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【摘 要】建筑墙在整体建筑中占据的比例较大，是建筑工程建设中重要的一部分。目前人们已经认识到节约能源的重要性，对建筑工程提出了较高要求。为了给人们建设绿色、环保节能的建筑，必须实现及时从复合太阳能墙与建筑一体化进行研究，促进建筑工程的长期发展。
【关键词】复合太阳能；建筑一体化；节能研究
【中图分类号】TU201.5 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2016）22-0152-02
随着科学技术的发展，产生了较多的环境问题，对人类的生存造成了巨大威胁。太阳能是一种天然资源，目前已经应用到人们的生活中。但是由于太阳能较稀薄且间歇，如何有效的收集进转化太阳能已经成为当前研究的主要问题。本文主要对复合太阳能墙与建筑一体化节能进行研究，希望可以给相关研究学者提供借鉴。
1.建筑节能策略
第一，建筑节能原理。（1）建筑、能源与环境。人不可脱离自然而生存，建筑也不能离开自然而发展。建设建筑的主要目的就是抵御不良自然因素的影响。因此可以将建筑、能源与环境理解为动态变化过程。（2）建筑能耗。随着工业化的发展，建筑能耗量越来越越大，主要包括运输能耗、建筑施工能耗与运行能耗等。在建筑建造、使用及拆毁中会消耗大量的资源，引起了全球环境变化。（3）建筑科学用能。建筑科学用能表示合理控制日常能源消耗，在满足建筑需求的基础上减少能耗，体现建筑节能特点，优化建筑环境，给现代建筑提供环境、能源与技术协调发展的整合方案。
第二，建筑与自然。（1）仿生建筑。自然界是相对统一的个体，一切物质均处于进化与发展中。仿生建筑是一种从仿生学角度研究建筑的方式，可以将建筑与人类看作相对统一的生物体系，利用生物与非生物因素的作用，提高环境适应性。（2）生命建筑。生命有机体需要不断从外界实现物质、能量与信息交换，同时可抵抗外界不利因素，具有表皮保护功能。生物机体中由无数分支组成，具有较多的信息终端，最终形成了以器官与表皮组成的调节机制，提高了生物的环境应变能力。（3）生态建筑。生态建筑是人类第一自然平衡在建筑领域的延伸，体现了人与自然的协调统一关系。生态建筑具有两方面特征，一方面，是一种次级系统，属于生物圈中的一部分，与生物圈协调发展；另一方面，是一个独立的开放体系，具有较强的生物与气候调节能力，形成了建筑、人与自然的良性循环。
第三，绿色能源建筑。（1）绿色能源与建筑。大自然是一个发展并净化的过程，人工自然进化的形成均是以大自然为基础的。从狭义角度分析，绿色能源表示可再生的水能、太阳能与生物能。这些能源消耗后一般可及时补充，减少了环境污染。广义绿色能源主要表示能源生产或使用中选择清洁型能源如天然气、核能等。（2）仿生利用太阳能。大自然在当前不再仅仅的被人们利用，而是利用技术方法更好的应用能源，仿生即从自然界获得灵感，利用生物行为方式等不断进行生命机理调节。太阳能仿生建筑设计要求必须充分考虑两方面问题，一方面太阳能建筑应用时对建筑的影响；另一方面，太阳能体系的选择，实现太阳能产品与建筑的有机结合。（3）生态能源建筑。生态能源建筑表示利用生态能源满足人们居住需求，与区域生态环境协调的能量系统。生态能源建筑没有固定的模式，可以与人类协调发展，具有较强的经济性。
第四，建筑节能数字化。随着人类的发展，信息技术已经广泛应用到人们的日常生活中。建筑节能数字化表示在建筑全过程应用数字化技术，主要进行环境影响评价、方案评定、建筑生产、使用与建筑节能管理等操作。建筑节能化的实施，丰富了建筑类型，组成了能量信息与生活空间共同发展的二元空间，实现了人与自然的协调发展。建筑节能数字化实际应用时，主要利用建筑节能分析软件、计算机技术及人居环境科学等，从多个方面建筑资源进行全面剖析，加深了人与自然的关系。
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2.复合太阳能墙与建筑一体化的节能研究
2.1 节能策略分析
第一，设计太阳能系统与建筑整合。整合太阳能建筑设计时主要从收集途径、能量获取、结构措施节能储存与部位等方面进行分析。一般只要保证表面充足，合理控制入射角度，就可以充分利用建筑表面。例如，采用整合设计实现太阳能与光电板的结合，进而形成光热协调交换系统，满足了不同季节的采暖及热水需求，提高了太阳能利用率。一般进行设计时，主要从建筑外观、结构、管路及系统运行等方面进行设计。第二，智能围护及建筑系统集成。建筑围护结构是建筑整体的主要承重墙，主要作用是围护并保证建筑安全，具有自我调节功能，减少了外界环境对建筑的影响。智能围护是建筑构件的综合体，可以及时对建筑外围构件做出调整，与环境变化协调发展，可以给人们提供舒适、健康的居住环境。第三，建筑空间节能分析。建筑空间主要通过对工件构成要素的配置来操作，一般主要由空间边际界面与表征特征决定。墙是是一种以实体切入建筑的抽象物体，改变了空间形态，在一定范围内影响了建筑的发展变化，体现了建筑墙的整体塑性，可以给人类提供良好的空间环境。第三，复合太阳能能量系统。复合太阳能建筑能量系统是一种将建筑损耗表面转化为能量生产及内部空间的调节装置，既实现了室内供暖，也减少了能量散失，改善了室内光线。
2.2 节能构造
第一，了解系统构成。建筑功能的实现具有较强的层次性特征，首先，建筑总体使用功能主要由功能单位与空间协调完成，功能单位的实现必须由围护与支撑结构功能完善；再次，围护与支撑结构主要以来围护与支撑功能实现。从墙体功能分析，整合界面主要采用复合与连接两种方式操作，在实际建设中部件要独立完成构件的需求，还要提高构件工作效率。经过分析发现，墙体物理功能主要是围护、分隔与主动式环境调节。复合太阳能墙由采光系统、集热系统与通风系统等组成，在不同气候条件下，可以满足人们的需求，提高了空气热交换与对流强度。第二，了解可行性。建筑立面是建筑内外部位物质、能量与信息交流的主要媒介，实现了光、热等的调节和控制，得到了较理想的节约能源效果、复合太阳能建筑一体化低温地板辐射的特点主要是；梯度对口，高效节能；采暖方便、热稳定性较好。性价比较高，管理操作方便。第三，设计构造。进行墙体一体化设计时，必须要从墙体本身特点机械能分析，借助墙体性质进行设计。因此实际设计中必须要将墙体分解为若干个元素，利用不同手段满足设计要求。通常外墙节能主要目的是实现太阳能利用、通风与光线控制及保温隔热等操作。
2.3 节能分析
第一，综合热工性能。复合太阳能墙是建筑中特殊的构建，主要利用复合太阳能构造方式提高节能效果。从透明围护结构分析，要求其必须具有较强的保温性能，同时还要具有良好的透过特性。第二，复合效应。传统复合主要应用于结构与材料科学，复合功能符合特点。复合独特的复合效应给建筑提供了较广的设计空间，可以利用物理与生物合成提高人类应用效果。
3.复核太阳能与建筑一体化的实际应用
3.1 了解应用原理
第一，人与自然的和谐相处。自然、社会及人的进化均采用一种特殊的方式进行。非生命物对生命物的支持以及生命物之间的联系，已经成为组织进化的主要结果。城市与建筑的生长均是随着社会需求的变化而变化的。建筑设计中降低能源的最有效方式就是实现城市建筑的可持续发展。第二，太阳能建筑一体化。太阳能建筑一体化主要从建设设计开始，巧妙加入了太阳能内容，已经成为建筑中不可缺少的一部分，可以利用建筑集热、隔热等实现光—电及光—热转换，进而满足人们的供暖、采暖及照明等需求。
3.2 实际应用分析
第一，山东建筑大学学生公寓主要利用综合太阳能采暖。太阳能综合利用主要从太阳能热水、太阳能通风、太阳能采暖及光伏发电等部分进行分析。从性能上分析，该建筑主要以采暖为主，实现了自动化控制，节省了较多能源。第二，英国贝丁顿零能耗社区。该社区零能耗主要有两大特点，第一种根据节能原则设计建筑；另一中社区能耗主要由可再生能源产生。该小区的成功建设，给人们创造了全新的生活方式，提高了社区品质，减少了对周围环境的影响，实际应用价值较高。
4.结束语
墙是建筑元素中较重要的一个，物质因素不仅是墙体空间物质建设的基础，也促进了墙体建筑的发展。太阳能建筑要求建筑师一般采用被动式供暖、制冷与通风等方式提高能源利用率。因此今后研究中，还要多方面进行分析，实现复合太阳能墙与建筑一体化的协调发展。
参考文献
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[4]沈彩萍.太阳能与建筑一体化节能技术现状与发展展望[J].绿色建筑,2015,(06).
论文作者:王伟林
论文发表刊物:《建筑知识》2016年22期
论文发表时间:2017/6/9
标签：建筑论文; 太阳能论文; 能源论文; 节能论文; 环境论文; 墙体论文; 建筑节能论文; 《建筑知识》2016年22期论文;