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1、現代建筑中的太陽能應用摘要：本文介紹了太陽能利用原理，指出太陽能與建筑一體化設計的太陽能利用方式有 著冃大的發展潛力，必將在能源消費結構中占據越來越重要的地位。結合各類太陽能利用系 統的特點，為建筑節能環保產品的設計開發捉供考慮方向。關鍵詞：太陽能；建筑節能；建筑一體化設計隨著我國建筑經濟的快速發展，建筑能源消耗隨z加大。IT前傳統化石能源供應緊張-FL 不可再也 而能源的不介理利用也帶來了一系列的環境污染，給世界環境帶來了極人的危害, 所以尋求可再生能源的高效清潔利用，成了目前人類面臨的共同問題。一、太陽能以及太陽能建筑的定義太陽能，一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發電。口地球形成生2、物就主要以 太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬T物件，并作為保存食物的方法，如制 鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發展。太陽能的利用有被動式 利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發電成為一種新興的可再牛:能源。廣義上的 太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等。太陽能建筑，即用太陽能代替部分常規能源，為建筑物和居民提供采暖、熱水、空調、 照明、通風、動力等一系列功能，以滿足或部分滿足人們的生活和生產的需要。所謂的太陽 能建筑，其利用太陽能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供應均來自太陽 能，常規能源消耗為零；從而真正做到環保清3、潔、綠色生態。基于以上対太陽能建筑的定性分析，太陽能建筑的特點可以概括為三條：舒適與健康; 節約一次能源；減少對環境的破壞和污染。二、太陽能利用的主流技術截至日前，世界太陽能利用的主要途徑為光電轉換和光熱轉換兩種方式，而通過光熱或 者光電轉換實現高效的發電技術，是國際太陽能利用研究的一個主流。光電轉換，通過太陽電池直接將太陽輻射的光能轉換為電能，即光伏效應。太陽電池即 根據光伏效應而設計，用半導體材料制成，有硅、化合物半導體、有機半導體等多種材料, 按材料結晶形態冇單晶、多晶和非晶態。在硅電池中，單晶硅太陽能電池轉換效率較高，相 對單晶硅材料更為廉價方便的薄膜硅,電池雖然效率較低，但是制造簡潔4、能耗低、使用的 原料更節省，也冇很大的發展潛力。另外，多節電池、聚光電池技術由于其突出的轉換效率, 也已經成為現階段國際研究的重點關注領域。光熱轉換及太陽能熱發電技術，光熱轉換是將太陽輻射能轉換為熱能的過程。由于其成 本較低、技術上更容易實現，適用而廣，所以世界上很多國家都把它作為太陽能利用的首選。 其屮太陽能熱力發電是當今世界太陽能利用研究的主題Z,該類系統通過太陽集熱設備代 替常規鍋爐，用太陽能熱力系統帶動發電機發電。三、太陽能利用與建筑節能現代建筑己經進入綠色建筑階段，是壞境科學與生態藝術的完美結合。太陽能在建筑學 上的應用，為建筑節能提供了無比廣闊的詢景。作為迄今人類所認識的最清潔的5、可再生能源, 太陽能與建筑一體化設計將在建筑節能屮扮演著越來越重要的作用，是未來太陽能技術發展 的方向。我國建筑不僅耗能高，而且能源利用效率很低，單位建筑能耗比同等氣候條件下國 家高出23倍。所以大力推進建筑節能已迫在眉睫。（一）、太陽能與建筑一體化技術特點1、太陽能與建筑一體化是將太陽能利用設施與建筑有機結合，使太陽能設施成為建筑 的一部分，如利用太陽能集熱器替代屋頂覆蓋層或替代屋頂保溫層，取代了傳統太陽能的結 構所造成的對建筑的外觀形象的影響；2、對屋頂造型無特殊要求。平屋頂或斜屋頂均適用，僅安裝方法不同，取代了原來屋 而的隔熱保溫，既美觀，乂實用；3、適用范圍廣，適用于各種形式的建筑。例6、如：住宅小區、高層樓群、別墅等等；4、屬于一項綜合性技術，涉及太陽能利用、建筑設計、流體分布等多種技術領域。（二）、太陽能建筑一體化技術現狀1、分布式綜合利用技術。將各種太陽能利用技術結合建筑一體化設計，建立具有分布 式能源供應能力的綠色節能建筑的思路，也已經成為國內外研究的熱點。其中光伏發電由于 其便捷性與靈活性，就有了與建筑物集成化的利用，并且很快成為熱門課題。在建筑物屋頂 上安裝的太陽能系統，通常采用與公共電網并網的形式。并網光伏系統不需配備蓄電池，這 樣町節省投資。同時由于不受蓄電池荷電狀態的限制能充分利用光伏系統所發出的電力，l（U 且在夏季用電高峰時太陽輻射量最大，光伏系統發電最最7、多。這對電網述可起到調峰作用。 建筑物上有人量空置的屋頂及外墻空間，可以安裝太陽能利用裝置，這種分布式的利用技術 不需要長途輸送，節省了輸配電設備，減少了電力損耗，其廣闊的應用前景已引起人們的高 度重視。2、我國在建筑節能方面的應用。一直以來，太陽能等可再牛能源在建筑技術上的應用 都是政府和企業的夢寐追求，太陽能利用與建筑節能的完美結合，創造的低能耗、高舒適度 的健康居住環境，不僅讓企業、家庭、工作、生活變得更自然更環保，而且能節能減排。對 實現社會可持續發展具有重人意義。太陽能作為一種免費、清潔的能源，在建筑節能屮的利 用，將關系到可持續發展的戰略，可謂意義深遠。經過數年的研究和開發，太陽能8、的利用已 取得顯著成果并轉化為生產力。在我國，太陽能熱水器在全行業中現已擁有企業超過千家, 推廣應川范圍也在不斷擴人，而太陽能與建筑的結介，也在住宅建設屮越發呈現出:其不可替 代的地位，并成為住宅建設中的一個最新亮點。（三）、太陽能與建筑一體化的發展方向1、建筑物室溫調節。目前，建筑物空氣溫度調節消耗著大量的能量。在我國，它要山 到建筑物總能耗的約70%,用空調機和燃煤來控制室溫不僅消耗能屋，帶來外界的環境污 染，血且并不能給室內人員帶來健康的壞境，在太陽能用于采暖方面，除造價較高的被動式 太陽房冇一些示范建筑外，還沒冇大規模的采用。主動式太陽能供能由于成本更高，與我國 的經濟發展也是遠不相適9、應，因此，建筑供能的主動與被動相結合的思想及太陽能與常規能 源相結合的思想，按照房間的功能，釆用不同方案的配合及交叉，這樣可以大大降低太陽能 用于建筑功能的一次投資和運行成本，使得整個方案在商業化的意義下具有可操作性。2、建筑物應用考慮方向。根據太陽能供能設備對氣象條件和輻照條件的依賴性等特點, 要求我們必須對建筑用能負荷進行準確的預測，才能夠在設備與建筑的匹配上做出設備投資 和節能效益最佳的選擇。在當代，太陽能在建筑節能上的應用發展必須有一定的策略與Z相 適應，主要有：成熟的被動太陽能技術與現代的太陽能光伏光熱技術綜合利用；保溫隔 熱的維護結構技術與自然通風采光遮陽技術的有機結合;傳統建筑構10、造與現代技術和理念 的融合；建筑的初投資與牛命周期內投資的平衡；牛態驅動設計理念向常規建筑設計的 滲透；綜合考慮區域氣候特征、經濟發達程度、建筑特征和人們的生活習慣等相關因索。四、結束語太陽能由于其周期性強、穩定性和能量密度不理想等特點，其常規利用技術還存在很多 問題和I木I難。應該說任何一種太陽能利用技術都不是完全獨立的個體，只有通過加強各技術 間的綜介應川，才能夠克服很多單一技術的缺陷，實現更好更高效利川太陽能的II標。隨著 人們對可再生能源認識的提高以及太陽能市場的逐漸成熟，太陽能光電轉換、光熱轉換以及 太陽能熱電聯用等在建筑節能上的應用，其發展前景將十分廣闊。毫無疑問，太陽能技術將 成為新能源技術最重要的組成部分z,為節能環保建筑產品的開發利用提供了誘人的前 景。參考文獻：王蠱，太陽能技術在建筑上的應用研究，2010杜威，建筑一體化太陽能綜合利用系統硏究，2010楊碩，智能建筑太陽能應用系統的研究，2009