淺析太陽(yáng)能在建筑上的應(yīng)用
近年來(lái)在低碳之風(fēng)勁吹的大背景下,建筑低碳也成為社會(huì)各界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。目前我國(guó)建筑能耗占總能耗的30%,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達(dá)的3倍，每年新建建筑中約95%是高能耗建筑。因此,建筑行業(yè)低碳減排水平的提高,對(duì)提高整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的低碳水平意義重大。盡管太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)有了國(guó)家扶持的利好政策，搭上了太陽(yáng)能家電下鄉(xiāng)的快車，但是近兩年在房地產(chǎn)工程開拓之路上，依然難以為眾多開發(fā)商所接受，主要原因是開發(fā)成本（建設(shè)太陽(yáng)能建筑每平方米需增加成本230元）的增加不能帶動(dòng)房屋銷售，再加上現(xiàn)有的太陽(yáng)能產(chǎn)品壽命短，維修成本高，這些都會(huì)使開發(fā)商積極性不高。但在未來(lái)15年，國(guó)內(nèi)城市化進(jìn)程仍將高速增長(zhǎng)，太陽(yáng)能行業(yè)的市場(chǎng)重心將逐步由農(nóng)村轉(zhuǎn)向城市，這將給房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)帶來(lái)無(wú)限商機(jī)。
太陽(yáng)能是上清潔、儲(chǔ)備豐富的可再生能源。一般來(lái)講，太陽(yáng)能在建筑上的應(yīng)用有供電利用和光熱利用。
1.供電利用就是太陽(yáng)能發(fā)電，分為熱發(fā)電和光伏發(fā)電，熱發(fā)電就是把太陽(yáng)的光反射，用反射鏡來(lái)聚焦陽(yáng)光，在聚焦點(diǎn)上產(chǎn)生蒸汽，由蒸汽來(lái)通過汽輪機(jī)帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電，所以它和一般熱發(fā)電機(jī)一樣，只是產(chǎn)生蒸汽的方式不同；而光伏發(fā)電就是利用太陽(yáng)能電池的光伏效應(yīng)，直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，這種方式在建筑上較為常用，如一些草坪燈、庭院燈、路燈等。
2.光熱利用就是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能，提供生活熱水，它主要包括兩部分：一是集熱部分，二是末端用熱部分，根據(jù)用熱部分的不同又分為太陽(yáng)能熱水、太陽(yáng)能供熱和太陽(yáng)能制冷。
①太陽(yáng)能熱水目前應(yīng)用較為普遍，其中使用的太陽(yáng)能集熱器可大體分為兩類：平板型太陽(yáng)能集熱器和真空管型太陽(yáng)能集熱器，其中平板型太陽(yáng)能集熱器由吸熱板、蓋板、保溫層和外殼四部分組成，吸熱板采用的涂層主要有涂料涂層、陽(yáng)極氧化涂層、黑鉻涂層及磁控濺射涂層；真空管型又分為全玻璃真空管、U型管式真空管、金屬熱管式真空管和玻璃熱管等多種形式。在太陽(yáng)能與建筑結(jié)合項(xiàng)目中，平板型太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)以其壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、承壓運(yùn)行、易與建筑結(jié)合等特點(diǎn)，受到了房地產(chǎn)開發(fā)商及設(shè)計(jì)單位的青睞。太陽(yáng)能工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式有多種，就住宅建筑來(lái)說(shuō)常用的系統(tǒng)有四種：家用太陽(yáng)能熱水器、陽(yáng)臺(tái)壁掛太陽(yáng)能熱水器、集中集熱-集中儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)以及集中集熱-分戶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。
② 近年來(lái)除太陽(yáng)能熱水廣泛利用外，太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)也較為普遍，它是指以太陽(yáng)能作為采暖系統(tǒng)的熱源，利用太陽(yáng)能集熱器將其轉(zhuǎn)換為熱能，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱系統(tǒng)。太陽(yáng)能采暖分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖通過建筑的朝向和周圍環(huán)境的合理布置，內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的恰當(dāng)選擇，使建筑物在冬季能充分收集存儲(chǔ)和分配太陽(yáng)輻射熱；主動(dòng)式主要由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、末端供熱采暖系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和其他能源輔助加熱、換熱設(shè)備集合構(gòu)成。相比于被動(dòng)式，其供熱工況更加穩(wěn)定，但投資費(fèi)用也增大，系統(tǒng)更加復(fù)雜。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖開始大規(guī)模應(yīng)用。太陽(yáng)能由于熱密度較低，集熱溫度很難達(dá)到較高水平，普通散熱器熱媒溫度要求70℃以上，而太陽(yáng)能系統(tǒng)不易達(dá)到該出水溫度要求，因此，通常采用地板輻射采暖的末端供熱方式，地板采暖所需要的低溫?zé)崴?5～55℃之間，正好是太陽(yáng)能集熱器所能提供的適合溫度。
③所謂太陽(yáng)能制冷，就是利用太陽(yáng)能集熱器為吸收式制冷機(jī)提供其發(fā)生器所需要的熱媒水。在夏季，被集熱器加熱的熱水先進(jìn)入儲(chǔ)水箱，當(dāng)熱水溫度達(dá)到某值時(shí)，由儲(chǔ)水箱向制冷劑提供熱媒水；從制冷劑流出并已降溫的熱水流回儲(chǔ)水箱，再由集熱器加熱成高溫?zé)崴?；制冷機(jī)產(chǎn)生的冷媒水通向空調(diào)箱，以達(dá)到制冷空調(diào)的目的。當(dāng)太陽(yáng)能不足以提供高溫?zé)崦剿畷r(shí)，可由輔助鍋爐補(bǔ)充熱量。但是目前此系統(tǒng)的初投資偏高，僅適用于層數(shù)不多的建筑，且只適用于單位的空調(diào),存在局限性。為了進(jìn)一步推廣太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)，相信在和社會(huì)的大力支持下，緊緊依托太陽(yáng)能熱水器這個(gè)成熟的大市場(chǎng)，未來(lái)太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)也有廣闊的應(yīng)用前景。
目前，國(guó)內(nèi)建筑能耗占全社會(huì)總能耗的比重比較大，熱水、空調(diào)和采暖能耗占建筑能耗的65%左右，而綜合利用太陽(yáng)能，太陽(yáng)能熱水可補(bǔ)充15%的建筑能耗，采暖、制冷系統(tǒng)可解決50%的建筑能耗，光伏發(fā)電可節(jié)約30%的建筑能耗，就可建成理想的零能耗房。所謂太陽(yáng)能與建筑一體化是將太陽(yáng)能利用設(shè)施與建筑有機(jī)結(jié)合，利用太陽(yáng)能集熱器替代屋頂覆蓋層或替代屋頂保溫層，既消除了太陽(yáng)能對(duì)建筑物形象的影響，又避免了重復(fù)投資，降低了成本。太陽(yáng)能與建筑一體化是二十一世紀(jì)太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展的方向，也是一個(gè)建筑節(jié)低碳場(chǎng)的亮點(diǎn)。太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1. 把太陽(yáng)能的利用納入環(huán)境的總體設(shè)計(jì)，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽(yáng)能設(shè)施成為建筑的一部分，相互間有機(jī)結(jié)合，取代了傳統(tǒng)太陽(yáng)能的結(jié)構(gòu)所造成的對(duì)建筑的外觀形象的影響；
2.利用太陽(yáng)能設(shè)施完全取代或部分取代屋頂覆蓋層，可減少成本，增加效益；
3.可用于平屋頂或斜屋頂，一般對(duì)平屋頂而言用覆蓋式，對(duì)斜屋頂用鑲嵌式;
4.太陽(yáng)能熱水器完全納入建筑部品體系，成為建筑體系不可分割的一部分，與建筑同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步后期物業(yè)管理。
綜上所述，隨著國(guó)家對(duì)節(jié)低碳排的日益重視，目前部分地區(qū)建筑節(jié)低碳減排指標(biāo)已經(jīng)列入考核，太陽(yáng)能與建筑一體化已經(jīng)有強(qiáng)制進(jìn)入主動(dòng)解決，這就給房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)一個(gè)明確的信號(hào)，未來(lái)幾年在相關(guān)政策的扶持下，新開發(fā)的項(xiàng)目須引入太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，只有這樣真正意義上的節(jié)低碳能大幅度的被體現(xiàn)。