淺析太陽(yáng)能在建筑上的應用
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)。目前我國建筑能耗占總能耗的30%,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達的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,對提高整個(gè)國民經(jīng)濟的低碳水平意義重大。盡管太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)有了國家扶持的利好政策，搭上了太陽(yáng)能家電下鄉的快車(chē)，但是近兩年在房地產(chǎn)工程開(kāi)拓之路上，依然難以為眾多開(kāi)發(fā)商所接受，主要原因是開(kāi)發(fā)成本（建設太陽(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(xiāo)售，再加上現有的太陽(yáng)能產(chǎn)品壽命短，維修成本高，這些都會(huì )使開(kāi)發(fā)商積極性不高。但在未來(lái)15年，國內城市化進(jìn)程仍將高速增長(cháng)，太陽(yáng)能行業(yè)的市場(chǎng)重心將逐步由農村轉向城市，這將給房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)帶來(lái)無(wú)限商機。
太陽(yáng)能是上清潔、儲備豐富的可再生能源。一般來(lái)講，太陽(yáng)能在建筑上的應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(guò)汽輪機帶動(dòng)汽輪發(fā)電機來(lái)發(fā)電，所以它和一般熱發(fā)電機一樣，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，直接把太陽(yáng)能轉換成電能，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)能熱水目前應用較為普遍，其中使用的太陽(yáng)能集熱器可大體分為兩類(lèi)：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)能與建筑結合項目中，平板型太陽(yáng)能集熱系統以其壽命長(cháng)、性能穩定、承壓運行、易與建筑結合等特點(diǎn)，受到了房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商及設計單位的青睞。太陽(yáng)能工程系統設計形式有多種，就住宅建筑來(lái)說(shuō)常用的系統有四種：家用太陽(yáng)能熱水器、陽(yáng)臺壁掛太陽(yáng)能熱水器、集中集熱-集中儲熱的太陽(yáng)能熱水系統以及集中集熱-分戶(hù)儲熱的太陽(yáng)能熱水系統。
② 近年來(lái)除太陽(yáng)能熱水廣泛利用外，太陽(yáng)能采暖系統也較為普遍，它是指以太陽(yáng)能作為采暖系統的熱源，利用太陽(yáng)能集熱器將其轉換為熱能，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱系統。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(guò)建筑的朝向和周?chē)h(huán)境的合理布置，內部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材料和結構構造的恰當選擇，使建筑物在冬季能充分收集存儲和分配太陽(yáng)輻射熱；主動(dòng)式主要由太陽(yáng)能集熱系統、蓄熱系統、末端供熱采暖系統、自動(dòng)控制系統和其他能源輔助加熱、換熱設備集合構成。相比于被動(dòng)式，其供熱工況更加穩定，但投資費用也增大，系統更加復雜。隨著(zhù)經(jīng)濟和社會(huì )的發(fā)展，主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖開(kāi)始大規模應用。太陽(yáng)能由于熱密度較低，集熱溫度很難達到較高水平，普通散熱器熱媒溫度要求70℃以上，而太陽(yáng)能系統不易達到該出水溫度要求，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熱水在35～55℃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)入儲水箱，當熱水溫度達到某值時(shí)，由儲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水箱，再由集熱器加熱成高溫熱水；制冷機產(chǎn)生的冷媒水通向空調箱，以達到制冷空調的目的。當太陽(yáng)能不足以提供高溫熱媒水時(shí)，可由輔助鍋爐補充熱量。但是目前此系統的初投資偏高，僅適用于層數不多的建筑，且只適用于單位的空調,存在局限性。為了進(jìn)一步推廣太陽(yáng)能空調技術(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)能空調技術(shù)也有廣闊的應用前景。
目前，國內建筑能耗占全社會(huì )總能耗的比重比較大，熱水、空調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)能熱水可補充15%的建筑能耗，采暖、制冷系統可解決50%的建筑能耗，光伏發(fā)電可節約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)能利用設施與建筑有機結合，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)能對建筑物形象的影響，又避免了重復投資，降低了成本。太陽(yáng)能與建筑一體化是二十一世紀太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展的方向，也是一個(gè)建筑節低碳場(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)境的總體設計，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽(yáng)能設施成為建筑的一部分，相互間有機結合，取代了傳統太陽(yáng)能的結構所造成的對建筑的外觀(guān)形象的影響；
2.利用太陽(yáng)能設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，一般對平屋頂而言用覆蓋式，對斜屋頂用鑲嵌式;
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，與建筑同步設計、同步施工、同步后期物業(yè)管理。
綜上所述，隨著(zhù)國家對節低碳排的日益重視，目前部分地區建筑節低碳減排指標已經(jīng)列入考核，太陽(yáng)能與建筑一體化已經(jīng)有強制進(jìn)入主動(dòng)解決，這就給房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)一個(gè)明確的信號，未來(lái)幾年在相關(guān)政策的扶持下，新開(kāi)發(fā)的項目須引入太陽(yáng)能利用系統，只有這樣真正意義上的節低碳能大幅度的被體現。