未来趋势:太阳能热水器与建筑一体化

  • caodada.cn   来源:嫔嫔网   2020-08-02 05:44:09  

一直以来,等可再生能源在建筑技术上的完美应用都是企业梦寐以来的追求,太阳能与建筑结合创造的低能耗高舒适度的健康居住环境,不仅让住户家庭生活得更自然更环保,而且能节能减污,对实现社会可持续发展具有重大意义。在人类面临生存环境破坏日益严重和能源危机的今天,如何开发利用环保节能的住宅配套部品就成了一个焦点话题。太阳能——作为一种免费、清洁的能源,在住宅建筑中的利用,将关系到可持续发展的战略,可谓意义深远。经过数年的研究和开发,太阳能的利用已取得显著成果并转化为生产力。在我国,太阳能热水器在全行业中现已拥有企业超过千家,推广应用范围也在不断扩大。而太阳能与建筑的结合,也在住宅建设中越发呈现出其不可替代的地位,并成为住宅建设中的一个最新亮点。


太阳能与建筑一体化有他独特的特点:


一是把太阳能的利用纳入环境的总体设计,把建筑、技术和美学融为一体,太阳能设施成为建筑的一部分,相互间有机结合,取代了传统太阳能的结构所造成影响。二是利用太阳能设施完全取代或部分取代屋顶覆盖层,可减少成本,提高效益。三是可用于平屋顶和斜屋顶,一般对平屋顶而言用覆盖式,对斜屋顶用镶嵌式,四是该技术属于一项综合性技术,涉及太阳能利用,建筑,流体分布等多种技术领域。


目前,建筑物空气温度调节消耗着大量的能量。在我国,它要占到建筑物总能耗的约70%。用空调机和燃煤来控制室温不仅消耗能量,带来的外界的环境污染,而且并不能给室内人员带来健康的环境。在太阳能用于采暖方面,除造价较高的被动式太阳房有一些示范建筑外,还没有大规模的采用。主动式太阳能供能由于成本更高,与我国的经济发展也是远不相适应。因此,建筑供能的主动与被动相结合的思想及太阳能与常规能源相结合单位思想,按照房间的功能,采用不同方案的配合及交叉,这样可以大大降低太阳能用于建筑功能的一次投资和运行成本,使得整个方案在商业化的意义下具有可操作性。


太阳能供能设备的非定常性,对气象条件和辐照条件的依赖性等特点,要求我们必须对建筑用能负荷进行准确的预测,才能够在设备与建筑的匹配上做出设备投资和节能效益最佳的选择。建筑室内温度及气流的预测方法和预测软件CFD/NHT是太阳能与建筑的结合的理论和应用基础,也是世界目前建筑空气调节的又一大方面,但是我国目前在该方面的水平和从事人数还远落后于世界先进国家。在当代,太阳能与建筑的发展必须有一定的策略与之相适应,一是成熟的被动太阳能技术与现代的光热技术的综合利用;二是保温隔热的维护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合;三是传统建筑构造与现代技术和理念的融合;四是建筑的初投资与生命周期内投资的平衡;五是生态驱动设计理念向常规建筑设计的渗透;六是综合考虑区域气候特征、经济发达程度、建筑特征和人们的生活习惯等相关因素。


综合考虑社会进步,技术发展和经济能力等因素,在建筑物的策划、建筑设计、使用、维护以及改造等活动中,主动与被动的利用太阳能的建筑统称为太阳能建筑。我国太阳能建筑领域中技术最成熟,应用范围最广,产业化发展最快的是家用太阳能热水器。在云南昆明,陆良等地,在一些别墅式建筑的屋面,尝试把平板太阳能集热器镶嵌在具有瓦屋面的斜屋顶上,热水箱则隐蔽在斜屋顶的阁楼中,使太阳能热水器与建筑有机结合,外观形象是比较漂亮的,只是适合此类结构的建筑较少,推广应用受到局限。


多功能休闲亭集太阳能热水器,光电板和纳凉休闲功能于一体,流线型设计既美观又减少亭子结构的风力和承重荷载,优美的造型为屋顶,建筑物和周围环境增添了一道亮丽的风景,打造出一座别致美丽的楼顶花园,成为融合建筑美学,园林设计和人本文化内涵的典范之作,而且结构简单灵活,安装方便的特点,使之能够自然地与庭院,泳池,花园等场所融为一体。


太阳能与建筑一体化问题是多科学,多层面参与和合作的综合性事业,需要国家政策法规部门、建筑主管部门、太阳能厂商、房地产开发商、建筑设计单位的共同努力,太阳能热水器的推广应用离不开建筑师的参与,建筑师作为建筑的设计者,应根据不同的热水器类型,技术要求,使用目的以及不同地理纬度和气候特点,建筑类型等,对建筑的造型,平面布局和功能等进行综合考虑,另一方面太阳能热利用设备的设计和生产厂家反过来也应从建筑师那里获得建筑对其设备要求的反馈信息,只有这样才能使设备的设计和生产与建筑的使用达到完美的统一,推动太阳能在建筑上的运用,太阳能厂商一定要在技术上解决与建筑一体化的难题,要使太阳能系统成为建筑的一个构件,同时产品要标准化、系列化、配套化,这是推行太阳能与建筑一体化的根本问题。


对于安置在屋顶的建筑一体化太阳能热水器,其基本特征是集热器沿屋面布置,集热器作为屋顶覆盖层的一部分或全部。如此结构与传统技术比较,存在的主要问题是“系统的循环问题”、“集热器的形成和结构问题”等。一是对于斜屋顶而言,集热器可以沿屋面倾斜布置,循环问题与传统技术上没有差别;二是对于平屋顶,集热器几乎呈水平布置,基本循环方式虽然仍为自然循环和强制循环两种,但对技术要求有很大的差别。


另外,太阳能热水器与建筑的完美结合需解决的问题值得注意的是太阳能热水器要与建筑完美结合,必须做到:根据建筑特点形式,生产与之配套的太阳能热水器;规范太阳能热水器在建筑物上放置和安装;与建筑商协调搞好管路的预留;结合建筑与地区特点,搞好太阳能防风、防雪、防雷等安全防护等。


随着行业的发展,技术的进步和人民生活水平的提高,建筑能耗也随之的提高,日益成为能源供给的沉重负担,因此建筑物对太阳能的充分利用具有重要的经济、社会意义和能源安全的战略意义,太阳能热水器的性能已经可以满足用户全天候24小时随心所欲的使用要求。太阳能热水器与建筑结合的方式也是多种多样,可分为屋面隐藏型、墙体型两大类;用途上也很广泛,既可以产生热能或电能,又可以当作防水和绝热材料,还可以作表面装饰材料使用。如果房地产开发商从设计、建设开始就像对火、电那样,把太阳能(光热、光电)与房屋融为一体,这样既可以增添房屋的功能,也可以满足住户的实际需求,自然会提高商品房的销售量。把太阳能与商品房巧妙地结合起来,既起到装点效果,又节能环保,一劳永逸,利国利己,造福子孙。


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