物理太阳能采暖促进建筑节能的发展论文

分类：物理论文发表 时间：2011-11-21 10:21 关注：(1)

陈俊政
摘 要：本文物理论文介绍了对建筑物的节能和太阳能建筑技术的推广应用进行分析，太阳能采暖系统的构成和设计方法,对太阳能采暖系统的成本和经济性进行了分析。
关键词：太阳能 采暖 建筑 节能

建筑节能是反映一个国家先进技术的重要标志,新能源利用是实现建筑可持续发展的重要环节。利用物理太阳能进行采暖是太阳能热利用的一个重要方面,也是促进资源节约型社会有效的技术手段,当今社会十分关注建筑工程的能源消耗及建筑物使用过程中长期的能源消耗,因此要根据建筑设计的节能要求,尤其是对利用太阳能建筑技术的推广应用。
1 建筑能源消耗
近年来，随着人民生活水平的提高，对能源的消耗也日益增加，而由此造成的环境问题也日逾突出。目前，中国已成为仅次于美国的世界第二大能源消耗国，碳排放量达到84066万吨，居世界第二位。其中建筑能源消耗占27.8%，相应的排放量达到23370万吨。不仅如此，中国的能源消耗是以对大气污染比较严重的化石燃料为主，属典型的能源消费型污染，大气环境污染问题不容忽视。因此，节约能源、提高能源的利用效率，大力发展可再生的能源，对社会效益和环境效益是十分重要的。
2 能源现状
能源总量丰富，但人均拥有量较低。我国是个能源生产大国，2006年能源生产总量为221，056万吨标准煤，与上年相比增长7.37%。其中原煤生产总量占76.7%，仍居主导地位，水电、核电、风电所占比重与2005年相比都有一定程度的提高。虽然能源总量丰富，但人均能源拥有量较低，煤炭和水力资源的人均拥有量只有世界平均水平的50%，而石油、天然气人均拥有量仅为世界平均水平的1/15左右。
3 太阳能建筑
定义：综合考虑社会进步、技术发展和经济能力等因素，在建筑物的策划、建造、设计、使用、维护以及改造等活动中，充分利用太阳能的建筑统称为太阳能建筑。我国在太阳能建筑领域中技术最成熟、应用范围最广、产业化发展最快的是家用太阳能热水器（系统），其次是被动式采暖太阳房。
太阳能热水系统是利用太阳能集热器，收集太阳辐射能把水加热的一种装置，是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。太阳能热水系统的分类以加热循环方式可分为：自然循环式太阳能热水器、强制循环式太阳能热水系统、储置式太阳能热水器等。
集热和蓄热墙间接受的热是被动式太阳能建筑的一种形式。它充分利用南方向太阳辐射热大的特点,在南向墙面上加设一层透光外罩,使透光外罩与墙体之间形成一道空气层，为了使透光外罩内最大限度得到太阳照射,在空气夹层内壁表面涂上吸热材料，当太阳照射的时候加热了空气夹层内的空气和墙体,这时吸收到的热量分为两部分，一部分气体加热后利用温差压形成气流,通过与室内相连的上、下通风口,与室内空气进行循环对流,从而使室内温度上升;另一部分热量使墙体受热后,利用墙体的蓄热能力贮存热量,当夜晚到后气温降低时墙体蓄存热向室内释放,从而达到昼夜温度适宜的程度。
我国在太阳能建筑领域进行了长期的、积极的研究与实践。包括太阳能光热、光伏设备设施厂家在内，各地政府、研究机构、设计院以及开发企业等在不同层面、不同区域、不同建筑上做了大量细致的研究、开发、设计、建设工作。正是在这些工作基础上，中国太阳能学会决定增设太阳能建筑专业委员会，其作用是以满足建筑对清洁能源的需求为宗旨，在可持续发展框架下，为太阳能在建筑中的应用，构架学术和技术交流平台，促进两个行业的技术进步。
4 物理太阳能建筑的论文理念
有效利用太阳能提供住宅建筑的系统，以满足住宅的使用功能需求以及健康、舒适、安全、便利的环境需求，是发展太阳能建筑的目标。因此，太阳能建筑不仅关注光热、光能等现代科技与住宅建筑的相互和谐应用，还要更加关注传播生态设计理念和提升被动太阳能建筑理念。
充分利用自然采光，降低人工照明的能源消耗，改善住宅室内光环境，满足生理和心理上的健康需求。
加强建筑的保温隔热，这是现代住宅建筑充分利用太阳能的前提条件，同时也有利于创造舒适健康的室内热环境。
5 太阳能建筑发展策略
5.1 太阳能建筑的发展思路
发展太阳能建筑、推进节能省地型住宅建设节能省地的核心依然是节能、节地、节水、节材和环境保护，充分体现资源的节约和可持续发展。
5.2 太阳能建筑的发展策略
1）成熟的被动太阳能技术与现代的太阳能光伏光热技术的综合利用；
2）保温隔热的围护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合；
3）传统建筑构造与现代技术和理念的融合；
4）生态驱动设计理念向常规建筑设计的渗透；
5）考虑区域气候特征和经济发达程度的差异；
6）关注不同的建筑特征和人们的生活习惯。
5.3 太阳能建筑的发展目标
充分地综合利用太阳能，满足建筑物对于使用功能和环境功能尽量多的能源供应需求，以降低建筑能源消耗在社会总能源消耗中的百分比。因此，进一步考虑将太阳能利用与地热能、风能、生物质能以及自然界中的低温热能等复合能源的利用结合起来，并进行系统的优化配置，以满足建筑的能源供应和健康环境的需求，是太阳能建筑发展的最高目标。零排放建筑代表了太阳能综合应用的最高理想。近期研究开发的重点是太阳能热利用产品和系统与建筑一体化。
5.4 综合确定太阳能建筑发展策略
充分考虑区域气候特征和经济发达程度的差异：西部经济欠发达而太阳能资源又丰富的地区，应以被动利用太阳能建筑为主，加强集热、蓄热、导热等材料和技术的研发与推广。如果把各个地区资源与太阳能结合起来使用,取长补短,采取有效技术措施转换能源,采用合理的技术,优良材料,那么,环保节能的新型建筑会得到大力发展。
太阳能建筑技术和体系：编制设计规范、标准及其相关图集，建立产品（系统）检测中心和认证机构，完善施工验收及维护技术规程等，是太阳能利用（如热水供应）列入建筑工程设计环节，并作为一个“专业”纳入建筑体系的前提。
理念推广：提升常规建筑设计理念，并向生态驱动设计理念转化;研究传统的建筑构造理念，开发先进的围护结构技术，适应现代太阳能技术的发展;关注住宅全生命周期内的投资平衡和权益分配;复合利用其它可再生能源，优化住宅建筑能源消耗结构，满足住宅的能源供应和健康环境的需求。
太阳能建筑应用技术的研究与推广：针对我国的社会发展、技术进步、经济能力、区域气候、生活需求等因素，以太阳能建筑领域中的热水供应为切入点，扩大太阳能热水供应的理念优势，倡导“理念先行、示范突破、政策跟进”的原则，推行“标准设计、检测认证、建筑准入”的机制，建筑能源消耗、建筑环境、生态保护等一般知识，扩大和延伸已经成熟的太阳能热水和太阳能采暖应用理念。分阶段逐步推进太阳能建筑在中国的发展，最终达到太阳能建筑的普及和推广。
综上论文所述,建筑节能是技术进步的重要标志,新能源利用是实现建筑可持续发展的重要环节,也是世界上所有国家采取的节能措施。在今后的发展中,物理太阳能的应用和新型的节能建筑,只能以最低的能量消耗,使居住环境更舒适,更清浩,使节能及社会效益更好。

参考文献
[1]崇杰,赵学义.论太阳能建筑一体化设计[J].建筑学报,2002(07).
[2]姚兵.推进我国建筑节能事业向前发展[J].施工技术,1997(12).