专题摘要:本专题重点介绍了太阳能热水系统在各类建筑方面的优化选择和整合设计、太阳能采暖装置与建筑一体化设计以及国内外太阳能与建筑结合的应用现状。

太阳能利用与建筑结合技术探讨

聚焦太阳能 将“绿色革命”进行到底!

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一、太阳能作为新能源推广的必要性详细>>

在我国,建筑能耗在能源总消费量中所占的比例也已从1987年的12%上升到2010年的32.47%,建筑建造和使用中直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的46.7%,这些都对社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染。

  • 1、能源危机和环境压力的威胁
  • 建筑作为人类日常生活必需的物质载体,每年消耗着大量的能源,约占一个国家总能耗的40%到50%,建筑能耗的总量还在逐年上升。
  • 2、建筑能耗逐渐增大 推广节能建筑势在必行
  • 太阳能是世界上最清洁、储备最丰富的能源。如果中国能在初见端倪的“绿色革命——太阳能利用”中拔得头筹,那么中国既能解决日益恶化的环境与能源问题。
  • 3、 太阳能是一种可持续使用的绿色能源
  • 太阳能是世界上最清洁、储备最丰富的能源。如果中国能在初见端倪的“绿色革命——太阳能利用”中拔得头筹,那么中国既能解决日益恶化的环境与能源问题,也能为世界经济的发展作出贡献。

三、太阳能热水系统的组成及其选用原则详细>>

太阳能热水系统是由太阳能集热器、循环系统、控制系统、辅助能源系统、储热系统、以及支撑架等六个部分组成。在阳光的照射下,系统通过不同方式的运转,使太阳的光能充分转化为热能,并提供中温水供人们使用。

  • 1、太阳能热水器的组成及工作原理
  • 其工作过程是:在太阳辐照下,集热器吸收太阳能并转换成热能传递给集热器内的传热工质,传热工质受热后通过自然循环方式将储水箱中的水加热,或者通过强迫循环(如泵循环)方式将集热器中的热能传递给储水箱中的水。
  • 2、太阳能热水系统的分类其选用原则
  • (1)太阳能集热器选型
        (2)按集热系统运行方式分类
        (3)按集热器与储热水箱的相对位置分类
        (4)按照供水方式不同分类
        (5)按生活热水与集热器内传热工质的关系分类
        (6)按辅助能源加热设备安装位置分类

五、太阳能采暖装置与建筑一体化设计详细>>

该章节主要介绍了被动式太阳能系统基本类型以及设计过程中对选址、方位、建筑平面布置、维护结构等要求。同时,详细介绍了太阳能采暖系统分类及运行原理,太阳能集热装置与住宅屋顶、墙面的一体化设计。

  • 1、被动式太阳能装置与建筑一体化设计
  • 被动式太阳能建筑系统设计主要是依靠建筑物本身(房间的位置、建筑空间的合理布局、利用建筑结构和建筑材料的吸热性能等)来完成太阳能的集热、储热和散热功能。其设计基本思想就是将各方面的积极因素调动起来,使日光、空气、热量仅在有益时进入建筑。
  • 2、主动式太阳能装置与建筑一体化设计
  • 主动式太阳能在住宅中的应用主要是通过高效集热装置来收集获取太阳能,然后由风机或者盘管将热量送入住宅内用以采暖或是用以加热家庭需要的热水,同时住宅中设有一定的蓄热装置,用以保存太阳热能以备后用。一套完整的主动式太阳能系统是由太阳能集热器、储热装置、循环管路和一些辅助装置组成。

七、国内太阳能与建筑结合的应用现状详细>>

从2006年起,海南、广东、山东等一些地区相继出台法规,规定低于12层高度的新建筑必须安装太阳能热水系统。在此大背景下,建筑行业开始探索以太阳能利用作为解决居民生活用能日益增高问题的新途径,同时也存在很多问题。

  • 1、 目前已安装的太阳能热水器多以普通直插式为主,属于热水器的初级产品,不仅自身的造型美观性差,而且与建筑结合性差,不适合于小高层、高层和形体复杂的建筑安装使用。
  • 2、 太阳能热水器的安装应用多为居民自发性后置安装。
  • 3、 太阳热水系统与建筑结合的大部分工作是由太阳热水系统生产企业来完成,诸多试点项目由企业来设计、安装。
  • 4、 我国现行我国现行太阳能热水器标准过低,没有强制性要求,太阳能存种种隐患。
  • 5、 目前,国家相关部门和协会缺乏监管。

九、优秀工程实例分析详细>>

主要以实例形式分析了阳台壁挂式太阳能热水系统、屋顶低谷电辅助加热型集中集热-集中贮水-分户计量太阳能系统、屋顶无辅助加热的集中集热-集中贮水-分户计量太阳能系统,辅助加热由住户自己安装电热水器或其它热水器。

  • 天津生态城滨海一、二期住宅太阳能热水系统
  • 项目位于天津市汉沽区中新生态城,项目名称为“天津生态城滨海一、二期住宅太阳能热水系统”。太阳热水系统分别采用阳台壁挂式太阳能热水系统及集中集热分户供热太阳能热水系统形式。
  • 北京某回迁安置房项目
  • 北京某回迁安置房项目,总建筑面积为34万m2,其中住宅建筑面积25.7925万m2,设计容纳3277户,人口9176人。其中2#楼 308户。依据今年3月北京市出台的《北京市太阳能热水系统城镇建筑应用管理办法》的要求,本项目需设计太阳能热水系统。

二、太阳能资源的特点及其利用意义详细>>

一直以来,太阳能等可再生能源在建筑技术上的完美应用都是企业梦寐以求的,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。

  • 1、太阳能的广泛性
  • 2、太阳能利用的持久性
  • 太阳能是人类可以利用的最丰富的能源。太阳不断地发生核变反应,向外辐射能量,同时其质量不断亏损。
  • 3、太阳能的清洁性
  • 4、太阳能的分散性
  • 5、太阳能的间歇性
  • 太阳的高度角在一日内及一年内不断变化,且与地面的纬度有关,即使没有气象的变化,太阳辐射的变化己相当大。

四、建筑太阳能热水系统的优化选择详细>>

本章节详细介绍了太阳能热水系统在别墅建筑、多层住宅、中高层住宅(包含保障房)、公共建筑(医院、学校、企事业单位)、商业建筑(宾馆及酒店、连锁商业机构、游泳池)、工农业应用、新农村建设的应用的推荐方案。

  • 1、别墅建筑
  • 别墅型太阳能热水系统的共同特点:集热器以真空管居多;系统为双回路、分体式、强制循环或自然循环;太阳能系统与常规能源结合,全天候运行:采用承压水箱,顶水法取水;与建筑一体化结合方面的优势较为明显;储热器不暴露于室外空间,水箱和管路要具有非常好的保温效果;造价明显高于整体式非承压系统。
  • 2、多层住宅
  • 由于多层建筑具有高度低,户均屋面的面积较大,楼与楼之间遮光的情况更少,因此跟高层住宅相比,在太阳能热利用方面具有无可比拟的优势。
  • 3、中高层住宅(包含保障房)
  • 该类建筑的高度和人均占地面积较小的特点给新能源的利用提出了更高的要求。

六、国外太阳能与建筑结合的应用现状详细>>

在国外,太阳能热水器已开始在建筑领域中得到越来越广泛的应用,各国政府也都给于了极大的重视和扶持,如:政府配套的优惠政策,使得这些发达国家在太阳能热水器与建筑整合一体化设计方面已经有了一些有益的探索和尝试。

  • 1、美国建筑中太阳能能源利用的现状
  • 美国太阳能产业协会(SEIA)的主席Rhone Resch,“在奥马巴总统任职期间,美国由太阳能供电的住宅、商业建筑和军事基地的总量增长了400%,从2008年的1.1GW提高到目前的5.7GW”。
  • 2、日本建筑中太阳能能源利用的现状
  • 在日本,普通的居住小区对节能十分重视,太阳能利用比较普遍。在节电方面,日本居住小区中比较普遍地应用太阳能,它大多属于被动式太阳房系统。
  • 3、欧洲各国建筑中太阳能能源利用的现状
  • 德国太阳能产业协会公布的数据显示,2012年德国共有约130万套太阳能设备为约800万户家庭供电,同比增长4.5%。

八、太阳能热水系统与建筑整合设计研究详细>>

整合设计,是指采用太阳能(或与其他能源组合)作为热源,将太阳能热水器的应用技术纳入到建筑设计的全过程,把太阳能热水器作为建筑构件之一,与房屋建筑统一规划、设计和施工,与建筑融为一体,使其成为建筑的有机组成部分。

  • 1、太阳能热水器与建筑整合设计的概念与一般原则
  • 在设计之初务必要做到将太阳能热水器作为建筑组成的一部分进行考虑。
  • 2、整合设计的一般设计流程及要点
  • 3、太阳能热水器与居住建筑的整合设计方式和要求
  • 集热器作为太阳能热水器的关键部位,是必须暴露在阳光下的,不仅应尽量地减少其周围遮挡,而且在造型上也应使其处于比较明显的位置。
  • 4、几个值得引起重视的注意点
  • (1)太阳能热水器与建筑设计同步;(2)安装与施工同步;(3)要协调好住宅建筑与太阳能热水设备生命周期的矛盾;(4)太阳能热水器走构件化、模块化、标准化道路。

十、结语详细>>

本文借鉴并参考国内外太阳能应用资料、国内主要太阳能热水器生产企业资 料以及笔者对国内热水器市场的调查,在此基础上进行分析研究,完成本篇文章,特别感谢天普集团提供相关资料。

  • 随着能源问题、环境问题和建筑降耗问题的日益突出,使用太阳能为建筑尤其是在多、高层住宅建筑提供热能,以满足臼常生活用热水需求是非常必要的,也是可行的。继而,对于目前推广太阳能热利用尤为重要的便是如何有机地把太阳能系统与建筑结合起来,使得节能技术不孤立于建筑的功能、结构、美学等因素。
  • 我们呼吁广大的建筑师必须担负起使用新技术、新能源的责任,不断地去了解太阳能热水设备的相关知识,在建筑上主动设计太阳能热水设备,从中协调好建筑与太阳能热水设备的关系,使太阳能热水装置成为建筑的一个组成部分,完美的与建筑结合,更加高效率高质量地发挥作用,更好的为广大住户服务,造福于人民。