主动式太阳能在生态建筑中的应用

端木依妮　吴甲甲　张雅洁

摘要:在全球可持续发展战略的提出和建筑业可持续发展的背景之下, 生态建筑应运而生并越来越多地出现在人们的视野中。文章在生态建筑的节能方面着重阐述了太阳能的重要性以及主动式太阳能利用系统在建筑方面的运用。

关键词:清洁能源;建筑节能;太阳能;主动式

中图分类号:TK519文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)10-0065-01

1 建筑节能策略

我国的建筑能耗随着人民生活方式的改变和生活水平的提高增长极快,建筑业是材料与能源的高消耗,对环境高污染的产业,我们再也不能在“能源廉价”的思维方式下忽略建筑的能耗问题。

高效清洁的能源是生态建筑设计的重要目标之一,高效意味着生态建筑在整个生命周期中尽可能提高资源和能源的使用效率,减少材料和能源消耗,积极采用洁净能源和再生材料,清洁意味着生态建筑要减少排放废物、废水、废气,使废水、废物无害化、资源化,实现废物的再利用,最大限度地减轻对自然生态环境的污染和破坏。高效清洁的原则将提高资源能源的利用效率和减少污染,保护生态环境这两大课题结合起来,以最低的成本、最少的污染换取最大的社会经济环境效益。

太阳能是我们最根本的能量来源。没有太阳光,矿物燃料(煤、石油、天然气等)是无法产生的。太阳能无疑是人们关注最长久、最有希望、最有潜力的可再生能源。太阳能的利用分为被动式和主动式两种。被动式太阳能利用是指在利用太阳能的过程中没有耗电设备或人工动力系统参与,例如利用日光间或储热墙等收集太阳能在冬季采暖,属于被动式利用。主动式太阳能利用是指在利用太阳能的过程中有耗电设备或人工动力系统参与。下面主要介绍一下主动式太阳能利用系统。

2主动式太阳能利用系统

主动式太阳能收集器是一套附属于建筑的系统:它是由附在建筑结构上的装置组成,而不是使热量集中、储存、释放到建筑结构的收集器。主动式系统对一个家庭来说是一种“额外”的消费——具有通常所购买的类似产品所不具备的特点。

2.1太阳能热水系统

太阳能将冷水加热成低温热水(<100℃),是当前太阳能热利用技术中最成熟、应用最广泛、产业化发展最快的领域,目前在建筑中已得到了较为普遍的应用。太阳能热水系统由集热器、蓄水热箱、循环道管及相关装置、设备(水泵、控制部件等)组成。按水在集热器中的流动方式,太阳能热水系统可分为三大类:循环式、直流式和闷晒式。①循环式分为自然循环和强制循环。自然循环式是指水在系统中仅靠热虹吸效应进行循环;强制循环式是指水在系统中依靠水泵驱动进行循环。②直流式,亦称一次式。水在系统中不是不断被加热,而是一次性被加热到所需温度,然后使用。③闷晒式,又称整体式,分为闷晒定温放水和圆筒式两种。

2.2太阳能光伏发电系统

用太阳能光伏电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统,其工作原理基础是所谓的半导体P-N结的光生伏打效应,也就是当太阳光照射半导体P-N结时,就会在P-N结的两边出现电压,引起电流。太阳能光伏发电系统有独立式系统和联网式系统两种。

2.3主动式太阳能供暖系统

主动式太阳能供暖系统是指需要机械动力驱动才能达到供暖目的的系统。

2.4主动式太阳能制冷系统

主动式太阳能制冷系统主要有:吸收式制冷系统、吸附式制冷系统、除湿式制冷系统、蒸汽压缩式制冷系统和蒸汽喷射式制冷系统。①太阳能吸收式制冷系统由发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器和其他附属设备组成,是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来运行的。②太阳能吸附式制冷系统由太阳能吸附集热器、冷凝器、蒸发贮液器、风机盘管部分组成。③太阳能除湿式制冷系统,主要由太阳集热器、除湿器、换热器、冷却器、再生器等几部分组成。④太阳能蒸汽压缩式制冷系统主要由太阳集热器、蒸汽轮机和蒸汽压缩式制冷机三大部分组成。⑤太阳能蒸汽喷射式制冷系统主要由太阳能集热器和蒸汽喷射式制冷机两大部分组成。

3结 语

可持续发展是全球的普遍趋势,更是一项艰巨的任务。建筑师应该牢记自己身上担负的重大责任,关注生态技术,携手专业的工程师,为我们共同的家园留下更多的节能建筑,也为我们的家园创造不亚于自然的奇迹。

参考文献:

[1] 弗瑞德·A·斯迪特著.汪芳,吴冬青,廉华,等,译.生态设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.