建筑构造节能设计与太阳能利用

建筑科学 建筑构造节能设计与太阳能利用 陈 生 浙江地标建筑设计有限公司，浙江 金华 321000 摘要：随着社会的发展，建筑设计理念中也融入了节能的因素。为了实现建筑工程中节约能源的目标，可以采用节能设计的形式。目前我国对于太阳能的利用，在建筑行业中已经得到了推广。因此本文主要时候对建筑构造节能设计与太阳能利用进行分析。 关键词：建筑构造；节能设计；太阳能利用 中图分类号：TU2 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）05-0083-01 前言 太阳能的利用对建筑设计来说具有重要的意义，尤其是随着人们生活质量的提高，越来越重视能源的合理利用，这就要求在建筑的过程中进行节能的设计，因此对太阳能的合理利用就是节约资源的表现，利用太阳能可以为人们的生活带来更多的便利。 1 被动式太阳能利用 太阳能建筑发展的过程一般认为有三个阶段，即被动式、主动式和利用太阳电池等光电转化设备提供建筑需要的能源，最后发展为的是为建筑提供所有的能源，比如照明、供暖、用电等功能。我国研究被动式太阳能的时间较晚，不过发展比较迅速。在20世纪末，我国已经建成的被动式太阳能建筑已经达到了1.5万栋，面积在455万平方米之上，随着这一技术的不断发展，被动式太阳房已经在全国范围内普及。 在被动式太阳房的使用上，需要考虑到气候的因素，比如一些夏季比较炎热的地区，拥有丰富的太阳能资源，这就可以对太阳能进行有效的开发利用。不过重庆、四川等地的年平均辐射量较低，因此不适合采用这种形式，但是其他地区均可以利用太阳能进行取暖。在建筑的过程中，要想合理的利用太阳能，需要考虑多种因素。建筑设计师要结合建筑的形态、内部构造、朝向等特点进行处理，让建筑物能够可以很好的利用太阳能。被动式太阳房的设计技术主要有几种：1.集热蓄热墙。2.附加日光间。3.直接受益窗。4.水蓄热屋顶。5.对流环路式。 一般比较常用的是直接受益窗和附加日光间，这两种方式受到关注主要是因为其技术比较简单，而且有明显的效果。被动式太阳房对太阳能的利用，主要是结合太阳能的辐射情况，降温的时候需要太阳能辐射腐蚀的时间和角度。在炎热的夏季，为了防止屋内过热，就需要及时的控制好太阳辐射的时间，这样就可以有效的控制室内的温度，满足人们对温度的需求，此外还可以采取其他的降温方式，比如蒸发降温、辐射降温等。 2 太阳能接受式构造设计分类 太阳能接收式构造的设计需要注意满足几点要求：1.不受气候条件影响，保证室内舒适性的热处理能力。2.控制太阳热的进出。3.保证内部可以实现热能的自由出入。 2.1 热损失及其控制 太阳能接收式构造设计过程中，需要重视建筑物的热损失，因此就需要了解建筑物如何使热量逸失，然后对热损失和热获得进行计算，对建筑物的热作用进行分析，尽量的设计出一种将热损失减低至最小限度的建筑构造形式。在这种设计理念中，需要注意满足各种温度和气候的要求，必须安装一种切断热流的灵活机动的隔热装置，安装这种装置的主要作用是能防止开口部分没有用的热获得和热损失。 2.2 热获得利用与控制 在太阳能接收式构造的设计中，需要注意建筑物的热获得与控制非常重要。热获得可以分为两个部分，即热量间接获得和热量直接获得。热量间接获得指的是太阳没有直接进入室内，而是在进入室内之前就被拦住了，一般在建筑物上的水墙、或者是石壁等都是热量间接获得型。热量直接获得型比较好理解，就是直接进入室内的阳光，没有受到阻隔，太阳会直接照射室内的底板等。包括天窗也是热量直接获得型，不过在这种情况下，如果温度过高，一般人是无法忍受的，这就需要对阳光采取一定的措施，可以采用遮阳板来缓解太阳的强度。热量直接获得型具有一定的优势，比如能够帮助植物更好更快的生长，同时保证室内的照明，而且能够让阳光均匀的分布在室内的各个角落。 结合我国的气候进行分析，由于我国四季分明，因此有很多夏热冬冷的地区，这就导致很多地区在寒冷的冬季缺少采暖的措施，冬季缺少采暖措施，不利于人们的生活和工作。但是这些地区可以利用太阳能解决冬季采暖的问题。从可行性角度考虑，冬季采暖可以采取以下几种方式： （1）温室型热获得 温室可以储存一部分的阳光，现有的温室或者可以新建温室，温室的作用有很多，比如可以在温室中栽种一些植物，保证空气的新鲜和湿度，同时也能创造出生态的环境。温室可以将阳光集中，温室中的各种有益气体也会随着空气的流动扩散到建筑内部的每一个角落，因此有利于人们生活质量的提高。建造温室可以采取对阳台改造的方式，如果建筑的朝向不是很好，也可以采用温室的方法来达到预定的效果。 （2）蓄热体型热获得 一般这种方式需要一个储存热量的集热体，可以采取附属或者是非附属的形式。如果是作为建筑物的附属部分，这种集热体不仅可以储蓄热量，还能起到支撑建筑物的作用。如果不是附属于建筑物的集热体，就需要注意其灵活度的利用。可以在建筑物中随意的进行暗安置，以此达到室内温度的有效调节。这种蓄热体的材料构成比较简易，一般可以采用水或者是砖瓦等材料，在太阳能接收式冷暖系统的建筑物上安装蓄热体，可以在任意位置进行，同时要注意让蓄热体发挥出最大的作用。 （3）屋顶型 在屋顶进行太阳能的储蓄，可以利用蓄水袋的作用，将蓄水袋放在屋顶，然后，以可移动式隔热材料的蓄热体加以覆盖或不覆盖的方式来调节。在比较寒冷的冬季白天可以采取不覆盖的形式，在晚上的时候就可将其覆盖，并且向室内辐射蓄热，最终实现采暖的目的。由于建筑物的形状多种多样，屋顶型最好可以在平屋顶进行，同时要注意一些向南倾斜的屋顶也是比较好的选择。 （4）墙壁型和地板型 在墙壁型蓄热体中，可以利用一些透明外层及金属网的隔热太阳槽，主要是能使空气因对流而上升，然后热量聚集在盛水的容器或填满粗石块的蓄热体中，最后热量会散发在蓄热体内。地板型蓄热体是将蓄热槽放在建筑物中，在地板中埋设格子状粗配管，则被集热器加热的液体就会在配管中上升循环，蓄热体会吸收这些不断循环的热量，当时液体冷却之后还会回到原来的位置。 （5）可移动式 可移动式蓄热体的最大特点就是比较灵活，因此可以在冬季的时候，将蓄热体放置在能够吸收最大热量的地方，在夜间就可以将其放在需要取暖的位置，然后实现温度的调节，这是在冬季采暖的措施，整体来看比较方便。如果是夏季需要降温也可以采用类似的方式。 2.3 集热墙 集热墙是被动式太阳能利用常用的核心构造方式，主要的材料构成是玻璃、集热板、集热墙体等。使用集热墙主要是能让阳光透过玻璃照射到集热板，集热板的温度逐渐升高，热量会存留在集热墙体内。在集热墙体上下可以设置风口，这样就可以将室内的温度进行调节，通过两个风口的温度循环，最后能够达到理想的效果。一般集热墙的温度会受到很多因素的影响，比如集热墙的整体面积、保温窗帘的作用、解热墙风口的设置以及集热墙上开窗的面积等。所以在设置集热墙的时候，需要结合室内的构造进行分析，当室内的容积和集热墙的面积之间的关系协调之后，能够更好的发挥集热墙的作用。 3 结论 由于我国的气候特点比较明显，因此在对太阳能的利用上应该进行更深入的研究，尤其是目前能源短缺的现状，让人们深刻的意识到可再生能源的重要性，因此不断的研究和创新太阳能技术，有利于节约资源，同时也能为人们的生活带来更多的便利。 参考文献： [1]何水清,毛希元.太阳能建筑住宅设计及分析[J].砖瓦世界,2012,(02): 25-29+38. [2]梁媛,李静,张璞.居住建筑外窗节能设计研究-太阳能的利用[J].石家庄职业技术学院学报,2012,(02):36-39. 2017年5期︱83︱