太阳能与建筑一体化利用介绍

1、太阳能与建筑一体化利用2016目录12453太阳能主要利用方式太阳能与建筑一体化一体化技术途径国外太阳能利用太阳能主要利用方式1、直接获取系统2、图洛姆保温墙系统3、太阳室被动式利用1、太阳能热泵系统2、太阳能制冷系统3、建筑光电一体式系统（BIPV）主动式利用1.太阳能主要利用方式2.1太阳能与建筑一体化 太阳能光伏发电及太阳能热水器与建筑结合， 按照其在建筑中的安装位置，可以有很多形式，可以 安装在屋顶上(包括斜屋顶和平屋顶)、南立面上、 遮阳棚上和阳台上等位置。 按照太阳能光伏电池板和太阳能集热器与建筑 的结合形式，可分为两大类： 一是普通太阳能光伏电池或集热器，不加装饰地安装在建筑物上

2、面，因此都 存在影响建筑造型美观和周围环境景观的问题； 二是采用建筑构件化的太阳能光伏电池或集热器，作为建筑材料安装在建筑物上，完美地融入建筑物，与建筑结构实现一体化结合。 (1)在外观上，合理摆放光伏电池板和太阳集热器，无论是在屋顶还是在立面墙上，应实现两者的协调与统一；2.2一体化结合技术特点 (2)在结构上，要妥善解决光伏电池板和太阳集热器的安装问题，确保建筑物的承重、防水等功能 不受影响，还要充分考虑光伏电池板和太阳集热器 抵抗强风、暴雪、冰雹等自然灾害的能力； (3)在管路布置上，在建筑物中都要预留出所有管路的通口，合理布置太阳能循环管路，尽量减小管路上的电量和热量的损失； (4)在

3、系统运行上，要求系统安全可靠、稳定、 安全，易于安装、检修、维护，合理解决太阳能与辅助 能源的匹配以及与公共电网的并网问题，尽可能实 现系统的智能化全自动控制。 在国外，许多政府已制定并实施将太阳能用于公 共建筑和居住建筑的计划，如美国政府计划到2010年在100万个屋顶上安装太阳能电池板，称为“百万屋顶计划”。 日本通产省的新太阳能计划中也提出了2 600万户太阳能住宅的推广计划。并且，在“一体化设计”方面也进行了有益的探索，太阳能利用构件由最初力图藏而不露，转向成为引人注目的建筑构成元素展示出来。3.1国外太阳能利用百万屋顶计划3.2.1美国国家可再生能源实验室 美国国家可再生能源实验室展

4、示中心极富韵律的Trombe墙为展览厅提供了被动式采暖和自然采光，同时也塑造了极富个性的立面效果。 3.2.2丹麦展览会议中庭 丹麦南部Toftlund的Bmndtland展览会议中心运用了这个国家最大规模的PV光电板阵列，这些半透明的光电板与中庭屋顶玻璃相结合，既作为发电元件，又可起到遮阳构件的作用，避免阳光曝晒引起的过热。 3.2.3Helitrope太阳能住宅 Helitrope位于弗莱堡的一个小山坡上,也叫“向日葵住宅”，这幢住宅的最大特点就是房子自身可以绕中轴随太阳旋转360。房子能自转，这样冬天可使起居室、卧室等主要用房朝南以获得尽量多的阳光；夏天外界气温高时，则可使主要用房背阳，

5、避免过多的阳光选入室内。在住宅顶部有一块集热板，亦可同住宅一起跟着太阳转，并可在上、下、左、右4个方向转动，使之与水平面的夹角可随着太阳高度角的变化而变化，以保证最大的集热面积，获得最多的太阳能。 (1) 与墙体一体化(2) 与屋顶一体化(3) 与阳台一体化4.一体化技术途径(4) 与遮阳装置一体化4.1与墙体一体化集热蓄热墙创新：传统集热墙为提高太阳能吸收率，一般将外表面涂成黑色,但是这样会影响到建筑美观，大面积使用时对人们心理上造成压抑感，不利于太阳房的推广。这时，可根据实际情况，选用别的颜色与黑色搭配使用，丰富建筑立面，虽然可能牺牲了部分太阳热能的吸收，却能营造出活泼宜人的建筑环境。太阳

6、能保温墙板将固定安装有呈槽型抛物面状的热反射板的墙体依次按建筑要求排列对接，热反射板与墙体的安装角度可根据墙体不同的安装部位而采用不同的角度。太阳光经密集排列的热反射板聚焦到导热管上，再由导热管将所接收的热量传递进室内。墙体内设有固架，以此来增加墙体强度。4.1与墙体一体化 图为美国科罗拉多州Englewood联邦快递中心，整面南墙采用了深红色的集热器，建筑形象十分鲜明，引人注目。 为了更有效地收集太阳能，吸热表面可采用吸收率高、发射率低的选择性涂层，以减少高温吸热表面的长波辐射热损失。例如北京市太阳能研究所研制的铝阳极氧化涂层，其吸收比为0.920.96，法向发射比为0.10.2，具有良好的

7、选择吸收性能。4.2与屋顶一体化 建筑屋面作为集热部件有其特有的优势： 1.不影响建筑立面； 2.日照条件好，不受朝向影响，不易受到遮挡，可以充分地接受太阳辐射； 3.系统可以紧贴屋顶结构安装，减少风力的不利影响； 4.集热器可替代保温隔热层遮蔽屋面。 如图表示了一种与建筑坡屋面组成一体的太阳能集热器，其主要特点是在做好防水处理的屋面上，铺设屋面与集热器共用的防渗漏的隔热保温层，在隔热保温层上方放置太阳能集热部件，集热器顶部架设有机复合采光保温盖板，可根据需要提供热水或热风。4.2与屋顶一体化4.3与遮阳装置一体化 将太阳能利用构件如PV板或集热器与遮阳装置构成多功能建筑构件，一物多用，可有效

8、地利用空间。 美国加州Presidio国家公园可持续发展中心人口雨蓬运用了合乎建筑模数的PV板作为天窗玻璃。 在多层、高层住宅中，还可以将太阳能集热器与窗户上的遮阳蓬相结合。这种热水器的特征在于集热器和储水箱都安装在托架上，通过托架固定在窗口上方，托架上有带安装孔的托脚。 这种热水器既可以供给热水，也可起到遮阳罩的作用。需要注意的问题是要确保安装牢固，以免落下伤人。4.3与遮阳装置一体化4.4与阳台一体化 住宅中，固装在屋顶上的集热器也存在着自身的缺陷：对于下部楼层的用户，由于连接管道较长，热损失大；住户上屋顶检查或维护较为困难；并且各家各户暴露在外的管道杂乱无章，破坏了建筑原有的形象。 相比

9、之下安装在阳台上的集热设备则具有便于察看，连接管道短，土建工程量少等优点。4.4与阳台一体化 如图表示的是日本某集合住宅中与阳台错落结合的太阳能热水器，水箱位于阳台上，集热器依附于栏板之外，成为活泼立面的构图元素。4.4与阳台一体化 如图是与楼房阳台封装结合为一体的太阳能热水器，在框体内下部固装太阳能集热器，中部为窗户，上部装着带保温壳体的储水箱，集热器通过窗户两侧的 连接管分别与水箱连通，集热器中的水受太阳辐射升温与水箱中的水循环换热，热水由出水口流出供洗浴之用，冬季还可开启活动保温后盖向室内供暖。 它充分利用建筑结构特点，改变了现有太阳能热水器独立安装的形式，既为用户提供了洗浴用水，又起到封装阳台的作用，不影响通风透光，并且具有重量轻、安 我国太阳能建筑的发展方向