太陽能建築一體化——未來太陽能技術發展的方向
太陽能建築一體化——未來太陽能技術發展的方向
2009年4月6日
來源：中國太陽能聯盟網
隨着經濟建設和人民生活水平的提高，城市花園住宅已經成為潮流，同時能源危機和環境的惡化也在不斷加劇，為此，既清潔又取之不盡的太陽能產品的開發和利用亟需普及，讓太陽能產品助推城市花園化住宅實現既環保又節能，讓未來住宅都太陽能化。隨着國內太陽熱水器行業的發展，消費者對生活熱水的要求，越來越高，而且對建築的美觀越來越重視，原有的悶晒式、緊湊式已不能滿足人們的需求。太陽能作為一種無處不在、取之不盡、用之不竭的，潔淨無污染的能源正日益受到重視，它的廣氾應用對於節約不可再生的礦物能源，保護環境，改善人類生存空間，實現經濟社會的可持續性發展具有重要的意義。
目前，我們可以看到屋頂各種形式的太陽熱水器，它就象冰箱、彩電一樣已逐漸成為人們生活的基本消費品，因此，若能把建築物與太陽能設施放到一起考慮，實現相互間的有機結合，便可節約投資，保持建築物的整體美觀性不受破坏，又可 限度的利用設施與建築的一體化問題，一般簡稱作“太陽能與建築一體化”。
一、太陽能與建築一體化技術現狀
一直以來，太陽能等可再生能源在建築技術上的完美應用都是企業夢寐以來的追求，太陽能與建築結合創造的低能耗高舒適度的健康居住環境，不僅讓住戶家庭生活得更自然更環保，而且能節能能減污，對實現社會可持續發展具有重大意義。在人類面臨生存環境破坏日益嚴重和能源危機的今天，如何開發利用環保節能的住宅配套部品就成了一個焦點話題。太陽能——作為一種免費、清潔的能源，在住宅建築中的利用，將關係到可持續發展的戰略，可謂意義深遠。經過數年的研究和開發，太陽能的利用已取得顯著成果並轉化為生產力。在我國，太陽能熱水器在全行業中現已擁有企業超過千家，推廣應用範圍也在不斷擴大。而太陽能與建築的結合，也在住宅建設中越發呈現出其不可替代的地位，並成為住宅建設中的一個 亮點。
早在1999年召開的世界太陽能大會上就有專家認為，當代世界太陽能科技發展有兩大基本趨勢，一是光電與光熱結合；二是太陽能與建築的結合。太陽能源建築系統是綠色能源和新建築理念的兩大革命的交匯點，專家們公認，太陽能是未來人類最適合，最安全，最理想的替代能源。目前太陽能利用轉化率約為10%—12%，太陽能的開發利用潛力十分巨大，據報載，目前，世界各國都在設施自己的“陽光計劃”，如去年德國政府就宣布推行“十萬屋頂”計劃，即在建築頂部大規模地鋪設太陽能發電裝置，既節省電力又利於環保。在歐洲的能源消費中，約有1/2用於建築的建設和運行，而交通運輸耗能只占能源消費的1/4，因此建築物利用太陽能成為各發達國家政府極力倡導的事業，太陽能利用設施與建築的結合自然是人們所關注的問題，主要是太陽能的光伏利用與建築的結合上。
太陽能與建築一體化有他獨特的特點：一是把太陽能的利用納入環境的總體設計，把建築、技術和美學融為一體，太陽能設施成為建築的一部分，相互間有機結合，取代了傳統太陽能的結構所造成影響；二是利用太陽能設施完全取代或部分取代屋頂覆蓋層，可減少成本，提高效益，三是可用於平屋頂和斜屋頂，一般對平屋頂而言用覆蓋式，對斜屋頂用鑲嵌式，四是該技術屬於一項綜合性技術，涉及太陽能利用，建築，流體分布等多種技術領域。另外，在雲南昆明還建成了一個平屋頂結構的太陽能與建築一體化溫水游泳館，該游泳館屋頂面積約700平方米，屋頂結構為輕鋼網架結構，屋頂覆蓋層完全由特別的太陽能平板集熱器代替。這是我國 個在平屋頂上實現太陽能與建築一體化的實驗性工程。聯合國能源機構最近的調查報告顯示，太陽能與建築一體化將成為21世紀的市場熱點，成為21世紀建築節能市場的亮點。
二、太陽能與建築一體化的發展方向
目前，建築物空氣溫度調節消耗着大量的能量。在我國，它要佔到建築物總能耗的約70%。用空調機和燃煤來控制室溫不僅消耗能量，帶來的外界的環境污染，而且並不能給室內人員帶來健康的環境。在太陽能用於采暖方面，除造價較高的被動式太陽房有一些示範建築外，還沒有大規模的採用。主動式太陽能供能由於成本更高，與我國的經濟發展也是遠不相適應。因此，建築供能的主動與被動相結合的思想及太陽能與常規能源相結合單位思想，按照房間的功能，採用不同方案的配合及交叉，這樣可以大大降低太陽能用於建築功能的一次投資和運行成本，使得整個方案在商業化的意義下具有可操作性。
太陽能供能設備的非定常性，對氣象條件和輻照條件的依賴性等特點，要求我們必須對建築用能負荷進行準確的預測，才能夠在設備與建築的匹配上做出設備投資和節能效益 選擇。建築室內溫度及氣流的預測方法和預測軟件CFD/NHT是太陽能與建築的結合的理論和應用基礎，也是世界目前建築空氣調節的又一大方面，但是我國目前在該方面的水平和從事人數還遠落後于世界 國家。在當代，太陽能與建築的發展必須有一定的策略與之相適應，一是成熟的被動太陽能技術與現代的太陽能光伏光熱技術的綜合利用；二是保溫隔熱的維護結構技術與自然通風採光遮陽技術的有機結合；三是傳統建築構造與現代技術和理念的融合；四是建築的初投資與生命週期內投資的平衡；五是生態驅動設計理念向常規建築設計的滲透；六是綜合考慮區域氣候特征、經濟發達程度、建築特征和人們的生活習慣等相關因素。
綜合考慮社會進步，技術發展和經濟能力等因素，在建築物的策劃、建築設計、使用、維護以及改造等活動中，主動與被動的利用太陽能的建築統稱為太陽能建築。我國太陽能建築領域中技術最成熟，應用範圍最廣，產業化發展最快的是家用太陽能熱水器。在雲南昆明，陸良等地，在一些別墅式建築的屋面，嘗試把平板太陽能集熱器鑲嵌在具有瓦屋面的斜屋頂上，熱水箱則隱蔽在斜屋頂的閣樓中，使太陽能熱水器與建築有機結合，外觀形象是比較漂亮的，只是適合此類結構的建築較少，推廣應用受到侷限。多功能休閑亭集太陽能熱水器，光電板和納涼休閑功能于一體，流線型設計既美觀又減少亭子結構的風力和承重荷載，優美的造型為屋頂，建築物和週圍環境增添了一道亮麗的風景，打造出一座別緻美麗的樓頂花園，成為融合建築美學，園林設計和人本文化內涵的典范之作，而且結構簡單靈活，安裝方便的特點，使之能夠自然地與庭院，泳池，花園等場所融為一體。
2009年4月6日
來源：中國太陽能聯盟網
隨着經濟建設和人民生活水平的提高，城市花園住宅已經成為潮流，同時能源危機和環境的惡化也在不斷加劇，為此，既清潔又取之不盡的太陽能產品的開發和利用亟需普及，讓太陽能產品助推城市花園化住宅實現既環保又節能，讓未來住宅都太陽能化。隨着國內太陽熱水器行業的發展，消費者對生活熱水的要求，越來越高，而且對建築的美觀越來越重視，原有的悶晒式、緊湊式已不能滿足人們的需求。太陽能作為一種無處不在、取之不盡、用之不竭的，潔淨無污染的能源正日益受到重視，它的廣氾應用對於節約不可再生的礦物能源，保護環境，改善人類生存空間，實現經濟社會的可持續性發展具有重要的意義。
目前，我們可以看到屋頂各種形式的太陽熱水器，它就象冰箱、彩電一樣已逐漸成為人們生活的基本消費品，因此，若能把建築物與太陽能設施放到一起考慮，實現相互間的有機結合，便可節約投資，保持建築物的整體美觀性不受破坏，又可 限度的利用設施與建築的一體化問題，一般簡稱作“太陽能與建築一體化”。
一、太陽能與建築一體化技術現狀
一直以來，太陽能等可再生能源在建築技術上的完美應用都是企業夢寐以來的追求，太陽能與建築結合創造的低能耗高舒適度的健康居住環境，不僅讓住戶家庭生活得更自然更環保，而且能節能能減污，對實現社會可持續發展具有重大意義。在人類面臨生存環境破坏日益嚴重和能源危機的今天，如何開發利用環保節能的住宅配套部品就成了一個焦點話題。太陽能——作為一種免費、清潔的能源，在住宅建築中的利用，將關係到可持續發展的戰略，可謂意義深遠。經過數年的研究和開發，太陽能的利用已取得顯著成果並轉化為生產力。在我國，太陽能熱水器在全行業中現已擁有企業超過千家，推廣應用範圍也在不斷擴大。而太陽能與建築的結合，也在住宅建設中越發呈現出其不可替代的地位，並成為住宅建設中的一個 亮點。
早在1999年召開的世界太陽能大會上就有專家認為，當代世界太陽能科技發展有兩大基本趨勢，一是光電與光熱結合；二是太陽能與建築的結合。太陽能源建築系統是綠色能源和新建築理念的兩大革命的交匯點，專家們公認，太陽能是未來人類最適合，最安全，最理想的替代能源。目前太陽能利用轉化率約為10%—12%，太陽能的開發利用潛力十分巨大，據報載，目前，世界各國都在設施自己的“陽光計劃”，如去年德國政府就宣布推行“十萬屋頂”計劃，即在建築頂部大規模地鋪設太陽能發電裝置，既節省電力又利於環保。在歐洲的能源消費中，約有1/2用於建築的建設和運行，而交通運輸耗能只占能源消費的1/4，因此建築物利用太陽能成為各發達國家政府極力倡導的事業，太陽能利用設施與建築的結合自然是人們所關注的問題，主要是太陽能的光伏利用與建築的結合上。
太陽能與建築一體化有他獨特的特點：一是把太陽能的利用納入環境的總體設計，把建築、技術和美學融為一體，太陽能設施成為建築的一部分，相互間有機結合，取代了傳統太陽能的結構所造成影響；二是利用太陽能設施完全取代或部分取代屋頂覆蓋層，可減少成本，提高效益，三是可用於平屋頂和斜屋頂，一般對平屋頂而言用覆蓋式，對斜屋頂用鑲嵌式，四是該技術屬於一項綜合性技術，涉及太陽能利用，建築，流體分布等多種技術領域。另外，在雲南昆明還建成了一個平屋頂結構的太陽能與建築一體化溫水游泳館，該游泳館屋頂面積約700平方米，屋頂結構為輕鋼網架結構，屋頂覆蓋層完全由特別的太陽能平板集熱器代替。這是我國 個在平屋頂上實現太陽能與建築一體化的實驗性工程。聯合國能源機構最近的調查報告顯示，太陽能與建築一體化將成為21世紀的市場熱點，成為21世紀建築節能市場的亮點。
二、太陽能與建築一體化的發展方向
目前，建築物空氣溫度調節消耗着大量的能量。在我國，它要佔到建築物總能耗的約70%。用空調機和燃煤來控制室溫不僅消耗能量，帶來的外界的環境污染，而且並不能給室內人員帶來健康的環境。在太陽能用於采暖方面，除造價較高的被動式太陽房有一些示範建築外，還沒有大規模的採用。主動式太陽能供能由於成本更高，與我國的經濟發展也是遠不相適應。因此，建築供能的主動與被動相結合的思想及太陽能與常規能源相結合單位思想，按照房間的功能，採用不同方案的配合及交叉，這樣可以大大降低太陽能用於建築功能的一次投資和運行成本，使得整個方案在商業化的意義下具有可操作性。
太陽能供能設備的非定常性，對氣象條件和輻照條件的依賴性等特點，要求我們必須對建築用能負荷進行準確的預測，才能夠在設備與建築的匹配上做出設備投資和節能效益 選擇。建築室內溫度及氣流的預測方法和預測軟件CFD/NHT是太陽能與建築的結合的理論和應用基礎，也是世界目前建築空氣調節的又一大方面，但是我國目前在該方面的水平和從事人數還遠落後于世界 國家。在當代，太陽能與建築的發展必須有一定的策略與之相適應，一是成熟的被動太陽能技術與現代的太陽能光伏光熱技術的綜合利用；二是保溫隔熱的維護結構技術與自然通風採光遮陽技術的有機結合；三是傳統建築構造與現代技術和理念的融合；四是建築的初投資與生命週期內投資的平衡；五是生態驅動設計理念向常規建築設計的滲透；六是綜合考慮區域氣候特征、經濟發達程度、建築特征和人們的生活習慣等相關因素。
綜合考慮社會進步，技術發展和經濟能力等因素，在建築物的策劃、建築設計、使用、維護以及改造等活動中，主動與被動的利用太陽能的建築統稱為太陽能建築。我國太陽能建築領域中技術最成熟，應用範圍最廣，產業化發展最快的是家用太陽能熱水器。在雲南昆明，陸良等地，在一些別墅式建築的屋面，嘗試把平板太陽能集熱器鑲嵌在具有瓦屋面的斜屋頂上，熱水箱則隱蔽在斜屋頂的閣樓中，使太陽能熱水器與建築有機結合，外觀形象是比較漂亮的，只是適合此類結構的建築較少，推廣應用受到侷限。多功能休閑亭集太陽能熱水器，光電板和納涼休閑功能于一體，流線型設計既美觀又減少亭子結構的風力和承重荷載，優美的造型為屋頂，建築物和週圍環境增添了一道亮麗的風景，打造出一座別緻美麗的樓頂花園，成為融合建築美學，園林設計和人本文化內涵的典范之作，而且結構簡單靈活，安裝方便的特點，使之能夠自然地與庭院，泳池，花園等場所融為一體。