太阳能建筑.doc

太阳能在建筑当中的利用建筑 0801 姓名 印文琛 学号 1691080133一个屋顶就是一个“发电厂”，这即将在南京成为现实，从全省建筑节能现场推进会上获悉，南京南站将建成全球最大的建筑一体化太阳能光伏发电系统。它的巨大屋顶每年将产生640万度电能，最快明年4月以后，南京市民就能用上南站发出的电。这是太阳能光伏技术在建筑上的的利用成果。 太阳能建筑的概念及意义 太阳能建筑就是利用太阳能供暖和制冷的建筑。在建筑中应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、煤炭等能源而且不污染环境，在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏其他能源的地区，采用太阳能供暖、制冷，尤为有利。目前太阳能建筑还存在投资大，回收年限长等问题。太阳能在我国建筑领域的传统利用形式对于太阳能的利用和人类的历史一样久远 ,可以说是人类的本能。传统建筑对太阳能的利用比较简单却实用有效 ,其利用方法有朝向、采光、表面颜色等几个方面 (1)朝向及采光 人类早就发现太阳光是有方向性的，为了在冬季取得最大限度的太阳热量，人们在建房时非常注意房子的朝向。在北半球一般都采用正南方向。我国传统建筑也非常重视朝向，一般以南墙为主要采热面，南窗最多且面积最大。最早的建筑只有门没有窗,，窗的出现大大改善了室内的自然采光。我国传统民居(尤其是北方地区) , 以南窗采光为主, 在建筑布局中, 都非常重视南向建筑间距。在院落布局中 ,一些开井的设置 ,从天然采光角度看 ,可以看作是采光井。(2)表面颜色 世界各国的传统建筑中，寒冷地区的建筑偏重于深色，阳光强烈的地方建筑偏重于浅色。我国北方地区常用褚红色、青灰色，而南方温暖地区的墙喜欢刷白色，这些都是通过墙和屋顶的颜色来利用太阳能的。 太阳能在现代建筑中的综合利用 太阳能建筑按照采暖系统的不同可分为主动式和被动式两种。(1)主动式太阳能建筑需要一定的动力进行热循环 ,主要由集热器、管道、储热装置、循环泵、散热器等组成。原理： 靠常能(泵、鼓风机)运行的系统，由集热器、蓄热器、收集回路、分配回路组成，通过平板集热器，以水为介质收集太阳热。吸热升温的水，贮存於地下水柜内，柜外围以石块，通过石块将空气加热後送至室内，用以供暖。如将蓄热器埋於地层深处，把夏季过剩的热能贮存起来，可供其他季节使用。主动式太阳能系统按传热介质又可分为空气循环系统、水循环系统和水、气混合系统。一般说来，主动式太阳能建筑能够较好地满足住户的生活要求，可以保证室内采暖和供热水，甚至制冷空调，但设备复杂，投资昂贵，需要辅助能源，而且所有的热水集热系统都需要有防冻设施，这些缺点造成主动式太阳能建筑目前在我国难以推广应用。(2)被动式太阳能建筑 就是不用任何其他机械动力，只依靠太阳能自然供暖的建筑，白天的一段时间直接依靠太阳能供暖，多余的热量为热容量大的建筑物构件(如墙壁、屋顶、地板) 、蓄热槽的卵石、水等吸收，夜间通过自然对流放热，使室内保持一定的温度，达到采暖的目的。被动式太阳能建筑集蓄热构件与建筑构件于一体，一次性投资少，运行费用低，但这种集热方式昼夜温度波动较大。蓄热墙式太阳能利用工作原理被动式太阳能建筑的类型很多，按照利用太阳能方式的不同，可以分为以下五种 ：直接收益式：在房屋的朝阳面设置大面积双层玻璃窗，利用室内的地面和墙体，作为蓄热体吸收太阳能。蓄热体可用混凝土、砖、石等材料，表面最好用深色。白天蓄热，夜间利用所蓄热能供暖。水墙式：将朝阳墙面做成装水的墙体，墙外设玻璃幕墙，两者之间留出空气隔层。在冬季的白天，阳光把水墙加热後向室内散热夜晚关闭活动的隔热保温板，使已蓄热的水墙能保证室内热量不致散失。夏季还可利用水墙作为隔热墙之用，防止辐射热入室。蓄热墙式：将朝阳墙面做成厚重实墙，外涂黑色，外层设玻璃幕墙，两者之间留出空气隔层。实墙上留出适当的采光面积，上、下留洞口。白天室内的冷空气通过下部洞口，进入空气隔层受热上升，经由上部洞口进入室内，如此形成对流循环，室内温度即可不断提高。夜间将洞口关闭，并下帘幕，使室内热量不致散失。夏季开启厚墙和玻璃幕墙上的小窗，可通风降温。太阳温室式：在房屋外部建一玻璃温室，与室内有洞口相通。白天太阳将温室加热後，实墙已蓄热，热量即散入室内。实墙也可设计成隔热用的水墙。温室也可以作为一个附加的、阳光充足的空间，作为生活起居之用，可以种菜、栽花或作室内绿化，但在夏季要有遮阳措施。屋顶水池式：在屋顶上用透明材料做成水袋或水池，上盖活动式隔热保温板。在冬季的白天，将保温板拉开，太阳将水加热，夜间关闭保温板。水有较大的热容，可持续向室内散热。夏季的白天大部分阳光被保温板所反射，其馀被水吸收，水袋或水池起隔热作用夜间打开保温板，使之散热、降温。 太阳能热水器的利用近几年,太阳能热水器在我国得到了普遍采用，截止到 2000 年底，太阳能热水器的生产企业已达1000 多家，年产量 600 万。太阳能热水器是最基本的，并且是比较经济的太阳能热利用装置。在我国太阳能热水器的设计制造技术比较成熟，已有多年的使用经验。太阳能热水器按照其工质流动方式不同 ,一般可分为闷晒式、循环式和直流式太阳能热水器。其一般由集热器、贮热装置、循环管路和辅助装置组成。现在主导产品是全玻璃真空管太阳能热水器，并向光、电智能化发展。现在突出的问题是我国太阳能热水器的利用基本上仅限于单个的家庭的安装使用，且由于太阳能热水器体量较大和屋顶安装的无序，严重影响了建筑物的屋顶保温、隔热、防水和建筑物的景观效果，也往往由于热水器在屋顶的管道过长，冬季出现冻结的现象，影响热水器的正常使用。此外，家庭单独安装热水器还存在着严重的安全隐患，一方面因为当前我国的建筑物屋顶基本上都没有考虑安装热水器的荷载问题，现在一些屋顶上密密麻麻装满了热水器，无形中加大了原有屋面的荷载;另一方面因为建筑物没有考虑热水器的安装，没有预留有关安装的预埋件，再加上一些安装人员的责任心差，仅仅用铁丝等固定于烟筒等部件上，极不安全。太阳能光伏技术的利用太阳能光伏技术是通过太阳能电池将光能直接转换为电能。太阳能光伏系统一般包括电池组、储能、逆变和控制部分。建筑中的利用可分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏系统需配备蓄电池，在夜间或光照不足的情况下，可由它来持续供电。并网光伏系统是与开放电网并联的，由该系统产生的而未被消耗的电能可以供给电网。并网的先决条件是安装逆变器，它将由太阳能产生的直流电转变成和电网一致的交流电，其输出功率应尽可能与太阳能发电器的功率相符。光伏技