建筑節(jié)能技術(shù)中太陽(yáng)能的應(yīng)用論文
摘要：在建筑行業(yè)飛速發(fā)展與人們生活質(zhì)量不斷提升的背景下，清潔性能源—太陽(yáng)能在現(xiàn)代建筑中得到廣泛應(yīng)用。鑒于此，本文主要結(jié)合太陽(yáng)能的技術(shù)特征和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具體探討了太陽(yáng)能在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用方式，旨在緩解當(dāng)前能源短缺的緊張局面，不斷豐富現(xiàn)代建筑節(jié)能技術(shù)內(nèi)容，從而營(yíng)造節(jié)約型社會(huì)。
關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能技術(shù)；太陽(yáng)能；優(yōu)勢(shì)；應(yīng)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(yán)重限制了社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在人們生活質(zhì)量逐漸提升的背景下，加劇了對(duì)建筑能源的耗費(fèi)。現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展方向，在于及時(shí)發(fā)現(xiàn)新能源，并應(yīng)用到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中。而太陽(yáng)能作為可再生能源的一種，在現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中得到尤為廣泛的應(yīng)用。
1太陽(yáng)能技術(shù)的特征、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及必要性
1.1太陽(yáng)能技術(shù)特征
太陽(yáng)能屬于新型能源、可再生能源的一種，具備其他能源無(wú)法相比的功能特征。
1）普遍性。我國(guó)的太陽(yáng)能資源較為豐富，國(guó)土面積中有2/3以上的年日照量超出2200小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能資源的最大化利用[1]。
2）無(wú)污染。石油與煤炭等不可再生能源在燃燒過(guò)程中，容易形成廢渣與有害、有毒氣體，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而太陽(yáng)能資源的利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，也不會(huì)形成有害氣體。
3）安全性。核能發(fā)電一旦出現(xiàn)安全事故，則會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，形成生態(tài)環(huán)境危機(jī)。而太陽(yáng)能發(fā)電則全然不同，其可靠性與安全性不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
4）取之不盡，用之不竭。太陽(yáng)內(nèi)部通過(guò)裂變而釋放出的能量，屬于太陽(yáng)能。在漫長(zhǎng)的11億年發(fā)展進(jìn)程中，太陽(yáng)對(duì)自身能量的消耗不超過(guò)20%[2]；因此，相對(duì)于人類短暫的生活年限而言，太陽(yáng)能資源是取之不盡、用之不竭的。
1.2太陽(yáng)能的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
1）能源蘊(yùn)藏的豐富性。通過(guò)相關(guān)專家研究發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)在漫長(zhǎng)的11億年間，只消耗了自身能源的20%左右。同時(shí)，太陽(yáng)能資源在地球中的供應(yīng)，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(yáng)能資源的應(yīng)用不會(huì)受到地域因素的制約。在地球任何地方都可以開(kāi)發(fā)應(yīng)用太陽(yáng)能，不需要進(jìn)行運(yùn)輸，為交通狀況落后的農(nóng)村、山區(qū)等提供了較大便利性。而我國(guó)處于地球北半球的東部，蘊(yùn)藏的太陽(yáng)能資源較為豐富。
3）使用的安全性與環(huán)保性。太陽(yáng)能作為清潔能源的一種，在使用過(guò)程中存在較大便利因素。在利用與開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能的過(guò)程中，不會(huì)形成有害氣體、廢渣、廢水等，同樣不會(huì)產(chǎn)生噪音污染，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境平衡的維護(hù)，并降低環(huán)境污染。
1.3太陽(yáng)能應(yīng)用于建筑節(jié)能技術(shù)中的必要性
在改革開(kāi)放逐漸深入的背景下，人們的生活質(zhì)量得到飛速提升，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱水淋浴設(shè)備的廣泛應(yīng)用。在建筑能源消耗中，生活熱水的能源消耗占據(jù)較大比重；由于煤氣熱水器、電熱水器對(duì)煤炭與石油資源的消耗過(guò)大，面臨能源短缺的緊張現(xiàn)狀。而太陽(yáng)能熱水器屬于我國(guó)建筑行業(yè)當(dāng)前最為成熟完善的技術(shù)，可以切實(shí)解決居民住宅中對(duì)部分生活熱水的利用問(wèn)題。
2太陽(yáng)能在建筑節(jié)能技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用分析
2.1太陽(yáng)能空調(diào)方面
太陽(yáng)能空調(diào)，主要是以太陽(yáng)能為動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；其工作原理主要分為兩個(gè)方面，即吸收式制冷技術(shù)與吸附式制冷技術(shù)。
1）吸收式制冷技術(shù)。能夠借助于吸收劑的蒸發(fā)與吸收功能，進(jìn)行制冷工作。依據(jù)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(gè)方面；主要利用太陽(yáng)能集熱器對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行收集，形成熱空氣和熱水，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱空氣或太陽(yáng)能熱水對(duì)鍋爐熱水輸入制冷機(jī)的替代，進(jìn)一步展開(kāi)制冷工作�？紤]到造價(jià)、工藝與效率等因素，需要保證制冷機(jī)尺寸的合理性，不可以過(guò)小。因此，吸收式制冷技術(shù)的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)，在中央空調(diào)中得到普遍應(yīng)用，其規(guī)模相對(duì)較大。
2）吸附式制冷技術(shù)。通過(guò)固體吸附劑對(duì)制冷劑形成的吸附作用進(jìn)行制冷，對(duì)分子篩—水以及活性炭—甲醇吸附質(zhì)制冷技術(shù)的應(yīng)用較廣泛。由上述論述可知，在建筑節(jié)能技術(shù)不斷成熟完善的背景下，太陽(yáng)能空調(diào)在建筑節(jié)能工程中發(fā)揮著尤為關(guān)鍵的影響及作用。
2.2太陽(yáng)能熱水器方面
在人們的日常生活中，對(duì)太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用較為普遍，可以通過(guò)太陽(yáng)能熱水器獲取相應(yīng)的生活熱水。對(duì)太陽(yáng)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(yáng)能供熱系統(tǒng)安裝在中央熱水系統(tǒng)中，對(duì)小區(qū)內(nèi)4棟住宅建筑與1棟寫字樓的熱水進(jìn)行供應(yīng)。在安裝工作完成后，日出水量較穩(wěn)定，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用，該小區(qū)在1年以內(nèi)節(jié)約了10萬(wàn)元左右。
2.3太陽(yáng)能發(fā)電方面
利用太陽(yáng)能電池，光伏發(fā)電可以借助半導(dǎo)體界面具備的光生伏特特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)光能向電能的直接轉(zhuǎn)變。在串聯(lián)太陽(yáng)能電池之后，展開(kāi)封裝保護(hù)工作，可以組成大面積的太陽(yáng)能電池構(gòu)件，并結(jié)合功率控制設(shè)備構(gòu)成光伏發(fā)電裝置。光伏行業(yè)方面要結(jié)合自身豐富的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)擴(kuò)大生產(chǎn)量與生產(chǎn)規(guī)模，并降低成本。其中，發(fā)電成本需要具體參考經(jīng)濟(jì)使用年限、整體系統(tǒng)價(jià)格、利率、運(yùn)行費(fèi)用與維護(hù)、保險(xiǎn)費(fèi)用等因素，對(duì)成本造價(jià)進(jìn)行合理預(yù)算�，F(xiàn)階段，我國(guó)現(xiàn)代居民住宅區(qū)內(nèi)部的工程照明系統(tǒng)，選用太陽(yáng)能發(fā)電為輔助性電源。通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)能源消耗量的降低，同時(shí)降低了太陽(yáng)輻射能帶來(lái)的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化與保護(hù)。此外，太陽(yáng)能熱發(fā)電內(nèi)容主要是將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�，然后利用熱能進(jìn)行發(fā)電，在建筑節(jié)能技術(shù)方面同樣得到廣泛應(yīng)用。
2.4太陽(yáng)能沼氣技術(shù)方面
太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換形式豐富多樣，其中，植物秸稈屬于重要的轉(zhuǎn)換形式之一。通過(guò)生物質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的照明活動(dòng)與供暖活動(dòng)，構(gòu)建了集成太陽(yáng)能恒溫沼氣池系統(tǒng)，可以視為太陽(yáng)能在現(xiàn)代建筑節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用手段之一[4]。太陽(yáng)能沼氣技術(shù)在我國(guó)農(nóng)村得到普遍應(yīng)用，其工作原理體現(xiàn)在：通過(guò)部分太陽(yáng)光線進(jìn)行的加熱與加熱發(fā)酵。分析發(fā)酵過(guò)程發(fā)現(xiàn)，可以展開(kāi)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(xiàn)，現(xiàn)代太陽(yáng)能沼氣技術(shù)的功能優(yōu)勢(shì)，不是采光與加熱功能，而是較小的土建工程，并且構(gòu)建成本不高。通常在照明、炊事、保鮮、儲(chǔ)糧以及發(fā)電等多方面的生產(chǎn)與生活活動(dòng)中，沼氣的應(yīng)用較為普遍。一般的沼氣池為6立方米，每天可以生產(chǎn)出1.2立方米左右的沼氣，同時(shí)每立方米的沼氣等同于原煤的3.3公斤，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水的煮沸，充分滿足1個(gè)家庭1天之內(nèi)的生活用水量。此外，沼氣還可以進(jìn)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(shí)間保持在6h范圍內(nèi)。由太陽(yáng)能在建筑節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用可見(jiàn)，建筑物能源的消耗比重過(guò)大，尤其是照明、供暖以及空調(diào)方面對(duì)能源的消耗比重最為明顯。在現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用，在降低能源消耗的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。將太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用在供電、供暖以及照明等活動(dòng)中，有助于改善現(xiàn)代人們居住的生活環(huán)境，如對(duì)排放溫室氣體而形成的“熱島效應(yīng)”的改善。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在現(xiàn)代建筑節(jié)能工作中，太陽(yáng)能技術(shù)已經(jīng)成為建筑節(jié)能的關(guān)鍵所在。盡管目前對(duì)太陽(yáng)能的利用依然停留在熱水設(shè)備階段，在光電轉(zhuǎn)換過(guò)程中依然存在高成本、低效率的問(wèn)題。通過(guò)國(guó)家方面對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保工作的大力支持，充分借助太陽(yáng)能資源巨大的功能優(yōu)勢(shì)，可以有效改善這一現(xiàn)狀。同時(shí)，建筑節(jié)能是現(xiàn)代科技進(jìn)步的關(guān)鍵標(biāo)志，太陽(yáng)能資源的高效利用在推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，需要相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人才不斷完善新型的太陽(yáng)能利用方案與技術(shù)、產(chǎn)品等，嚴(yán)格遵循“因地制宜”的原則合理應(yīng)用太陽(yáng)能，從而為建筑物可以大規(guī)模使用太陽(yáng)能資源提供可靠保障。
參考文獻(xiàn)
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