綠色建筑與太陽能熱水系統應用
發布時間：2015-07-09 點擊量：2669
摘要 太陽能熱水系統是綠色建筑應用中常見的一種太陽能利用形式。本文針對綠色建筑發展趨勢、太陽能熱水系統建筑應用概況以及太陽能熱水系統與建筑相結合設計要點進行簡述。
0 前言
發展是人類社會永遠的主題。但隨著人口急劇增長，城鎮化建設快速發展，人類不得面臨資源匱乏、環境惡化等生存危機。2010年上海世博會有個口號叫“城市讓生活更美好”，城市化進程的飛速發展為我們創造了前所未有的美好生活，然而浮華背后，城市真的能讓生活更美好嗎？
建筑是城市的細胞和載體之一，據統計，全球有50%的能源用于建筑，同時建筑也消耗了42%的水資源和50%的原材料，另一方面建筑所引起的空氣污染、光污染、電磁污染超過環境總污染的1/3,人類活動所產生的水污染和固體廢棄物分別有50%和48%來自建筑。建筑碳排放所占的比例達到43.7%。據中國社科院城市發展與環境研究中心提供的一組數據：全國現有建筑430億平方米，城鎮累計建成節能建筑28.5億平方米，不足總數的10%。 每年城鄉新建房屋建筑面積近20億平方米，但其中仍有80%以上為高耗能建筑。 “北京、上海、廣州、深圳等城市公共建筑能耗比國家要求的能耗標準高出2～3倍。”
如何減少資源消耗和對環境的影響，更加有利于人類生存，是全球范圍內急需解決的問題。在這種大背景下，綠色建筑應運而生。
在傳統能源能源匱乏大背景下，建筑節能尤為重要，可再生能源應用將成為建筑節能的重要發展方向之一。可再生能源包括太陽能、地熱能、風能、生物質能、水能和海洋能等非化石能源，其資源潛力大，可在人類活動歷史時期內永續利用，是有利于人與自然和諧發展的重要能源形式。這其中人類利用太陽能而又以太陽能熱水系統的應用最為廣泛。
1 綠色建筑 建筑業發展的必由之路
將綠色理念引入建筑領域其起始時間可追溯至20世紀60年代。當人們對新的建筑理念無以名狀時，美籍意大利建筑師Paola Soleri將Architecture和Ecology兩個詞整合為Arology，意為“生態建筑”。
我國自2008年4月開始實施綠色建筑評價標識制度，2011年開始激增，達到200余項，2012年超過500項。截至2013年1月達到742個項目，總建筑面積達到7581萬平方米。 從標識種類來看，設計標識694項，建筑面積7066萬平方米；運營標識48項，建筑面積515萬平方米。
我國高耗能建筑量大面廣、發展綠色建筑前景廣闊。全國綠色建筑面積不足既有建筑面積的1％，發展綠色建筑的節能減排潛力巨大。如果每年新增綠色建筑項目100個，“十二五”期間將節電8.5億千瓦時，減排二氧化碳76.6萬噸，節約水資源0.3億噸。
大力發展綠色建筑、建設生態城市和綠色家園、推動建筑的可持續性發展，是減少資源消耗的有效途徑，是解決環境惡化的良方，是可持續發展和生態宜居建設的必要條件，也將成為建筑業發展的必由之路，綠色建筑必將成為21世紀人類理想的居住建筑模式。
2 綠色建筑與太陽能熱水系統應用
綠色建筑的目的是實現建筑全生命期的節約、環保、高效，并為人們提供健康舒適的工作和生活環境。
隨著建設標準的提高，設計要求越來越趨向于綠色建筑的內涵。綠色建筑的規定并非提高了標準，而是與常規標準相同。例如公建配套車位、外窗可開啟面積、節水器具、無障礙設計、文明施工等。一方面，只是建筑朝向、窗墻比等參數的簡單修正就可以達到加強采光、通風和降低能耗等綠色建筑的要求，而這些措施并不額外增加投資。另一方面，有些技術措施雖然增加了初投資，但在短期內可以通過節省的運行費用收回，通過對北方某地區住宅和公共建筑太陽能熱水系統投資與經濟效益分析，與采用電能、輕柴油或城市燃氣等常規能源系統的經濟效益比較，得出其動態回收期在3～7年之間。在建筑全生命期內具有較好的經濟性，因此在綠色建筑中應推廣應用。
3 太陽能與建筑相結合設計要點
綠色建筑設計強調從規劃階段開始，利用模擬仿真輔助優化設計方案，因地制宜制定技術策略，其全方位、全過程整合設計原則與太陽能與建筑相結合設計原則如出一轍。
應用太陽能熱水系統的民用建筑及建筑群體，均應與太陽能熱水系統統一規劃、同步設計、同步施工、同步驗收，與建筑物同時投入使用，以保證所選用的太陽能熱水系統各個部分及其輔助設施與建筑規劃布局、建筑設計有機結合，成為建筑規劃設計中合理的不可分割的部分。太陽能與建筑相結合設計至少有以下幾方面的要求：
規劃設計中，除像一般規劃設計要考慮的建筑功能、場地條件、周邊環境等制約規劃設計的因素外，確定建筑布局、群體組合和空間環境時還特別需結合場地的地理條件、當地地域的氣候條件、日照條件等因素來確定和設計建筑的朝向，建筑之間的間距及建筑形體組合，最大限度地滿足太陽能熱水系統設計和安裝的技術要求。
設計要結合建筑功能及其對熱水供應方式的需求，綜合考慮環境、氣候、太陽能資源，常規輔助能源類型和可供給的條件、施工條件等因素，比較不同類型太陽能熱水系統的性能、優缺點、造價，進行經濟技術分析。在充分綜合比較后，酌情選擇適用的、性價比高的太陽能熱水系統類型。
在建筑上合理設計太陽能集熱器的安裝位置尤為重要。建筑設計需將太陽能集熱器作為建筑的組成元素，與建筑相結合，保持建筑統一和諧的外觀，并與周圍環境相協調。在建筑設計中不僅需考慮地震、風暴、積雪、冰雹等自然破壞因素，還應為太陽能熱水系統的日常維護提供必要的安全便利條件。在管路布置上，建筑物中都要事先預留出所有管路的通口，合理布置太陽能循環管路以及冷熱水供應管路。
4 結語
如何在建筑上合理布置集熱裝置以充分地利用太陽能資源，使太陽能產品成為建筑物有機的組成部分，是生產廠商、建筑師和機電設計工程師需要共同探討研究的問題。建筑設計應該把太陽能產品作為建筑的不可或缺的部分，設計的美觀性、適用性和經濟性應綜合考慮，生產廠家應提供更加優化的產品，努力做到產品的標準化和多元化，從而有利于太陽能與建筑相結合，加速太陽能產品在綠色建筑的推廣普及。
轉載：互聯網
