摘要：太阳能作为一种新型能源，有着资源丰富以及清洁无污染和可再生特点，是一种很非常理想的替代能源。在实际的应用中将太阳能和建筑之间科学合理的结合能够将建筑消耗降低，以此来实现节能减排的效果，其作为今后最为主要的建筑节能方式之一。本文探讨了太阳能技术在建筑节能设计中的应用。
关键词：太阳能技术；建筑节能设计；应用
太阳能作为新一代能源，具有资源丰富、清洁无污染和可再生等优点，是理想的替代能源。太阳能与建筑的有机结合将大大降低建筑对传统能源的消耗，达到节能减排的目的，将成为今后建筑节能的重要途径之一。与太阳能光热技术相比，太阳能光伏技术，由于集成度高、离网发电、储能方便等技术优势，将在建筑节能设计应用中发挥越来越重要的作用。
1 太阳能技术
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。是人类赖以生存的能量，是巨大的无污染的能源。当今太阳能科技发展的两大趋势是：一是光与电的结合；二是太阳能与建筑的结合。
太阳能利用技术主要有两种：光电转换和热能利用。相对于光电转换，太阳热能利用历史较为悠久，利用方式较多，成本较低。太阳能热利用有太阳能热水器、太阳能集成器、太阳能空调、太阳能发电等方式。目前太阳能技术现状如下。
1.1 光伏产业
光伏产业是利用光伏反应，将太阳光照射到硅材料上直接发电。90 年代后，世界光伏产业出现供不应求的现象，发展迅速。世界各国纷纷制定计划和措施扩大产业链。快速发展的屋顶计划、各种减免税政策为成熟的光伏产业奠定基础。我国光伏产业经过二十多年的努力，已有一个较好的发展基础。
1.2 太阳能热水器
太阳能热水器是可再生资源技术领域最商业化、推广最为广泛的技术，是最具适应性的技术。具有成本效率高，应用简单、安全等特点。中国成为世界最大的太阳能热利用产品的生产国。国内太阳能热水器应用面积较广。
1.3 太阳能发电
常规煤矿发电，即浪费煤矿资源，又污染环境。易受煤价、煤矿开采量影响。太阳能发电是利用集热器将太阳辐射能集中起来，带动发电机发电。
1.4 太阳房
利用建筑设计技术将高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地结合在一起，充分利用太阳辐射能，达到房屋取暖、制热的目的。房屋可以尽可能地吸收储存利用太阳能。太阳房可以节约75%~90% 的建筑能耗，并且具有良好的经济效益，环保效益。
2建筑设计中利用太阳能的必要性
2.1替代常规能源
人类社会目前消费的能源，主要是煤炭、石油和天然气等化石燃料。常规的化石燃料资源有限，不可再生，开发利用太阳能等可再生能源，可以替代和节省常规能源，是一条可持续发展的道路。在建筑中积极推广利用太阳能，对减少我国常规能源消费量，优化我国能源结构，都将具有非常重要的意义。
2.2减少环境污染
人类对化石燃料的大量开采与利用，是造成大气和其他类型环境污染及生态破坏的主要因素，不仅影响人体的健康，而且影响在建筑物周围的动植物，而太阳能利用不会排放任何污染大气和其他类型环境的有害物，是与生态环境相协调的清洁能源、绿色能源。在建筑中积极应用太阳能，可以减少因耗用化石燃料而产生的污染物的排放量，对于减轻我国大气污染，保护生态环境，都将发挥十分重要的作用。
2.3提高人民生活质量
随着我国经济的发展，建筑中提供生活热水已成为广大城乡居民的基本生活需求。在建筑中安装太阳热水器，是有效解决城乡居民生活用热水的好途径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3 太阳能热应用技术在建筑节能设计中的应用
3.1被动式太阳能应用
第一，在建筑设计中，需要和建筑所处的环境进行结合，将影响建筑的因素实施科学合理的组织，按照光照实际状态对门窗的朝向以及材质以及屋顶的设计、墙壁材料的选择等方面合理确定。第二，需要对建筑自身科学合理的规划以及设计，按照建筑所处的自然环境对建筑的朝向以及太阳光照射状况进行分析，按照气候因素对建筑结构和外观合理设计，同时选择热阻力比较大的建筑材料。对于被动式太阳能发展虽然很成熟，成本低，然而对于室内环境在调节当中非常有限，因此为了能够将建筑环境适应能力提升，在被动式太阳能应用当中和需要和主动式太阳能应用技术相结合。
3.2主动式太阳能应用
主动式太阳能建筑主要采用集热器以及蓄热器和管道等设备对太阳能进行收集以及蓄存和输配，以此来对室内的温度进行控制。主动式太阳能建筑能够很好的满足用户的需求，能够确保室内的采暖以及对热水的需求，甚至还能够实现空调制冷的作用。其主要就是采用高效集热设置对太阳能进行收集，继而采用热媒将特亮送入到建筑当中，其对太阳能的应用效率很高，不但能够实现采暖以及热水的供应，还能够供冷，确保室内温度舒适，稳定性好。采用附加方式附着在建筑当中的被动式构件，按照实际的用途以及原理，将其和建筑构件进行结合实施嵌套设计，使得其成为建筑的一部分，从而实现一体化。对于集热器在安装位置以及造型和材质当中需要和建筑的整体环境相互协调，需要按照集热器的方式以及安装所占面积和尺寸有效细化设计，对建筑的安装位置以及方式进行确定。对于建筑屋面以及墙面等其他部位的集热器在布置中和建筑一起组成围护结构，需要和建筑的整体构造有效结合。比如，在建筑阳台进行集热器的安装中可以对阳台栏杆的功能有效应用，使得其和阳台融为一体，也能够在幕墙之外进行安装，使得成为建筑的这样形式，从而将建筑和集热器有效结合，并且对太阳光照最大化应用，以此来满足建筑多种形式的实际需求。
4太阳能光伏技术在建筑节能中的应用
4.1太阳能光伏与建筑的结合方式
太阳能建筑是指建筑与光伏系统、光伏器件相结合，形成一体化的新型建筑。在建筑的屋顶上安装光伏组件，使光伏组件与电池、逆变器、控制器、公共电网等装置连接起来，形成光伏系统。太阳能建筑一体化实际上就是实现光伏器件与建筑材料的集成化，在建筑屋顶、外墙、窗户等部位安装光伏组件，形成太阳能光伏立面、太阳能光伏幕墙、太阳能光伏窗等，充分利用清洁、可循环使用的太阳能降低建筑对不可再生能源的消耗。除此之外，太阳能建筑一体化还体现在太阳能光电系统与建筑天窗、中庭、遮阳、雨蓬等部位相结合。以太阳能通风技术为例，利用太阳能烟囱热压效应可改善室内通风条件，烟冲高度越高，热压越强，通风效果越好。在炎热的夏季，太阳能烟囱充分吸收太阳热量，促使烟囱内腔的热空气上升，让热空气从烟囱顶部流出。在热压的作用下，开启下悬窗，室内热空气会流向烟囱，促使室内空气循环，改善了室内自然通风。在寒冷的冬季，关闭下悬窗，烟囱停止冷空气的流入，保证室内热度不易流失。
4.2太阳能光伏建筑供电
太阳能光伏建筑供电是利用太阳能光伏系统发电，为建筑提供电能，降低建筑电能消耗，达到节能目的。例如，某地太阳能资源丰富，为了美观和节能，考虑到屋顶的面积与朝向，在屋顶上覆盖光伏电池板，板间距取决于需要传送光的数量，在5mm～20mm 之间。光伏电池能够吸收70%～80%的阳光辐射。通过这种太阳能利用设计形式，不仅可以有效避免热量从屋顶传入室内，从而有效降低室内空调的用电量，而且还能够将太阳能转变为电能，以此满足建筑内部房间耗电需求。
总之，太阳能技术与建筑节能相结合，可以为社会带来显著的环境效益、社会效益，是可持续发展新模式。太阳能技术为建筑节能技术发展带来广阔空间。
参考文献：
[1]沈长亮. 浅谈太阳能技术在既有建筑节能改造中的应用[J].四川建筑.2017（04）
[2]张红玲. 太阳能技术在建筑中的应用分析[J].门窗.2017（08）
[3]刘艳华. 太阳能技术在建筑中的应用分析[J].山东工业技术.2016（19）
[4]王张予扬，宋宁. 太阳能在建筑中的应用[J].城市地理.2016（24）
论文作者:陈曦
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/2/26
标签：太阳能论文; 建筑论文; 光伏论文; 技术论文; 建筑节能论文; 太阳论文; 能源论文; 《基层建设》2017年第32期论文;