未來的建筑趨勢--太陽能熱水器與建筑一體化
時間:2010-03-22 21:11 點擊:次 我要評論（）
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一直以來，太陽能等可再生能源在建筑技術上的完美應用都是企業夢寐以來的追求，太陽能與建筑結合創造的低能耗高舒適度的健康居住環境，不僅讓住戶家庭生活得更自然更環保，而且能節能減污，對實現社會可持續發展具有重大意義。在人類面臨生存環境破壞日益嚴重和能源危機的今天，如何開發利用環保節能的住宅配套部品就成了一個焦點話題。太陽能——作為一種免費、清潔的能源，在住宅建筑中的利用，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，推廣應用范圍也在不斷擴大。而太陽能與建筑的結合，也在住宅建設中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。
目前，建筑物空氣溫度調節消耗著大量的能量。在我國，它要占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量，帶來的外界的環境污染，而且并不能給室內人員帶來健康的環境。在太陽能用于采暖方面，除造價較高的被動式太陽房有一些示范建筑外，還沒有大規模的采用。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單位思想，按照房間的功能，采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。
太陽能供能設備的非定常性，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。建筑室內溫度及氣流的預測方法和預測軟件CFD/NHT是太陽能與建筑的結合的理論和應用基礎，也是世界目前建筑空氣調節的又一大方面，但是我國目前在該方面的水平和從事人數還遠落后于世界先進國家。在當代，太陽能與建筑的發展必須有一定的策略與之相適應，一是成熟的被動太陽能技術與現代的太陽能光伏光熱技術的綜合利用；二是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；三是傳統建筑構造與現代技術和理念的融合；四是建筑的初投資與生命周期內投資的平衡；五是生態驅動設計理念向常規建筑設計的滲透；六是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素。
綜合考慮社會進步，技術發展和經濟能力等因素，在建筑物的策劃、建筑設計、使用、維護以及改造等活動中，主動與被動的利用太陽能的建筑統稱為太陽能建筑。我國太陽能建筑領域中技術最成熟，應用范圍最廣，產業化發展最快的是家用太陽能熱水器。在云南昆明，陸良等地，在一些別墅式建筑的屋面，嘗試把平板太陽能集熱器鑲嵌在具有瓦屋面的斜屋頂上，熱水箱則隱蔽在斜屋頂的閣樓中，使太陽能熱水器與建筑有機結合，外觀形象是比較漂亮的，只是適合此類結構的建筑較少，推廣應用受到局限。多功能休閑亭集太陽能熱水器，光電板和納涼休閑功能于一體，流線型設計既美觀又減少亭子結構的風力和承重荷載，優美的造型為屋頂，建筑物和周圍環境增添了一道亮麗的風景，打造出一座別致美麗的樓頂花園，成為融合建筑美學，園林設計和人本文化內涵的典范之作，而且結構簡單靈活，安裝方便的特點，使之能夠自然地與庭院，泳池，花園等場所融為一體。
太陽能與建筑一體化問題是多科學，多層面參與和合作的綜合性事業，需要國家政策法規部門、建筑主管部門、太陽能廠商、房地產開發商、建筑設計單位的共同努力，太陽能熱水器的推廣應用離不開建筑師的參與，建筑師作為建筑的設計者，應根據不同的熱水器類型，技術要求，使用目的以及不同地理緯度和氣候特點，建筑類型等，對建筑的造型，平面布局和功能等進行綜合考慮，另一方面太陽能熱利用設備的設計和生產廠家反過來也應從建筑師那里獲得建筑對其設備要求的反饋信息，只有這樣才能使設備的設計和生產與建筑的使用達到完美的統一，推動太陽能在建筑上的運用，太陽能廠商一定要在技術上解決與建筑一體化的難題，要使太陽能系統成為建筑的一個構件，同時產品要標準化、系列化、配套化，這是推行太陽能與建筑一體化的根本問題。
對于安置在屋頂的建筑一體化太陽能熱水器，其基本特征是集熱器沿屋面布置，集熱器作為屋頂覆蓋層的一部分或全部。如此結構與傳統技術比較，存在的主要問題是“系統的循環問題”、“集熱器的形成和結構問題”等。一是對于斜屋頂而言，集熱器可以沿屋面傾斜布置，循環問題與傳統技術上沒有差別；二是對于平屋頂，集熱器幾乎呈水平布置，基本循環方式雖然仍為自然循環和強制循環兩種，但對技術要求有很大的差別。
另外，太陽能熱水器與建筑的完美結合需解決的問題值得注意的是太陽能熱水器要與建筑完美結合，必須做到：根據建筑特點形式，生產與之配套的太陽能熱水器；規范太陽能熱水器在建筑物上放置和安裝；與建筑商協調搞好管路的預留；結合建筑與地區特點，搞好太陽能防風、防雪、防雷等安全防護等。
隨著行業的發展，技術的進步和人民生活水平的提高，建筑能耗也隨之的提高，日益成為能源供給的沉重負擔，因此建筑物對太陽能的充分利用具有重要的經濟、社會意義和能源安全的戰略意義，太陽能熱水器的性能已經可以滿足用戶全天候24小時隨心所欲的使用要求。太陽能熱水器與建筑結合的方式也是多種多樣，可分為屋面隱藏型、墻體型兩大類；用途上也很廣泛，既可以產生熱能或電能，又可以當作防水和絕熱材料，還可以作表面裝飾材料使用。如果房地產開發商從設計、建設開始就像對火、電那樣，把太陽能（光熱、光電）與房屋融為一體，這樣既可以增添房屋的功能，也可以滿足住戶的實際需求，自然會提高商品房的銷售量。把太陽能與商品房巧妙地結合起來，既起到裝點效果，又節能環保，一勞永逸，利國利己，造福子孫。
（責任編輯：未予）
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