建筑節(jié)能技術中太陽能的應用論文
摘要：在建筑行業(yè)飛速發(fā)展與人們生活質量不斷提升的背景下，清潔性能源—太陽能在現代建筑中得到廣泛應用。鑒于此，本文主要結合太陽能的技術特征和應用優(yōu)勢，具體探討了太陽能在建筑節(jié)能方面的應用方式，旨在緩解當前能源短缺的緊張局面，不斷豐富現代建筑節(jié)能技術內容，從而營造節(jié)約型社會。
關鍵詞：建筑節(jié)能技術；太陽能；優(yōu)勢；應用
環(huán)境污染和能源短缺是全世界目前面臨的重要挑戰(zhàn)，嚴重限制了社會與經濟的可持續(xù)發(fā)展。在人們生活質量逐漸提升的背景下，加劇了對建筑能源的耗費�，F代建筑行業(yè)的發(fā)展方向，在于及時發(fā)現新能源，并應用到建筑節(jié)能設計中。而太陽能作為可再生能源的一種，在現代建筑節(jié)能設計中得到尤為廣泛的應用。
1太陽能技術的特征、應用優(yōu)勢及必要性
1.1太陽能技術特征
太陽能屬于新型能源、可再生能源的一種，具備其他能源無法相比的功能特征。
1）普遍性。我國的太陽能資源較為豐富，國土面積中有2/3以上的年日照量超出2200小時，可以實現對太陽能資源的最大化利用[1]。
2）無污染。石油與煤炭等不可再生能源在燃燒過程中，容易形成廢渣與有害、有毒氣體，對環(huán)境造成嚴重污染。而太陽能資源的利用，不會對環(huán)境造成污染，也不會形成有害氣體。
3）安全性。核能發(fā)電一旦出現安全事故，則會對環(huán)境造成嚴重污染，形成生態(tài)環(huán)境危機。而太陽能發(fā)電則全然不同，其可靠性與安全性不會對環(huán)境造成污染。
4）取之不盡，用之不竭。太陽內部通過裂變而釋放出的能量，屬于太陽能。在漫長的11億年發(fā)展進程中，太陽對自身能量的消耗不超過20%[2]；因此，相對于人類短暫的生活年限而言，太陽能資源是取之不盡、用之不竭的。
1.2太陽能的應用優(yōu)勢
1）能源蘊藏的豐富性。通過相關專家研究發(fā)現，太陽在漫長的11億年間，只消耗了自身能源的20%左右。同時，太陽能資源在地球中的供應，可以保證幾十億年的使用或者更久，具備取之不盡且用之不竭的特征。
2）廣泛的適用空間。太陽能資源的應用不會受到地域因素的制約。在地球任何地方都可以開發(fā)應用太陽能，不需要進行運輸，為交通狀況落后的農村、山區(qū)等提供了較大便利性。而我國處于地球北半球的東部，蘊藏的太陽能資源較為豐富。
3）使用的安全性與環(huán)保性。太陽能作為清潔能源的一種，在使用過程中存在較大便利因素。在利用與開發(fā)太陽能的過程中，不會形成有害氣體、廢渣、廢水等，同樣不會產生噪音污染，可以實現對生態(tài)環(huán)境平衡的維護，并降低環(huán)境污染。
1.3太陽能應用于建筑節(jié)能技術中的必要性
在改革開放逐漸深入的背景下，人們的生活質量得到飛速提升，實現了對熱水淋浴設備的廣泛應用。在建筑能源消耗中，生活熱水的能源消耗占據較大比重；由于煤氣熱水器、電熱水器對煤炭與石油資源的消耗過大，面臨能源短缺的緊張現狀。而太陽能熱水器屬于我國建筑行業(yè)當前最為成熟完善的技術，可以切實解決居民住宅中對部分生活熱水的利用問題。
2太陽能在建筑節(jié)能技術中的實際應用分析
2.1太陽能空調方面
太陽能空調，主要是以太陽能為動力源，實現空調的正常運轉；其工作原理主要分為兩個方面，即吸收式制冷技術與吸附式制冷技術。
1）吸收式制冷技術。能夠借助于吸收劑的蒸發(fā)與吸收功能，進行制冷工作。依據吸收劑的差異性，具體包括溴化鋰—水吸收式制冷與氨—吸收式制冷兩個方面；主要利用太陽能集熱器對太陽能進行收集，形成熱空氣和熱水，實現太陽能熱空氣或太陽能熱水對鍋爐熱水輸入制冷機的替代，進一步展開制冷工作�？紤]到造價、工藝與效率等因素，需要保證制冷機尺寸的合理性，不可以過小。因此，吸收式制冷技術的太陽能空調系統(tǒng)，在中央空調中得到普遍應用，其規(guī)模相對較大。
2）吸附式制冷技術。通過固體吸附劑對制冷劑形成的吸附作用進行制冷，對分子篩—水以及活性炭—甲醇吸附質制冷技術的應用較廣泛。由上述論述可知，在建筑節(jié)能技術不斷成熟完善的背景下，太陽能空調在建筑節(jié)能工程中發(fā)揮著尤為關鍵的影響及作用。
2.2太陽能熱水器方面
在人們的日常生活中，對太陽能熱水器的應用較為普遍，可以通過太陽能熱水器獲取相應的生活熱水。對太陽能熱水器的充分利用，能夠有效緩解建筑能源的短缺局面，最大限度節(jié)約建筑能源[3]。比如，某一居民住宅區(qū)將太陽能供熱系統(tǒng)安裝在中央熱水系統(tǒng)中，對小區(qū)內4棟住宅建筑與1棟寫字樓的熱水進行供應。在安裝工作完成后，日出水量較穩(wěn)定，通過對太陽能熱水器的應用，該小區(qū)在1年以內節(jié)約了10萬元左右。
2.3太陽能發(fā)電方面
利用太陽能電池，光伏發(fā)電可以借助半導體界面具備的光生伏特特點，實現光能向電能的直接轉變。在串聯太陽能電池之后，展開封裝保護工作，可以組成大面積的太陽能電池構件，并結合功率控制設備構成光伏發(fā)電裝置。光伏行業(yè)方面要結合自身豐富的發(fā)展經驗，適當擴大生產量與生產規(guī)模，并降低成本。其中，發(fā)電成本需要具體參考經濟使用年限、整體系統(tǒng)價格、利率、運行費用與維護、保險費用等因素，對成本造價進行合理預算�，F階段，我國現代居民住宅區(qū)內部的工程照明系統(tǒng)，選用太陽能發(fā)電為輔助性電源。通過太陽能發(fā)電，在一定程度上實現了對能源消耗量的降低，同時降低了太陽輻射能帶來的影響，實現了對生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化與保護。此外，太陽能熱發(fā)電內容主要是將太陽輻射能直接轉變?yōu)闊崮�，然后利用熱能進行發(fā)電，在建筑節(jié)能技術方面同樣得到廣泛應用。
2.4太陽能沼氣技術方面
太陽能的轉換形式豐富多樣，其中，植物秸稈屬于重要的轉換形式之一。通過生物質實現對建筑物的照明活動與供暖活動，構建了集成太陽能恒溫沼氣池系統(tǒng)，可以視為太陽能在現代建筑節(jié)能技術中的應用手段之一[4]。太陽能沼氣技術在我國農村得到普遍應用，其工作原理體現在：通過部分太陽光線進行的加熱與加熱發(fā)酵。分析發(fā)酵過程發(fā)現，可以展開連續(xù)工作且具備一定規(guī)模的發(fā)酵池，極少需要采用輔助加熱措施。所以不難發(fā)現，現代太陽能沼氣技術的功能優(yōu)勢，不是采光與加熱功能，而是較小的土建工程，并且構建成本不高。通常在照明、炊事、保鮮、儲糧以及發(fā)電等多方面的生產與生活活動中，沼氣的應用較為普遍。一般的沼氣池為6立方米，每天可以生產出1.2立方米左右的沼氣，同時每立方米的沼氣等同于原煤的3.3公斤，可以實現對水的煮沸，充分滿足1個家庭1天之內的生活用水量。此外，沼氣還可以進行照明工作，每一立方米的沼氣可以將一盞沼氣燈的照明時間保持在6h范圍內。由太陽能在建筑節(jié)能技術中的應用可見，建筑物能源的消耗比重過大，尤其是照明、供暖以及空調方面對能源的消耗比重最為明顯。在現代建筑節(jié)能設計中對太陽能技術的應用，在降低能源消耗的同時，可以實現對生態(tài)環(huán)境的保護。將太陽能技術應用在供電、供暖以及照明等活動中，有助于改善現代人們居住的生活環(huán)境，如對排放溫室氣體而形成的“熱島效應”的改善。
3結束語
綜上所述，在現代建筑節(jié)能工作中，太陽能技術已經成為建筑節(jié)能的關鍵所在。盡管目前對太陽能的利用依然停留在熱水設備階段，在光電轉換過程中依然存在高成本、低效率的問題。通過國家方面對建筑節(jié)能環(huán)保工作的大力支持，充分借助太陽能資源巨大的功能優(yōu)勢，可以有效改善這一現狀。同時，建筑節(jié)能是現代科技進步的關鍵標志，太陽能資源的高效利用在推動建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著關鍵作用，需要相關領域的專業(yè)人才不斷完善新型的太陽能利用方案與技術、產品等，嚴格遵循“因地制宜”的原則合理應用太陽能，從而為建筑物可以大規(guī)模使用太陽能資源提供可靠保障。
參考文獻
[1]中國儲能網新聞中心.我國太陽能輻照資源分布概況[EB/OL].http://www.escn.com.cn/news/show-124350.html,2014-4-13.
[2]劉彤.太陽能在建筑節(jié)能技術中的廣泛應用[J].林產工業(yè),2015,42(3):562-563.
[3]朱學榮.太陽能熱水系統(tǒng)的應用[J].赤峰學院學報(自然科學版),2013,(5):119-121.
[4]李金平,馬思聰，刁榮丹等.新型農村綠色建筑的構建與能耗分析[J].中國沼氣,2012,30(6):28-32.
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