【摘要】传统能源日趋贫乏甚至枯竭，建筑节能显得尤为重要，而太阳能与建筑一体化是解决建筑节能的根本途径。本文通过调查利用太阳能热水器的主要问题，发源于：论文写作格式www.808so.com
现解决这些问题的根本途径是太阳能与建筑一体化，所以重点提出发展太阳能与建筑一体化的几点思路。
【关键词】建筑节能；太阳能与建筑一体化
随着传统能源的日趋贫乏甚至枯竭，新能源的开发利用显得尤为重要。目前建筑能耗成为中国最大的能耗构成，占社会总能耗的30%以上，我国单位建筑能耗是发达国家的3倍，每年我国新建建筑竣工约20亿平方米，在已建成的近400亿平米的建筑中，99%为高能耗建筑，用电高峰期相当于10个三峡电站满负荷输出。
笔者认为太阳能与建筑一体化是解决节能建筑的根本途径-用1%的建筑成本解决10%的建筑能耗。用太阳能打造“低碳住宅”势在必行，但由于各种原因，太阳能装置在安装使用上存在着诸多问题，特别体现在太阳能装置没能与建筑完美结合。因此，太阳能与建筑一体化的研究有着重要的现实意义。
1. 太阳能热水系统简介
太阳能作为一种新能源，是一种清洁无污染的可再生能源。太阳能热水系统是以吸收太阳辐射能为热源，将太阳能转化为热能以达到加热水的目的，太阳能热水器就是利用温室原理，把太阳能转变为热能，并向水传递热量，从而获得热水的一种装置。温室原理简单来说就是指由于对流、辐射损失减少，使热量聚积，温度逐渐升高的一种自然现象。太阳能热水器就是太阳光透过玻璃进人密封的集热器内，大部分能量被集热器内的黑色吸收体吸收，然后将热量传给冷水，冷水加热后重量变轻，自动流入水箱上部，水箱下部的冷水由于密度大而自动流入吸热体继续获得热量，周而复始，水箱内的全部冷水将被加热。
2. 我国目前太阳能热水系统的主要形式
目前相对成熟和普及的形式是太阳能热水器，主要是利用太阳能提供生活热水，笔者称之为太阳能热水器。据分类要素的不同，太阳能热水系统可以按以下几种形式进行分类。
2.1按集热器类型分类。
（1）平板型：太阳能热利用系统中，接受太阳辐射并向其他传热工质传递热量的非聚光型部件，其中吸热体结构基本上为平板型。在众多分体式太阳能热水器中最值得一提的就是壁挂分体式太阳能热水器，集热构件可以安装在南向墙面或阳台等任何适当位置，不受屋顶面积的限制，可以有效的解决高层、小高层建筑对太阳能热水系统的安装需求，在建筑的一体化设计方面优势也十分明显，目前已逐渐成为我国高层、小高层住宅太阳能热水利用的趋势。
（2）全玻璃真空管型：该集热器由内外两层玻璃管构成，内管外表面涂有高吸收率和低反射率的选择性吸收膜，夹层之间抽成高真空，水在内管内进行加热。但同时存在着不承压、易破损的缺点，如果一根管损坏就会因为漏水问题而导致整个系统无法正常运行。
（3）金属——玻璃真空管型：其优点是真空管散热少，并提高了产品运行的可靠性。主要包括U形管真空管和热管式真空管两种类型。
2.2按集中程度。
（1）户式太阳能热水系统也称为分散式。
是一种以住户为单位安装的太阳能热水系统。根据热水系统结构不同，又可以分为“一体式”和“分体式”关键要缩短集热器与用水房间的距离，缩短系统管路的长度。
（2）集中式太阳能。
（3）集中——分散式。
即集中集热、分户储热、分户辅助加热系统，它保留了独立的户用水箱，而将集热器统一安装共用，实现系统的共享。一般按住宅单元把太阳能集热器集中布置在屋顶，储热供热水箱分散在各用户内。系统主要由屋面上的太阳能集热器，集热循环泵，缓冲水箱，换热循环泵和户内的储热水箱，循环管路组成。
3. 我国目前利用太阳能热水系统存在的主要问题
3.2破坏了建筑结构与功能，集热器简单的安装在住宅屋面，支架与屋面之间缺乏有效的节点设计，极易破坏屋面防水层功能且太阳能热水器与住宅建筑连接不牢固，造成热水器高空坠落事件不绝于报端。2009年6月，徐州屋顶热水器被狂风吹落坠到居民楼东侧的路面上，当场砸坏一辆银灰色轿车的挡风玻璃，所幸没造成人员伤亡。
3.3太阳能热水器集热装置的颜色比较单一（目前只有单一的黑灰色），建筑师在进行一体化设计时，选择空间小，设计思路有限。
3.4高层建筑越来越多，限制了传统太阳能热水器的使用。直插式真空管热水器安装在屋面，低层由于管路过长，因此需要排干管路中的冷水才能接触到热水，从而造成了浪费与不便。
3.5直接暴露于外部的管路在冬季存在冻裂或结冰的隐患。一般使用太阳能热水器的住户，每年冬季结冰后管道无法解冻导致无法使用。
3.6因一次性投资大，居住建筑小区整体安装使用太阳能热水系统的比率低，尤其是房地产开发项目开发商一般不主动采用，而被要求采用时，也会尽量少安装。这一情况成为太阳能热水系统建筑应用的瓶颈。
3.7已经安装太阳能热水系统的很多的项目，太阳热水系统的设计、安装往往在建筑设计完成后，或者土建竣工后，甚至住宅使用后才考虑，带来最大的问题是太阳能热水系统与建筑不能很好结合，集热板直接安装在屋面上，影响屋面的功能，管线明敷凌乱，存在安全隐患。
笔者认为实现太阳能热水系统与建筑一体化，是解决以上问题的关键。
4.7加装电辅助加热设施，以便在阴天和日照不足的情况下获得温度适宜的生活热水。
5. 太阳能热水系统与建筑一体化进一步的思考
5.1太阳能热水与建筑一体化不是简单的“相加”，而是根据节能、环保、美观和经济适用的总体要求，将太阳能热水系统作为建筑的一种体系进入建筑领域，纳入建设工程基本建设程序，同步设计、同步施工、同步验收，与建设工程同时投入使用，同步后期管理，使其成为建筑有机组成的一种概念。“太阳能热水系统与建筑结合”至少包括以下四个基本含义：（1）在外观上，实现太阳能热水系统与建筑的完美结合，合理摆放太阳能集热器，无论在屋顶或立面墙上，都要使太阳能集热器成为建筑的一部分，实现两者的协调与统一。（2）在结构上，妥善解决太阳能集热器的安装问题，确保建筑物的承重、水等功能不受影响，还要充分考虑太阳能集热器抵御强风、暴雪、等的能力。
（3）在管路布局上，合理布置太阳能循环管路以及冷热水供应管路，尽量减少热水管路的长度，建筑物中都要事先留出所有管路的通口。
（4）在系统运行上，要求系统可靠、稳定、安全，易于安装、检修、维护，合理解决太阳能与辅助能源的匹配，尽可能实现系统的智能化自动控制。
5.2值得欣喜的是2011年8月23日，由新浪地产网、中国太阳能热利用产业协会主办、天辰TCBCI协办的太阳能与建筑一体化行业沙龙将在北京海航大厦召开。协会专家、太阳能企业、开发商以及建筑设计师共聚一堂，齐议太阳能如何实现建筑一体化、太阳能产品如何应用于城市建筑等行业热点问题。
5.3这说明太阳能热水系统与建筑一体化已引起某些社会团体的重视，尽管有些政策性规定，但社会上相关参与部门未引起足够重视。笔者认为虽然上述部分问题已解决，但仅仅是“水来土淹”不能治本。从更深层次来解决这些问题，真正实现一体化尚需从以下几个方面思考：
（1）政策扶持力度不够，一方面，政府相关部门应给予充分重视，在现有政策基础上根据目前及今后发展趋势制定更严格的强制性政策来引导各参与主体。从基建程序上控制开发商必须从方案阶段就要充分考虑太阳能，最后在竣工验收阶段控制具体落实情况。另一方面，政策之初采取奖励等手段，从政策方面调动相关参与各方的积极性。即制定奖惩分明的有效政策，虽然媒体等积极推广宣传，但太阳能建筑的一次性投入成本相对较高，国家财政应采取相应的奖励措施，通过经济手段的介入，提高开发商推广使用太阳能建筑的热情和积极性。
（2）政策制定后应有相应的配套文件，制定出相应的图集和施工、验收规范，并且形成体系，与建筑、水电、暖通等专业相互配套，做到有法可依。
（3）应当成立一个机构，长期协调、调度组织太阳能研发单位、开发商、建筑设计研究院进行互动式研发。
（4）整体上缺乏太阳能行业与建筑行业的相互配合。建筑师、房地产开发单位和太阳能生产厂家密切合作，从住宅规划设计阶段入手考虑太阳能热水系统的实施方案，做到太阳能热水系统与住宅建筑同步设计、同步施工、同步验收。
（5）积极促进太阳能热水系统部件向建筑构件化发展，将其自然和谐的融入“建筑语汇”怎么写论文www.808so.com
，使一体化设计后的太阳能系统以崭新的面貌出现。
（6）增加技术投入，从提高集热器的集热效率、储水箱的保温性能、管路系统的保温抗冻能力等方面入手，进一步提高我国太阳能热水系统的整体水平。
（7）集热构件的工厂化、标准化、规模化，新型太阳能建筑材料尚待进一步开发。
6. 太阳能与建筑一体化的高级阶段展望
太阳能热水器在提供生活热水基础上向采暖发展，使集热器与墙面保温系统充分结合，面积足够及集热技术提高后提供采暖热负荷及电负荷。
参考文献
王清华.太阳能热水器一体化设计. 城市建设理论研究. 2012，Vol.24.
杨洪兴，周伟.太阳能建筑一体化技术与应用[M]北京：中国建筑工业出版社，2009.
[3]毛军、唐伟伟，太阳能与建筑一体化的研究[J].价值工程，2010.
[4]International Energy Agency. SOLAR HEAT WORLDWIDE 2008.201.
浅谈浅析太阳能与建筑一体化选题
更新时间：2024-03-19
作者：用户投稿
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