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介绍盐城太阳能建筑

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介绍盐城太阳能建筑

发布日期:2018-11-03 作者: 点击:


  太阳能建筑是指使用直接获取的太阳能作为优先使用能源,利用太阳能供暖和制冷的建筑的一类建筑。在建筑中应用太阳能供暖、制冷,可节省大量电力、煤炭等能源,而且不污染环境,在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏其他能源的地区,采用太阳能供暖、制冷,尤为有利。

 

  太阳能建筑应用的目标是利用太阳能来满足建筑物的用能需求,包括供暖、空调、生活热水、照明、家用电器等方面的能源供给。根据应用技术不同,太阳能建筑应用可以分为热利用技术的建筑应用和光伏技术建筑应用2大类,每一类技术根据其技术内容不同又可进一步细分。受技术发展水平和经济性等因素的影响,每种技术的发展历史、技术成熟度、产业支撑情况都不尽相同。技术经济性的差异决定了太阳能在建筑中应用水平和规模的不同。目前,部分技术如太阳能热水技术,在我国已开始进入规模化应用阶段,但太阳能建筑应用在综合利用、一体化建设等方面还有许多问题需要解决和完善。

 

  利用太阳辐射加热房屋,从人类第一次建造住宅就已经开始了,公元前 4世纪,古希腊科学家亚里士多德(Aristotle)就曾经提出房屋“北面窗户要小,南面窗户要大,并且要有水平伸出的檐,冬季暖和,夏天可以遮阳”。最早的有记载的被动式太阳能采暖试验是美国马萨诸塞州的摩尔斯(E.S.Morse)教授于1881 年使用“表面涂黑的,瓦装在玻璃下面,玻璃固定在房子向阳的一面,墙上有孔,整个设计使得房间里的冷空气从瓦的下边排出房间,然后在玻璃与瓦之间被加热上升的空气在顶部重新压迫进入房间”。学术界把太阳能建筑按其有无机械动力分为主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑两大类。但是由于太阳辐射具有时空不连续性的特点,为了获取舒适稳定的室内热环境,通常在建筑中需要同时使用被动式和主动式太阳能联合的方式甚至添加辅助能源。

 

  主动式太阳能建筑的供热系统一般由集热、储热、散热部件、循环管道设备及控制系统组成。它是一种通过高效集热装置——太阳能集热器来收集获取太阳能,并与风机或泵、管道、末端散热设备及储热装置等组成的强制循环太阳能供暖系统或者与吸收式制冷机组成的太阳能空调及供热系统。它对太阳能的利用效率高,不仅可以供热、供热水、还可以供冷,而且室内温度稳定舒适,日波动小,储存时间长、功率大、使用方便、便于控制,在发达国家应用非常广泛。但因为它存在着设备复杂、先期投资偏高等缺点,因此,目前在我国还未得到大面积推广。

 

  被动式太阳能建筑是通过建筑朝向、盐城太阳能平面布局及外部形态的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理、建筑构造的合理设计、建筑材料的合理选择,使得其以自然运行的方式获取、储存和利用太阳能的一类建筑。被动式太阳房不需借助风机、泵和复杂的控制系统对太阳能进行收集、贮藏和再分配。窗、墙、楼板等建筑的基本要素,除满足传统的建筑功能需要(围护和支撑作用)外,还负担着热能的贮存和释放作用。一座建筑的各个组成部分同时要满足建筑学的、结构的和能量的三方面需求。每一个被动式太阳能采暖系统至少要有两个构成要素:朝南向的玻璃集热器和通常由砌块、岩石或水等保温材料组成的能量储存构件。

 

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  被动式太阳能建筑又可分为:

  1.直接收益式

  在房屋的朝阳面设置大面积双层玻璃窗,利用室内的地面和墙体,作为蓄热体吸收太阳能。蓄热体可用混凝土、砖、石等材料,表面最好用深色。白天蓄热,夜间利用所蓄热能供暖。

  2.水墙式

  将朝阳墙面做成装水的墙体,墙外设玻璃幕墙,两者之间留出空气隔层。在冬季的白天,阳光把水墙加热後向室内散热﹔夜晚关闭活动的隔热保温板,使已蓄热的水墙能保证室内热量不致散失。夏季还可利用水墙作为隔热墙之用,防止辐射热入室。

  3.蓄热墙式

  将朝阳墙面做成厚重实墙,外涂黑色,外层设玻璃幕墙,两者之间留出空气隔层。实墙上留出适当的采光面积,上、下留洞口。白天室内的冷空气通过下部洞口,进入空气隔层受热上升,经由上部洞口进入室内,如此形成对流循环,室内温度即可不断提高。夜间将洞口关闭,并下帘幕,使室内热量不致散失。夏季开启厚墙和玻璃幕墙上的小窗,可通风降温。

  4.太阳温室式

  在房屋外部建一玻璃温室,与室内有洞口相通。白天太阳将温室加热後,实墙已蓄热,热量即散入室内。实墙也可设计成隔热用的水墙。温室也可以作为一个附加的、阳光充足的空间,作为生活起居之用,可以种菜、栽花或作室内绿化,但在夏季要有遮阳措施。

  5.屋顶水池式

  在屋顶上用透明材料做成水袋或水池,上盖活动式隔热保温板。在冬季的白天,将保温板拉开,太阳将水加热,夜间关闭保温板。水有较大的热容,可持续向室内散热。夏季的白天大部分阳光被保温板所反射,其馀被水吸收,水袋或水池起隔热作用﹔夜间打开保温板,使之散热、降温。

 

  主动式太阳能建筑靠常能(泵、鼓风机)运行的系统,由集热器、蓄热器、收集回路、分配回路组成,通过平板集热器,以水为介质收集太阳热。吸热升温的水,贮存於地下水柜内,柜外围以石块,通过石块将空气加热後送至室内,用以供暖。如将蓄热器埋於地层深处,把夏季过剩的热能贮存起来,可供其他季节使用。动式太阳能建筑用建筑物的一部分实体作为集热器和贮热器,利用传热介质对流分配热能的系统。被动式太阳能系统利用建筑材料的吸热性、蓄热性和传热介质的对流收集热能,贮存热能,分配热能。被动式太阳能系统在冬季吸收热能作为供暖的热源,在夏季把建筑物内的热量散发出去,作为调节室内温度的冷源。由于太阳能热力系统的发展与建筑紧密相连,需有建筑业的大力支持与配合。在市场经济条件下不能完全依靠行政手段来强行推广,我们必须通过努力,研发设计出令建筑商能主动接受和配合的太阳能热力系统,或与建筑相结合的技术解决方案,让太阳能热力系统成为建筑不可分割的一部分,以满足与建筑相结合的需要。以下是世界各地令人惊叹的太阳能建筑一览。


  太阳能热水器的日常维护

  1.安装热水器时,输水管内可能沾有尘埃或油味,首次使用时可打开水龙头先排除杂物。


  2.热水器内的存水,应根据当地的水质状况作定期的排放,排水时间可选于早上集热器较低温时。


  3.热水器表面,依地区落尘量而作定期的擦试,下雨时能起到自行清洗,保持热水器的表面清洁可得到较高的集热效率。


  4.连续晴天多日不使用热水时,其热水温度很高,在使用时请先开冷水,后开热水,以免烫伤。


  5.水龙头出口端一般都有滤网装置,水管内的水垢杂物会聚集于此网,应定期自行拆下清洗,可加大水量流出顺畅。


  6.太阳能热水器平均每二年到三年就需要进行清洗、检查、消毒,用户平时也可以自己动手做一些消毒工作,如可买些含氯的消毒药剂往进水口中倒进去,让其浸泡一段时间,再放出,能起到一定的消毒杀菌效果。

 

  太阳能利弊分析

   优点

  (1)普遍:太阳光普照大地,没有地域的限制无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开 

  太阳能单晶硅[2]发和利用,且无须开采和运输。 

  (2)无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。 

  (3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 

  (4)长久:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。 


   缺点

  (1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。 

  (2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来,以供夜间或阴雨天使用,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。 

  (3)效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。 


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关键词:盐城太阳能,盐城空气能,盐城热水器

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