均来自于太阳能，常规能源消耗为零，从而真正做到环保清洁、绿色生态。太阳能建筑具有舒适健康、开源节流、减少对环境破坏和污染的特点，主要包括太阳能采暖、太阳能光伏发电、太阳能热水、太阳能通风降温、太阳能制冷空调、可控自然采光等各项新技术，并且能与风能、浅层地能、生物质能等可再生能源相结合，具有技术含量高、资源消耗低、环境负荷小的特点。

2 太阳能应用于建筑有其独特的优势和特点

太阳能与建筑，曾经是两个相去甚远的话题，但今天，太阳能建筑却被业界认为将是未来建筑业发展的趋势：节能——有望实现建筑的零能耗，环保——能耗将不再污染我们的家园，人类未来的主要能源一定离不开太阳能，太阳能建筑是未来建筑的发展方向，是节约能源的有效途径。太阳能应用于建筑具有以下几方面的优势和特点：

2.1 我国是一个能源消耗大国，建筑是传统的高能耗领域。据统计，国内建筑能耗约占全社会总能耗的三分之一，采暖、热水、空调能耗占建筑能耗的65%左右，而综合利用太阳能，全面实现太阳能与建筑一体化及太阳能光热、光电综合利用一体化，可有效地降低建筑物能耗，减少常规能源的使用量。

2.2 太阳能的利用纳入建筑的总体规划与设计中，把建筑、技术和美学融为一体，外观独特。太阳能设施与建筑有机结合，成为建筑的一部分，取代了传统太阳能结构所造成的对建筑物外观形象的影响，不但增强了建筑物的美感，而且降低了能耗，保护了生态环境，提高了人们的生活品质。

2.3 太阳能热水器完全纳入建筑物体系，成为建筑体系不可分割的一部分，与建筑同步设计、同步施工、同步验收、同步管理。太阳能热水器是一种绿色环保的产品，在我国太阳能建筑领域中是技术最成熟、应用范围最广、产业化发展最快的，太阳能热水器不但具有明显的节能效果，而且使用安全，寿命长，具有良好的技术性和经济性。据统计，2010年我国太阳能热水器年产量4900万平方米，占世界年产量的80%左右。太阳能热水器与建筑结合解决了单台太阳能热水器用户自行安装，不统一，不规范，且先建筑后安装，影响城市美观的问题，消除了二次安装太阳能对建筑物形象的影响，保持建筑物的整体美观性不受破坏，又能避免重复投资，降低成本。

2.4 利用太阳能设施完全取代或者部分取代建筑物的屋面履盖层，可减少建筑成本。如采用“瓦片式”可替代坡屋面上部分建筑瓦片，既减少建筑成本，又达到防水、遮阳的效果，与建筑融为一体，外观独特美观。

2.5 实行分户计量，按表收费制度，便于企业管理。集中供水可进行上下水量、水位、水温的自动控制，定温输水采用自然循环方式，使用方便。

3 太阳能在建筑应用技术的发展方向

3.1 提高太阳能在建筑中的应用水平。太阳能与建筑的完美结合需要太阳能厂商、房地产开发商、建筑施工队伍、建筑设计单位的团结协作，发挥各自优势，缺一不可。太阳能厂商要提高自身的技术创新能力，提高产品质量，使之更好的与建筑融为一体；房地产开发商要多建太阳能建筑，并由技术过硬的施工队伍进行施工，保证施工质量，保证太阳能设备的安装质量；建筑设计单位的设计要适合于太阳能设备或部件的应用，使之符合太阳能与建筑结合的要求。为促进太阳能在建筑中的应用，全国各省市地方相继出台了相关政策，2011年4月，新修订的《可再生能源法》中明确规定，国家鼓励单位和个人安装及使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统。房地产开发企业应当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，住户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。这些政策的出台，为太阳能的发展注入了强有力的血液。

3.2 进一步推进太阳能与建筑一体化。太阳能在建筑中的应用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要求，降低常规能源在建筑能耗中的比例。太阳能与建筑一体化技术把太阳能利用设施与建筑有机结合，利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或保温层，实现太阳能热水、供暖、空调在建筑中的综合利用，满足人们的生产生活所需。

3.3 促进国民经济的可持续发展，赶超国际先进水平是我国太阳能建筑应用领域的发展目标。结合我国实际情况、技术水平、区域特点，要分阶段有步骤的积极推进太阳能在建筑中的应用：第一步，先完成目前技术最熟练、建筑工程应用最广泛的太阳能热水（系统）的建筑一体化；第二步，完成太阳能光热利用（供暖、空调），以及光热、光电综合利用（供电、供暖、空调）的技术开发和工程应用；第三步，完成综合利用太阳能建筑的推广和普及。

4 结束语

太阳能建筑前途光明，任重道远，各级政府和社会各界应加强合作，以实际行动支持太阳能在建筑中的应用与发展，房地产商要积极投资和应用太阳能建筑，使我国形成一个从上至下开发应用太阳能建筑的良好环境。总之，在我国能源短缺，建筑能耗严重的情况下，大力发展太阳能在建筑中的应用是我国建筑业和太阳能产业界发展的一项重要内容，也是实现我国经济可持续发展的必然要求。太阳能在建筑中的应用必将促进全球环境品质的改善，提高人们的自身生活品质。

参考文献：

[1]李道明.太阳能技术在住宅中应用具有广阔的前景，住宅产业，2004.

[2]季柳金，罗迎宾.浅议太阳能建筑的应用与前景，江苏建筑，2009.

太阳能建筑应用技术 篇7

关键词：国家康居示范工程,绿色建筑,光电一体化,可再生能源,节能减排

1项目概况

华源·圣地欣城项目位于新疆库尔勒市经济技术开发区迎宾路与拥军北路交汇处。建设用地面积约36万平米, 总建筑面积约77.8万平米, 其中地上建筑面积约66.7万平米。

项目定位:国家绿色建筑示范工程;国家康居示范工程;国家光电建筑示范工程。

技术亮点:1、建筑节能65%;2、中水回用技术;3、有机垃圾生物降解处理技术;4、太阳能光电建筑一体化技术;5、太阳能生活热水与建筑一体化技术;6、小区物业管理智能化监控收费技术;7、小区地下空间双层机械停车技术;8、小区景观保障技术。

库尔勒属温带大陆性干旱气候, 总日照数2990小时, 年太阳辐射总量为5850-6680MJ/m2, 相当于日辐射量4.5-5.1KWh/m2, 日照充足, 太阳能日照资源丰富。结合当地优良的太阳能资源, 本项目申报了国家住建部、财政部太阳能光电建筑一体化应用示范项目, 发电功率458.54KWH, 并于2014年6月12日通过国家住建部、财政部验收。

发电用途:分布式光伏发电, 在低压侧并网, 主要用于地下车库照明供电, 生物垃圾助理站, 中水处理站动力供电, 小区居民用电等。

目前光伏发电技术比较成熟, 材料价格比较合理, 国家发改委、住建部、财政部及各级政府也逐步推出了政策倾向和支持的政策, 光伏发电的应用具备了规模化推广应用的条件。

2太阳能光电建筑一体化技术应用

本项目为太阳能光电建筑一体化应用示范项目。项目结合21栋建筑载体的具体情况, 拟采用两种方式实施太阳能发电内容。

系统组成: (1) 、光伏组件的支撑系统; (2) 、光伏组件系统; (3) 、光伏逆变系统; (4) 数据监测与远传系统。

(1) 光伏组件的支撑系统

1、结构

本项目光伏与建筑一体化采用平支架与高支架方式, 支架均与建筑结构连接并经建筑设计单位计算其支架结构强度、屋面承载, 在项目规划时充分考虑了布置太阳能光电建筑的实施方案, 所有的建筑朝向为南偏西28°, 并布置在小区南侧, 获得了良好的日照条件。

2、屋面保温

由于该项目地处寒冷地区, 光电建筑一体化光伏组件不具备保温功能, 建筑保温功能由建筑屋面的保温层予以保障。光伏组件安装在建筑的坡屋面上, 与建筑屋面留有100mm的距离, 有利于建筑光伏板通风散热, 并为建筑屋面提供遮阴, 减少屋面蓄热, 具有一定的建筑节能作用, 不影响建筑的屋面的天际轮廓线和内部景观。

3、屋面防水

本项目光电建筑一体化安装在建筑屋面上, 所有与建筑连接部位均采取了二次防水措施, 建筑屋面整体防水由屋面防水层保障。

(2) 光伏组件系统

本项目共选用21栋建筑作为载体实施光电建筑一体化, 根据户型屋面不同, 将载体分为如下类型, 并根据不同类型采取不同实施技术方案 (见表1) :

实施类型一, 适用于1#、2#、3#、88#、89#楼, 这五栋楼均为6+1层的多层建筑, 采用平铺支架方式。

实施类型二, 适用于5#、6#、15#楼, 这三栋楼均为6+1层的多层建筑, 采用平铺支架方式。

实施类型三, 适用于7#、91#楼, 这三栋楼均为5+1层的多层建筑, 采用平铺支架方式。

实施类型四, 适用于8#、9#、10#、11#、12#、90#、92#、93#楼, 这三栋楼均为5+1层的多层建筑, 采用平铺支架方式。

实施类型五, 适用于16#楼, 该楼为高层建筑, 共17+1层, 采用高支架方式。

实施类型六, 适用于22#、23#楼, 该楼为高层建筑, 共17+1层, 采用高支架方式。

本项目的六种实施类型共安装光伏组件2326块, 装机458.54k Wp, 累计安装光伏方阵3839!。如表2:

光伏系统的一个主要内容是光伏方阵, 光伏方阵是由光伏组件经线路连接而组成, 因此光伏组件规格的选型直接影响到光伏系统的各项参数指标。

综合本项目申报与实施的要求, 在组件中我们选择两种不同的组件, 以满足系统装机的总量要求。

组件一:选择P L M-200M-72单晶硅光伏组件, 外观尺寸1580×808×40mm, 重量16公斤。光伏组件参数如表3:

组件二:选择PLM-190M-72单晶硅光伏组件, 外观尺寸1580×808×40mm, 重量16公斤。光伏组件参数如表4:

(3) 光伏逆变系统

项目共分21个子系统, 逆变柜为21个;根据各子系统的装机功率, 项目选用20k W、30k W、50k W三种规格的光伏并网逆变器。

多层光电建筑一体化支架方案

高层光电建筑一体化支架方案

该产品采用美国TI公司DSP芯片作为控制部件的数字信号处理, 具有以下优异特性。

逆变部分采用开关速度快、功耗小的智能IGBT (IPM) 作为功率器件。逆变变压器又是采用高效完全隔离型的, 所以逆变器具有输出波形失真小、动态特性好、逆变效率高的特性。

控制部分是采用高速度的微处理器为核心的控制部件, 所以具有输出过载, 输出高、低电压保护动作快, 抗干扰能力强, 稳压精度高等特性。

输出短路保护, 采用输出回路检测保护和模块饱和压降检测等双重保护, 从而大大提高短路保护的可靠性。

逆变器输出部分装有射频滤波器, 使逆变器所带的负载 (电网) 免受高频谐波干扰。

友好的人机接口界面, 通过显示面板就能很清楚的了解系统的运行状态。比如:直流侧电压、电流、网侧电压、电流、频率等参数都能显示。

有各种报警功能, 比如有电网异常报警, 光伏组件输出欠过压报警等等。

具有直流输入手动分断开关, 交流电网手动分断开关, 开关机操作按钮等。

适应严酷的电网环境。

MPPT自寻优技术, 最大限度提高系统的发电量。

本项目中选用的柜式光伏并网逆变器, 其特点如下:

1、数字化DSP控制。

2、原装日本三菱智能功率模块组装。

3、MPPT控制, 适时追踪太阳能最大输出功率。

4、纯正弦波输出, 自动同步并网, 电流谐波含量小, 对电网无污染、无冲击。

5、扰动检出技术, 实现反孤岛运行控制。

6、完善的保护和报警功能。

7、配备RS485/RS232、以太网、Gsm通信接口, 实现远程数据采集和监视。

壁挂式光伏并网逆变器

根据各子系统的装机功率, 本项目选用10k W、15k W、20k W三种规格的壁挂式光伏并网逆变器。

该产品采用美国TI公司DSP芯片作为控制部件的数字信号处理, 具有以下优异特性:

1、高效的MPPT及转化效率

2、三电平PWM逆变技术

3、功率因数范围超前0.9至滞后0.9

4、中/英文液晶显示界面, 可自由设置各项运行参数

5、自动识别电网相位

6、完善的保护功能

7、极低的夜间损耗

8、直流隔离开关

9、通讯接口丰富

10、户外防水型设计 (IP65)

11、三路独立MPPT跟踪, 可灵活配置成两路或单路MPPT跟踪

12、软件可在线升级

系统设计

本项目的光电建筑一体化设计将光伏电站安装至多层建筑及高层建筑屋顶上, 建筑结构为框架结构, 光伏方阵方位角随建筑朝向约南偏西28.9°, 结合屋面坡度及支架角度, 各楼座上光伏方阵倾角各不相同。

本项目是住建部太阳能光电建筑示范工程, 根据住建部数据平台监测要求, 系统配置环境监测仪、工控机、显示器等监测设备。

工程配置原则:1、采用单晶硅光伏组件;2、采用用户侧并网发电系统, 就近并网, 3、遵守《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》。

并网方式

本光伏发电系统由21个光伏子系统组成, 每个子系统由一个支架系统、光伏方阵、汇流箱、逆变器、线缆等部分构成。本光伏发电系统共配置21台并网逆变器, 系统装机总功率为458.54k Wp。

考虑到节能, 地下车库照明灯具改为LED灯具, 届时照明用电将节约50%的用电量。根据小区实际建设情况, 光伏系统并网分为两部分。第一部分总计160.14k Wp带中水站设备、生物垃圾设备用电;第二部分总计298.4k Wp, 带地下车库, 面积约8.7万平米, 正常照明用电量预计为300KW。

光伏组件经线路连接, 通过汇流箱接至光伏并网逆变器, 并网逆变器进行DC-AC转换后, 通过线缆引至地下车库内配电室的照明配电总箱, 白天向地下室照明灯具提供电源。电气接线如图4所示:

(4) 数据监测与远传系统

数据监测与远传系统配置

本项目光伏发电系统配置计算机监测系统, 由计算机监测系统实施整个发电站的监测控制, 并向主站端发送信息。计算机监测系统可实现所有开关量的采集, 并与太阳能逆变器等装置实现通信。监测系统将所有重要信息传送至监控前台, 并最终上传至住建部数据中心。见图5:

远程上传系统

光伏项目数据远传住建部数据中心系统是光伏项目的一个重要环节, 所有的光伏项目在接受国家住建部验收时, 必须将辐射、环境温度、组件温度、总发电量4种数据上传到住建部数据中心, 同时还可显示折合的减碳量、粉尘、二氧化硫、氮氧化物等的减排量, 21个子系统运行工况参数等。

减排量测算

本项目光伏系统25年内年均发电测算为59.4万k Wh, 节能和减排量见表5 (数据取整) , 25年累计节约标准煤5065吨, 减排粉尘4040吨、二氧化碳14809吨、二氧化硫445吨、氮氧化物222吨。

通过上述分析可知, 本光电建筑一体化项目具有可观的节能减排效益。

3实际运行状况及分析

根据实际运行图表数据分析, 光伏实际运行天数到目前为止为30天, 总发电量为7.9万k Wh, 平均每天发电量为0.26万k Wh, 达到了设计要求。运行情况分析如下:

1、通过运行监控数据发现, 光伏组件受当地天气情况影响, 晴天, 多云、阴天、下雨均会引起太阳能光伏发电量的曲线变化。这说明光伏发电站与天气的好坏有直接关系。

2、光伏发电系统的运行维护是正常运行的核心工作, 每天要对21个子系统进行监控数据的检查和巡视, 及时发现问题, 由于该项目地处塔克拉玛干沙漠边缘, 春秋风沙较大, 所以要定期进行光伏板的除尘和清灰工作提高发电效率。由于库尔勒市冬季基本不降雪, 对光伏发电影响不大。

3、目前对光伏发电系统已进行每天的运行参数记录, 下一步根据每月、每季度、每年的运行参数、数据进行分析积累, 通过运行数据和设计数据参数进行分析对比, 发现今后设计和实际运行存在的问题, 为今后光电建筑实施积累实际的经验数据。

4、从光伏板温度和室外环境温度的监控曲线来看, 两个曲线基本一致, 说明光伏板的通风、散热条件良好。

5、光伏发电监控设备已经与住建部监控中心联网, 运行状态良好。

6、一个月发电量为7.9万kwh, 实际用电量为8.5万kwh (部分用于施工用电) 。由于地下车库全部为LED智能照明, 按照目前的发电量, 完全能满足地下车库照明需求, 有部分余量将用于中水处理站、有机垃圾生物降解处理设备及部分公共照明用电。

7、运营一个月共节约标准煤26.94吨, 减少二氧化碳排放78.78吨, 减排粉尘21.49吨, 二氧化硫2.36吨, 氮氧化物1.18吨, 相当于增加森林面积1.05万平方米, 按居民用电价格折算产生效益3.9万元。

4结语

太阳能建筑应用技术 篇8

1 太阳能一体化的综合概述

目前来说, 对于太阳能一体化的具体定义还没有形成一个固定的、十分完全表述的模式, 还处于在实际应用中不断完善改进的阶段。根据我国太阳能学会太阳能和建筑结合专业委员会筹备组的研究描述来看, 对于太阳能一体化含义的描述为:太阳能与建筑的一体化不是简单的一种“相加”, 而是在这种“相加”模式下整合出一个崭新的答案, 也就是说, 在建筑的设计初始阶段, 就需要把太阳能系统所包含的所有内容都视为建筑不可缺失的设计元素进行综合考虑分析, 把系统的各个部件合理的与建筑相结合, 融入于其中, 进而实现太阳能一体化, 使太阳能系统成为建筑的不可分割的组成部分, 而不是简单的把太阳能作为建筑的一种附加构件, 这与太阳能一体化的自身要求和特点也是不相吻合的。

2 太阳能一体化在民用建筑中推广应用的综合分析

在民用建筑中应用太阳能一体化时, 需要注意以下几个方面的要点:第一, 根据建筑的所处地形位置, 因地制宜, 有计划、有目的的进行应用。太阳能的应用不是所有地形位置都可以的, 具有一定的地域性要求, 要尽可能的在太阳光照丰富的条件下采用, 虽然现在在先进技术的支持下, 太阳能也可以在先天条件不足的环境下使用, 但是, 要想在一些气候环境恶劣的地域开展应用还是需要一定的发展的, 条件还没有达到;第二, 太阳能热水器技术在很多的多层次建筑中已经有了较为成熟的应用, 但是, 在其他的建筑类型中, 像小高层建筑还是应用不多的, 因此, 在推广的过程中, 就需要因地制宜, 根据实际状况进行合理的应用, 在一些自身条件良好, 光照丰富, 对热水有长期稳定需求的建筑地区, 并且在技术条件和环境条件都许可的情况下, 积极应用太阳能一体化。它的技术应用条件主要是指太阳能热水系统在工程应用中的合理性, 需要从技术方面和经济方面两者进行综合的评价分析。

2.1 环境条件的分析

一般来说, 环境条件主要包括现场条件和热水设计条件两方面。对于环境条件来说, 主要指的是安装地点的维度、月平均太阳辐射量、日照时间、环境温度、太阳光的遮挡状况以及建筑物的荷载量等等方面, 一般是以建筑所处的自然环境为主的;而对于热水条件来说, 主要是围绕热水方面来说的, 一般涉及到的有热水用水温度、热水日用量大小、热水用水位置、冷水的供水方式、热水的水压以及温度等方面。

2.2 太阳能设计与建筑的同步性

对于这方面来说, 所谓的同步性主要说的是, 太阳能的设计要与建筑工程的设计统一规划、同步设计和同步施工, 具体的可以从以下几个方面来说:第一, 在规划上, 要对集热器的安装对日照的影响和建筑物自身对集热器的遮挡进行综合考虑分析;第二, 在外观方面, 建筑的专业设计需要综合把握建筑的具体类型、使用的要求来对太阳能热水系统的位置安装。色调等进行确定, 最终达到太阳能热水系统与建筑的完美结合目的;第三, 在结构方面, 要对太阳能热水系统安装存在的问题进行及时的处理, 并确保集热器有很好的抗风、抗雪性能;第四, 在进行给排水安装方面, 要严格按照节能节水、经济合理、便于计量的原则来确定太阳能热水系统;第五, 太阳能热水系统的运行要高效、安全、稳定, 便于日后的管理。

3 太阳能和民用建筑一体化的优势特点

3.1 民用建筑的使用功能和太阳能设施的有机结合, 可以形成功能多样化的建筑构件, 进而使建筑空间可以高效合理利用, 两者的同步, 可以极大的避免在进行后期的安装使对居民用户带来的生活不便和对建筑外部保温结构的损坏。

3.2 可以形成一个较为协调的建筑形式, 太阳能的设施构建与建筑结合为一体, 两者是协调和谐的关系, 有合理的构造, 从而形成一个完整统一的建筑外观。

3.3 从我国的总体地域来看, 太阳能资源是十分丰富的, 对太阳能的综合利用, 与建筑一体化的结合, 可以使太阳能利用的相关产业变得更加的活跃, 为未来发展创造良好的应用前景。

4 太阳能一体化在民用住宅中的应用

太阳能作为新型的节能能源, 它的绿色污染的环保特性得到了广大民用建筑施工单位的青睐。它在民用住宅中的应用可以从两方面来讲:一是利用太阳能发电, 太阳能发电可以分为热发电和光发电两种形式。前者是通过对太阳光的反射, 把太阳光进行聚集, 然后在聚焦点位置上产生蒸汽, 在蒸汽的带动下使汽轮机带动汽轮发电机来进行发电, 因此, 从这方面来讲, 它是和热发电运行原理差不多, 只是对于蒸汽的产生方式有很大的不同;而对于后者光伏发电来说, 它是通过借助太阳能电池的光伏效应, 把太阳能直接的转换为电能的一种方式, 现对于前者来说, 它的应用工序较为简单, 在民用住宅上的应用较为广泛。另外, 还可以在民用建筑中把太阳能进一步转化为热能, 起到供热保暖的效果, 也可以提供生活热水, 分为两种, 一是集热部分, 二是末端用水部分, 两者都可以为居民提供很好的太阳能应用体现。

结语

太阳能一体化在民用建筑中的应用是一种趋势, 可以有效的提高建筑的节能环保, 符合可持续发展观, 在应用时需要综合把握多方面的因素, 确保其效用的高效发挥。

参考文献

[1]袁少武.建筑太阳能一体化设计探讨[J].中国建筑金属结构, 2013 (18) :66.

浅论太阳能应用与建筑节能 篇9

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.

[3]王艳红.太阳能热利用技术与建筑一体化[J].能源技术, 2010, 2.

太阳能在建筑中的应用 篇10

关键词：建筑节能,太阳能热水器,太阳房,地板辐射采暖

0 引言

在能源危机和环境污染的双重压力下, 太阳能作为一种取之不尽且无污染的能源, 已成为当前国际能源开发利用领域中的新热点。近年来, 我国应用太阳能供热水和采暖发展迅速, 节能效果明显。在建筑物的能耗结构中, 有2/3的能源用于建筑采暖制冷和热水供应。利用太阳能采暖、供热水, 使其与建筑节能相结合, 可以降低建筑物能源消耗, 减少环境污染, 是建筑节能的一个重要途径。

1 太阳能的利用

太阳光能转换成热能是太阳能利用的基本方式, 可广泛应用于建筑物的采暖、热水供应和太阳房等。目前太阳能主要的应用方式有太阳能热水器、太阳房和太阳能地板辐射采暖, 本文将分述如下。

1.1 太阳能热水器

20世纪90年代以来, 我国普遍使用全玻璃真空集热管和平板集热器的太阳能热水器。这两种传统的太阳能热水器, 一方面受气候的影响, 不能全天候有效运行, 热水提供率低;另一方面由于住宅建筑的日益高层化, 传统太阳能热水器不仅将面对安装空间不够, 而且将影响建筑立面及城市景观。有关部门研制了与建筑一体化的新式热水器。

1.1.1 与建筑结合的新元热板太阳能热水器

新元热板太阳能热水器实现了太阳能集热器与建筑的和谐统一。该集热板可安装在坡屋面和墙面上, 作为建筑构件, 除集热功能外, 还具有建材的围护、保温、隔热、防水等功能, 并能在形态和色彩上与建筑融合。新元热板具有模块化和建材化等特点, 又能独立构成建筑物的太阳能屋面或墙面。

1.1.2 与建筑结合的太阳能热泵

太阳能热泵热水器是能与建筑有机结合的、全天候的太阳能热水器。太阳能热泵热水器考虑到对于高层或多层建筑非顶层用户普遍存在的集热器安装问题, 将太阳能热泵热水器样机设计成分体式结构, 即将太阳能集热器/蒸发器作为一个单独部件, 根据实际情况, 可倾斜安装在南向屋顶之上, 也可挂装在建筑物南向外墙或阳台之上。压缩机、冷凝器、储热水箱等作为另一个整体放置在室内, 既便于系统的控制和维修, 又可减少水箱的散热损失;室内外部件之间采用制冷剂管路连接。同传统的太阳能热水器相比, 分体式太阳能热泵热水器不仅大大简化了系统的安装过程, 降低了安装费用, 而且易与建筑实现一体化集成, 尤其适合于高层或多层建筑。

1.2 太阳房

太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。太阳房既可采暖, 也可降温, 最简便的一种太阳房叫被动式太阳房, 建造容易, 不需要安装特殊的动力设备。复杂一点、使用方便舒适的另一种太阳房叫主动式太阳房。

1.2.1 被动式太阳房

被动式太阳房主要根据当地气候条件, 把房屋建造的尽量利用太阳的直接辐射能, 它不需要安装复杂的太阳能集热器, 更不需要循环动力设备, 完全依靠建筑结构造成的吸热、隔热、保温、通风等特性, 来达到冬暖夏凉的目的。

被动式太阳房一般分直接受益式和蓄热墙式两种。直接受益式构造最简单, 房屋本身就是集热—蓄热器, 利用向阳面的大玻璃窗接受日光的直接辐射;房屋地板采取附合吸热的措施, 如深色水泥地板或铺砖等;屋顶和墙壁也要做保温处理, 如加装泡沫塑料吊顶或护壁, 以防止热量散失;夜间要用保温窗帘。直接受益式的工作原理:通过建筑物朝向的合理布置, 让阳光直接加热采暖房间, 把房间作为一个具有太阳能蓄热和分配的综合体。在阳光充足的白天, 透过宽大的南窗玻璃面, 阳光直接照射到能够储存能量的内墙和地板上, 使房间吸收到充足的热量。夜晚储存在墙和地板中的热量又被释放出来, 使室温维持在稳定的温度范围内。

蓄热墙式则不完全靠太阳光直接射入室内, 而是通过向阳面的蓄热墙将空气加热, 并使热风进入室内采暖。夏季则利用蓄热墙起到抽风的作用, 加强室内空气对流, 达到降温的效果。蓄热墙的工作原理:当阳光辐射到蓄热墙时, 先把墙体加热, 并在玻璃与墙体之间加热空气。由于热空气比重轻, 即形成上升的热气流。通过上风口, 热风进入室内采暖。室内底层较凉的空气由下风口自动吸入空气通道。如此不断循环, 室内温度则逐渐上升。当夏日时, 空气加热后从排风孔排出, 打开北面小窗, 凉风进入室内, 加强了空气对流, 使室温得到下降。

1.2.2 主动式太阳房

主动式太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成。利用这套系统可以接收、转换和传输太阳能, 满足建筑物的采暖要求。它需要热交换器、水泵和风机等设备, 电源也是不可缺少的, 因此这种太阳房的造价较高, 但是室温能主动控制, 使用也很适宜。

1.3 太阳能地板辐射采暖

太阳能地板采暖主要有两种形式:一种是间歇运行系统, 即太阳能供暖系统在日间收集太阳能并蓄存起来, 在夜间运行对房间供暖的系统形式。这种系统结构简单实用, 初投资相对较低。另一种是连续运行的太阳能地板采暖间接式系统, 即太阳能集热系统和采暖系统是两个独立的系统, 两个系统采用换热器换热的形式进行热量交换。为了保证系统连续运行, 太阳能采暖系统必须有其他的辅助热源作为保障。在非采暖季节, 太阳能热水系统还可以提供生活热水供应。与散热器、燃煤或电采暖方式相比, 太阳能地板辐射采暖方式具有一定的优势, 在建立同样舒适的前提下, 辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高, 可节能35%左右。由于地面层及混凝土层蓄热量大, 热稳定性好, 因此在间歇供暖的条件下, 室内温度变化缓慢, 基本能满足正常的室温要求, 且舒适性较好。辅助电加热系统多用于夜晚, 如果该地区实行的是低谷电价, 使用优惠的低谷电价, 从而大大降低采暖系统的运行费用, 提高系统的经济性, 达到节能的目的。

2结语

太阳辐射能作为一种可更新的自然能源, 以其取之不尽、用之不竭且无污染性显示了其独特的优势。我国是太阳能资源十分丰富的国家, 除四川盆地等局部地区不适宜太阳能利用以外, 我国大部分地区都适合利用太阳能。尤其是西北、西南、华北地区, 应充分利用太阳能这种清洁的可再生能源, 减少建筑物能耗。在能源危机、环境污染和人口膨胀等问题困扰人类的今天, 开发利用太阳能, 太阳能利用与建筑的有机结合, 充分体现了可持续发展和人类回归自然的理念。在国家建筑节能政策的引导下, 太阳能利用与建筑的有机结合, 充分使利用太阳能成为未来的发展趋势。

参考文献

[1]陆维德, 罗振涛.我国太阳能热利用进展[J].太阳能, 2002 (1) :3-4.

[2]王崇杰, 赵学义.论太阳能建筑一体化设计[J].建筑学报, 2002 (7) :28-30

[3]姚伟.太阳能利用与可持续发展[J].中国能源, 2005 (2) :46-47.

[4]刘培琴, 刘淑敏.我国建筑节能现状及发展[J].煤气与热力, 2002, 22 (3) :255-256.

[5]李明, 王如竹, 施锋.太阳能固体吸附式制冰机热动力学性能分析模型及实验[J].太阳能, 2001, 22 (3) :10-11.

[6]王恒.寒冷地区被动太阳房集热墙[J].太阳能, 2005 (2) :21-23.

太阳能建筑应用技术 篇11

关键词：太阳能烟囱 通风 节能

中图分类号：TK519 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（c）-0012-02

太阳能烟囱作为一项改善建筑热环境、有效降低空调耗能，同时能够创造可持续发展的绿色建筑技术越来越被人们所重视。太阳能烟囱技术是指它的一个或多个壁面是由玻璃盖板构成的透明墙体，利用透过透明玻璃的太阳辐射热增大烟囱内外的温差从而增加空气的浮力和热压，利用烟囱效应的抽吸作用强化自然对流换热，使流速增大，增大室内通风量，改善通风效果，从而使房间达到通风、降温、排除有害气体的目的，太阳能烟囱的应用研究对于推动新能源与生态建筑一体化具有重要意义[1-2]。

该文主要研究了太阳能烟囱高度、深度之间的优化关系，以及空气质量流量与太阳能烟囱几何尺寸之间的关系。

1 计算模型

图1中，1为玻璃盖板，2为集热墙，进口为A，集热墙厚度为E，烟囱宽度为b，高度为L，空气由室内进入进口在烟囱内向上经出口流出。UWF条件指墙体温度均匀为Tw，下面分析中b/L=0.005～0.5，A/L=E/L=0.1。在纯粹自然对流中，浮力导致的流动强度可用瑞利数Ra来判定：

（1）

若瑞利数小于108，浮力驱动的对流为层流；瑞利数大于108 时，为湍流。

基于壁面L的GrL数为[3]：

（2）

1.1 控制方程

在室内空气流动计算中的浮升力项采用Oberbeck–Boussinesq近似，假定在垂直方向上浮升力项除了密度变化外，流体的热物性参数为常数，假定墙体为绝热壁面，热流量均匀，则稳态、二维、不可压缩、紊流的Navier–Stokes方程可以简化为[4]：

式中Uj，T和P分别为平均速度，平均温度和平均压降，β是热膨胀系数。为湍流应力，为热通量，假定：

（6）

νt为湍流运动粘度，Prt为湍流普朗特数，Sij是平均应变张量，可由下式计算：

为Kr?necker变量，k为湍流动能，。假定湍流普朗特数Pr=0.86。

1.2 边界条件

在壁面上，对于平均和紊流速度分量采用无滑移边界条件。UWF条件指墙体温度均匀且为Tw，进口壁面绝热，壁面1为绝热壁面，对于层流情况，采用非对称加热，紊流计算中，壁面上k=0。出口的垂直断面上，平均压降采用，k的初始值由紊流强度I给定，，为烟囱入口平均流速。在入口上I=（3/2）I22，w=k/vt在自然对流中，由于入口上初始流速值预先未知，在出口断面上假定P=0。此外忽略速度分量、温度的变化及紊流动能[5]。

2 模拟结果与分析

基于壁面L的平均Nusselt数：

（7）

L指墙体高度，对于墙体2，L为L-A，Nux为局部Nusselt数，Nux=hxL/k，hx为局部传热系数。烟囱内无量纲质量流量：M=m/ρν，m为烟囱内单位宽度上的质量流量（kgm-1·s-1）[6]。

对于层流，图2给出了在105≤RaL≤108时，NuL1（外壁1）和NuL2（内壁2）。图3给出了在105≤RaL≤108时的M值。在外壁1上，（b/L）opt= 0.235，0.150，0.090和0.058时，RaL = 105，106，107和108取得最大值。在内壁2上，（b/L）opt= 0.220，0.125，0.079和0.050时，RaL=105，106，107和108取得最大值。RaL值越高，NuL取得最大值时，（b/L）opt越小。

从图3中可以看到在RaL=106，105，107和108层流时，无量纲质量流量M随b/L的变化趋势。（b/L）opt=0.325，0.240，0.205和0.225时，M取得最大值，在湍流，RaL=107，108，109，105和1012时，对应于（b/L）opt=0.240，0.285，0.150，0.080和0.076时，M取得最大值。在RaL相同时，M取得最大值时，（b/L）opt的值大于NuL取得最大值时的（b/L）opt值。因此，同时优化太阳能烟囱内空气的传热和流动性能是不可行的。

从图4a–c，可以看出在RaL=108，5×1010和1012湍流时，NuL1和NuL2随b/L的变化情况。RaL值越高，NuL取得最大值时，（b/L）opt越小。

从图2和图4的数值模拟结果中，可以得到在105≤RaL≤1012范围内的如下近似表达式：

（b/L）opt = 1.500-0.1868（ln RaL）+8.031× （8）

10-3（ln2 RaL）-1.160×10-4（ln3 RaL）

3 结论

（1）得到了NuL取得最大值时，在105 ≤RaL≤1012范围内，（b/L）opt的关联式。RaL值越高，NuL取得最大值时，（b/L）opt越小。

（2）得到了无量纲质量流量取得最大值时（b/L）opt的值，在RaL相同时，它大于NuL取得最大值时的（b/L）opt值。因此，同时优化太阳能烟囱内空气的传热和流動性能是不可行的。

参考文献

[1]Tarazi N K.Model of a Trombe wall[J].Renewable Energy， 1991，1（3-4）：533-541.

[2]Ji E， Yi H，He W，et al.PV-Trombe wall design for buildings in composite climates [J].Journal of Solar Energy Engineering，Transactions of the ASME， 2007，129（4）：431-437.

[3]薛宇峰，苏亚欣.太阳能烟囱结构对通风效果影响的数值研究[J].暖通空调， 2011，41（10）：79-83.

[4]赵平歌.太阳能烟囱增强热压自然通风的计算研究[J].西安工业学院学报，2004，24（2）：181-184.

[5]苏亚欣，柳仲宝.太阳能烟囱自然通风的一维稳态模型[J].土木建筑与环境工程，2011，33（5）：102-107.

太阳能建筑应用技术 篇12

一、太阳能光伏发电的重要意义

太阳能的光伏发电技术是一门新型的科学技术, 在我国能源不够充足, 但是能源的消耗量巨大的情况下, 太阳能的光伏发电技术对于我国来说意义非常重要, 它能够保证我国的国民经济持续发展, 保护人类的生存环境, 节约石油化工资源, 创立更多的就业岗位, 造福子孙后代。

太阳能是可以再生的能源, 太阳光是不需要成本的, 因此, 太阳能的光伏发电相比一般的电力具有更大的竞争力。随着科技的不断进步, 太阳能的电力成本将会逐渐下降, 反而矿物类燃料例如煤炭以及石油资源的价格将会逐渐上涨。

太阳能光伏发电是一种清洁型能源, 可以降低二氧化碳的排量, 符合现代“节能减排”的理念, 避免化工石油燃料的发电对自然环境产生空气污染以及废渣污染, 这对今天以及未来的自然环境来说是非常重要的。

二、我国太阳能光伏发电行业发展中存在的问题

我国的太阳能光伏技术产业现状不甚乐观, 光伏产品原料都是依赖国际进口, 产品则依赖出口, 我国所加工的太阳能光伏产品百分之九十都是要出口至国外市场的。我国国内的光伏产品主要是应用到农村的电气化与独立型太阳能的光伏发电, 太阳能光伏发电的产业还存在着很多问题, 主要有以下几点:一是太阳能光伏产业是综合型的学科, 包含了电力、建筑、光学、物理学以及化学等多种学科, 需要多学科的综合型人才, 但是, 我国却缺乏高水平的科研与工程人才。二是要提高转化光伏的效率关键学科是材料学, 研发新材料对于太阳能光伏发电技术的发展有着至关重要的作用。三是光伏物理学以及光伏化学的理论基础发展得较慢, 在理论方面还没有突破性的发展。四是光伏发电产业和建筑物的结合性差, 不能够满足当今城市的发展需求。五是太阳能工程的管理不够规范, 缺乏国家的指导与行业的监督。六是光伏发电的成本偏高, 超出了人们能接受的范围。

三、太阳能技术在建筑节能中的应用

在当今社会, 能源极度短缺, 消耗过大、电费的价格日趋增高的恶劣条件下, 能够将太阳能发电技术和建筑的节能相结合是有着至关重要的战略意义。太阳能对于建筑方面的应用可以总结成四个方面:太阳能的热水系统、主动或者被动式的阳光房、太阳能的光伏发电系统、太阳能的制冷或制暖系统。太阳能的建筑不仅仅是单一的技术性叠加, 而是一个复杂而同一的整体, 在1999年所召开的“世界太阳能大会”中专家预测, 在未来, 世界太阳能技术发展的走势是:一方面是太阳能的光电技术和太阳能的光热技术相结合;另一方面是太阳能的综合技术和建筑技术相结合。太阳能建筑会使未来世界建筑产业的主要形式, 它将为人类开辟一种全新的生活方式。

太阳能在建筑节能中的应用主要方式是光伏发电以及光热转换这两种技术, 太阳能的光伏发电技术是利用光电转换的原理让太阳辐射光能通过半导体的媒介转化成电能, 从而使能源的运用更加灵活。从长远看, 太阳能的光伏发电技术为城市居住建筑提供了更加广阔的前景, 但是在初期的投资高、转化的效率低;太阳能的光热转换技术是通过转换设备把辐射能源转换成热能利用的技术, 太阳能光热转换技术常常被用于建筑中, 其中包括了:太阳能热水的技术、被动太阳采暖的技术以及太阳能的热压通风技术等等。

(一) 太阳能光伏发电技术在建筑节能中的应用。

就目前来看, 太阳能的光伏发电技术和建筑物相结合来研究得最多的是建筑的光伏一体系统简称BIPV系统, 它将太阳能的发电机组完美地集结在建筑物的屋顶或者墙面上, 其工作的原理和普通的光伏发电系统完全一致, 唯一的区别在于太阳能的组件既可以被当作系统的发电机, 又可以当作建筑物的外墙材料。用于建筑光伏一体化系统的光伏组件既能够是透明的也能够是半透明的, 这样, 光线仍然可以通过光伏组件进入到室内, 不影响对室内的采光。采用建筑光伏一体化系统, 可以就地发电就地使用, 而且具备很多优势:利用太阳当作能源发电可以达到节能和环保的双重要求;节约电网的投资与减少输送过程所产生的损失;缓解对电力的需求量;可以当作建筑物的外围, 具备隔音和隔热的作用;改善室内的热环境。BIPV系统成本比较高, 短期内, 在建筑中难以得到应用, 它高额的成本主要是来源于光电转换系统的价格比较高, 并不是在设计上有太多的难度。从目前情况来看, 我国对于这种太阳能利用方式的研究还维持在小规模上, 仅仅只能以跟踪国际的研究为主要手段。

(二) 太阳能的光热技术在建筑节能当中的应用。

太阳能的光热技术在建筑节能中主要是应用于太阳能热水以及被动式太阳能采暖技术。我国的太阳能热水系统发展于二十世纪八十年代, 只能将太阳能简单地用于加温生活用水, 还停留在应用的低水平, 而对于欧美地区, 太阳能的热水系统则主要是用在辅助热源和常规能源的系统联合运行方面, 在生活的供应和洗浴热水方面以及为建筑提供供暖。为了能够使用户的需求与城市的美观两方面的要求同时得到满足, 太阳能的热水系统开始朝着美观实用及与建筑有机结合的方向发展, 和建筑一体化结合已经成为了太阳能热水系统未来发展的目标。我国二十世纪七十年代就已经开始了被动太阳能采暖建筑的开发和研究, 截止到目前为止, 已经推广了建筑面积大约为1, 000万平方米。目前, 被动式太阳能的建筑已经开始从群体建筑朝向住宅小区发展, 例如:甘肃的临夏市建成了占地约为9.8万平方米、建筑面积大约为9.2万平方米的太阳能小区;兰州市的“阳光计划”投资了大约4.28亿在郊区建筑73.3万平方米的太阳能住宅小区等等。我国被动式太阳房能够采暖节能60%至70%, 平均每平方米的建筑面积每年可以节约能源20~40千克标准煤, 起到了良好的经济效益以及社会效益, 但是在技术方面与国外还是存在着相当大的距离。

四、结语

太阳能技术对于建筑节能的应用前景非常开阔。虽然目前太阳能更多的是在制热与热水设备上的应用, 光电转换还存在着成本高, 转换效率低的问题, 但是, 由于太阳能自身存在着非常大的优势, 以及全球提倡节能环保的理念, 相信, 在未来, 建筑业将会更好地利用太阳能, 在建筑工程的每个环节都会看到太阳能技术的影子, 让太阳能和建筑成为一个有机的整体, 朝着一体化建筑方向发展, 实现节能的效果。

参考文献

[1].季炜, 王晓燕, 刘景伟, 董世奎.太阳能技术在建筑节能中的应用形式及工程实例分析[J].新能源与环境, 2007

[2].李淼, 李松.论太阳能技术在建筑节能中的应用[J].建筑技术研究, 2012