1、太阳能技术在建筑设计中的应用摘要：太阳能是一种可再生资源，同时也是现代化绿色建筑的能量来源之一，其应用前景较为理想。在建筑设计中，建筑设计师应该坚持“绿色环保，可持续发展”原则，将太阳能技术和城市规划、建筑设计相结合，并且根据我国的市场发展行情与国情，研究出太阳能技术应用在建筑中最优方式。 关键词：太阳能技术；建筑设计；应用分析 中图分类号：TK51 文献标识码： A 随着城市化进程的加快，社会和经济不断的发展，人民对建筑提出了更高的要求，居住建筑面积同时也在不断的扩大，其中大部分的建筑属于高能耗建筑。这种城市现象给我国能源资源带来了巨大的压力。因此，在未来建筑设计中需要与太阳能技术相结合，研
2、究可再生资源的应用，并可持续利用能源，对于环境保护有一定的战略性意义。 1.我国在建筑耗能方面的发展现状 我国建筑施工与后期使用耗能量占全社会的能源消耗 1/3 以上，目前仍然处于上升趋势。建筑耗能主要涉及建筑施工、生产建材、建筑运转和建筑拆除等，建筑能源消耗上占有最大比重的是建筑后期使用过程中，包括空调、建筑采暖、热水供应和照明、电气等耗能。这种消耗能源消耗程度对于我国资源存储是个极大的挑战，所以，对于我国的建筑行业应该投入大量精力在可再生能源利用技术上，尤其是太阳能技术，缓解我国的能源压力基础上走可持续发展道路。 2.太阳能技术是建筑设计的必然选择 由于太阳能属于可再生资源，广泛应用于建筑
3、设计中，太能能技术应用有很大的竞争优势，不但提高了社会生活质量，而且节约了煤炭等不可再生资源。所以说，太阳能技术应用在建筑设计中是绿色建筑的必然选择。在建筑设计上合理选择太阳能技术的同时，需要具备基本原则有： 2.1 降低建筑消耗原则 由于太阳能属于可再生资源，在建筑设计中应用太阳能可以节省煤炭等不可再生资源，维持建筑消耗。太阳能建筑材料和结构如果加以利用，在很大程度上可以满足城市居民生活需求量。 2.2 资源消耗的节约原则 太阳能建筑材料和结构如果加以利用可以成为环境循环系统一部分，促进了能源材料循环利用，在避免人工调节手段造成的生态环境破坏和天然建材浪费方面上有较大竞争优势。 2.3 满足
4、了城市用户要求 光照不但对人类身体产生直接作用，满足了人类健康需求，还提供给人类所必需的能量，可以人工控制建筑室内范围下的气候，并且给人们营造良好的美感和舒适感。 2.4 建筑设计需要与气候相结合 太阳能技术应用在建筑设计中应该结合建筑周围环境气候，由于不同的地区、季节条件、白天与夜晚下太阳辐射强度也会有所不同，因此，在建筑设计中要充分考虑当地的日照条件。例如：在夏季或者是炎热地区，需要在设计上趋向于遮阳、通风，建造自然条件下的冷房，可以起到隔热作用，其室内温度可以进行自然调节，达到冷却效果。如果是在寒冷地区或者是冬季，可以利用太阳能技术或者是相关设备将太阳能从室外传输到室内，使其成为自然暖房
5、。 3.太阳能技术分类 3.1 主动式太阳能技术 主动式太阳能技术应用在建筑设计中，主要分为两个方面：太阳能是热能的一种应用，例如：建筑取暖或热水器烧水等将太阳能转化成热能，可以以较低的成本换取较高的效率，有丰富的太阳能资源地区应用范围较广。对电能的一种利用与收集。将太阳能转化成电能，其成本较高，但是效率却很低，使用面不是很广。所以主动式太阳能技术广义上指太阳能的热能。其次，主动式太阳能技术应用在建筑设计中，由于建筑构造相对复杂，并且具有较高的成本，其需要借助电能作为辅助性的能源。在主动式太阳能建筑中，其构建包含风机、太阳能集热器、散热器和泵等设备组成太阳能下的采暖供热系统。工作原理是借助于高
6、效率的集热装置来吸取太阳能，并通过风机或者是盘管设备将收集到的热量传输到建筑内部，被用于建筑采暖和加热家庭所需热水。与此同时，建筑设计时要进行蓄热装置的设计，其主要目的是保存收集到的太阳能，进行能源储存。 3.2 被动式太阳能技术 被动式太阳能技术的工作原理是温室效应。被动式太阳能建筑的围护结构是大容量的热阻，目的是维持建筑蓄热性能。被动式太阳能应用技术借助于建筑的朝向与周围环境进行合理的空间分布和外部形体设计，通过色彩和建筑材料的优化组合，以及建筑结构配件进行太阳能采暖、储存、与辐射分布的设置，在一定程度上解决了建筑的冬季采暖问题。并且，如果在夏季采取太阳能技术，可以合理的组织自然条件下的通
7、风、散逸室内多余的热量，达到致凉效果。被动式太阳能建筑的设计思路体现在控制阳光与空气，使二者在合理时间范围内进入到建筑内部，并且达到存储与分配热量、隔绝热空气的目的。其设计的基本原则是通过热绝建筑外壳与集热表面，可以使室内成为储蓄体，使建筑内部空间平面位置更加合理。 4.被动式太阳能技术在建筑设计中的利用形式 被动式太阳能建筑根据利用方式的不同，可以概括为以下一种形式：直接受益式、附加阳光间式、集热蓄热墙式、组合式太阳房。 4.1 直接受益形式 主要是让光照通过建筑透光材料直接进入到室内的一种采暖形式，在被动式太阳能技术中的采暖与普通建筑之间差别两最小的太阳房。可以使太阳光透过玻璃直接射入到建
8、筑室内，将热能存储到地板与内墙上，在夜晚，地板与墙体的存储能借助于对流辐射与热传导，将热量释放出来，从而维持室内温度。并且，被围护结构的内表面对太阳能进行大量吸收，其中一部分能量用在辐射对流方式的空间传递上，另一部分是储存在蓄热体重，在晚上和夜晚上逐渐的释放出存储热量，使室内温度保持平衡。 使用直接受益式，对房屋建筑的要求是：在房屋建筑南面设置大面积直接受益墙，保证寒冷季节室内温度的均衡与平均空气波动；外围护的结构体设置较大热阻，保障建筑室内具有良好蓄热性能材料（最常见的是重质材料，包含混凝土、砖石与土胚等） ，维护结构室内构造采用的是重质材料，用于储存热量与充分吸收太阳能。 4.2 附加阳光
9、间形式 在房屋建筑的主体南面修建玻璃温室，是一种直接受益窗与集热蓄热墙相结合的方式。基本结构：将建筑阳光间式的太阳房修建在房屋主体的南面，使用墙体将阳光与房屋相隔，阳光以太阳热能形式提供给建筑，并且起到缓冲效果，降低房屋热损程度，从而使房屋建筑室内温度均衡。 4.3 集热蓄热墙形式 根据房屋建筑的南面垂直型集热蓄热墙对太阳能进行吸收，并且以辐射、传导和对流形式将太阳能传输到室内。基本结构：在建筑主体墙外部覆盖玻璃罩，并在主墙体上和下部均设置通风口。光照透过玻璃被集热墙吸收，少数被玻璃吸收。集热墙所吸收的太阳能主要通过两种方式传输到室内：墙体热传导，建筑墙体借助于对流辐射将太阳能传输到室内。集热
10、墙的外表面借助于对流方式将吸收的太阳能传输给玻璃罩与墙体之间的夹层空气，再通过房间空气与夹层空气产生的对流将热量传送到室内。 4.4 组合型太阳房 太阳房在设计虽然有很多优点，但是在使用性能上依然存在一定的限制。因此，可以将两个或者是两个以上被动式的太阳房进行组合，形成组合型太阳房。通过多种采暖方式相结合的太阳房，太阳房之间的优势互补，提高了太阳能采暖系统的有效性，即将直接受益窗与集热墙相结合的组合型太阳房，并且这种组合型太阳房的白天照明与太阳能供热上均有很大的优势。 结束语： 传统建筑与传统文化上的重视不但要注重绿色生态建筑，还要从可持续发展角度进行利弊分析。在建筑设计过程中，不但要传承传统建筑技术的优势，根据地域特色，借助太阳能技术改善建筑周围小气候，从而达到建筑采光和自然通风效果，减少机械通风和室内照明，从而达到降低能源消耗的效果。 参考文献： 1 王垚. 太阳能技术在建筑上的应用研究J. 西安科技大学. 2010（06-30）. 2 王启镔；宋蕾；李萍；宋智勇；王东. 建筑设计中太阳能技术的综合利用A. 全国暖通空调制冷 2010 年学术年会资料集. 2010（11-09）. 3 王丽丽. 太阳能技术在建筑设计中的应用 J. 中国外资. 2011（09-25）.
