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1、第四章太阳能利用与建筑结合4.1. 太阳能利用与建筑一体化4.1.1太阳能利用与建筑一体化的发展动态4.1.2太阳能热水器系统与建筑一体化的发展应用4.1.3中高层住宅建筑生活热水系统与建筑一体化结合势在必行4.2.太阳能利用与建筑一体化的模式4.2.1.安装模式1)单台统一安装模式2)分体式太阳能热水器3)集中安装、分户使用的半集中式系统4)集体安装，集中使用的太阳能热水系统4.2.2工程模式1）功能休闲亭式2）叠檐式3）天窗式4）壁挂式5）飘板式4.3.太阳能利用与建筑一体化的优点1）太阳能利用与住宅建筑一体化是今后的必然趋势。我国地处北纬18o54o之间，幅员广阔，年日照时间大于2000
2、 小时的地区约占全国总面积的三分之二，有着十分丰富的太阳能资源。在能源危机和环境污染的双重压力下，我国的太阳能热水器产业迅速发展。为促进太阳能热水器产业的可持续发展，1998 年10 月国家经贸委和建设部在昆明召开了“太阳能技术与建筑技术研讨会”，提出了我国太阳能系统建筑一体化问题，分析了太阳能系统建筑一体化的必要性及紧迫性。2001 年12 月建设部在南京再次研讨了如何实现太阳能热水器与建筑有机结合这一设计理念2。在这种设计理念的指导下，国内太阳能热利用领域的科研机构和企业都在努力寻求实现太阳热水器与建筑结合的最佳方式。随着社会的发展，一方面城市住宅建筑日益高度化，传统太阳能热水器将面对安装
3、空间不够这一严峻现实。另一方面，人们对城市景观日益看重。人们希望太阳能热水器既能提供生活热水，同时又不影响城市景观。为实现热水器产业的可持续发展，国内一些相关科研机构与企业正致力于太阳能热水器与建筑一体化方面的研究。这方面的研究主要包括新型集热器的研制、太阳能热水器建筑一体化工程实践及与建筑有机结合的分体式太阳能热泵热水器的研究。太阳能热水器与建筑一体化的要点在于把太阳热水器视为建筑的一部分，在工程设计、设备安装、设备色彩、工程尺度等方面与建筑的功能、造型、色彩、风格、质感等和谐一致。目前普遍采用的平板型集热器及真空管集热器，难以满足太阳能热水器建筑一体化的要求。为实现太阳能集热器于与建筑的和
4、谐统一，昆明新元太阳能设备厂研制了一种新型太阳能集热器新元热板（如图1 所示）。该集热板可安装在坡屋面上，作为屋面构件，除集热功能外，还具有建材的围护、保温、隔热、防水等功能，并能在形态和色彩上与建筑融合。2）太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源据估计，在过去漫长的十一亿年当中，太阳只消耗了它本身能量的2，今后数十亿年太阳也不会发生明显的变化，所以太阳可以作为人类永久性的能源，取之不尽、用之不竭。它给地面照射15分钟的能量，就足够全世界使用一年。 3）解决城市景观，建筑围护带来的不利影响，便于管理4）属于绿色环保产品，无污染现今使用最多的矿物能源，其滋生的问题不外是废物的处理，物体不灭，
5、能源耗竭越多，产生污染也相对增加，太阳能则无危险性及污染性。在人类与自然和平共处的原则下，使用太阳能最不伤和气，且若设备使用得当，装置成后所需费用极少，而每年至少可生十的十七次方千瓦的电力。 煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体和废渣，而使用太阳能时不会带来污染，不会排放出任何对环境不良影响的物质，是一种清洁的能源。当然，大量使用太阳能之后，由於太阳能的充分利用，结果会使环境的温度稍微升高，但这种温升，不致对环境造成不良影响。太阳能安全可靠性。核能发电会有核泄漏的危险，一旦核泄漏了便会造成极大的生态危机，而太阳能绝对没有这种情况，是十分可靠的。5）适用于各种形式的建筑，主要是和用于新建住宅小区和
6、旧房改造把太阳能的利用纳入环境的总体设计，把建筑、技术和美学融为一体，太阳能设施成为建筑的一部分，相互间有机结合，取代了传统太阳能的结构所造成的对建筑的外观形象的影响；利用太阳能设施完全取代或部分取代屋顶覆盖层，可减少成本，提高效益；可用于平屋顶或斜屋顶，一般对平屋顶而言用覆盖式，对斜屋顶用镶嵌式；太阳能与建筑一体化应用技术适用对象：1 、适用于城建较严格，要求安装规范、美观、不损害市容市貌的单位、集体、小区等。有利于人们生活环境的生态保护，不但降低了日益严重的生态污染，而且有效地减少常规能源的使用量，降低了能耗。 2 、适用于在建筑设计之处，就将太阳能作为建筑的一部分考虑在内，与建筑一同设计
7、。3 、适用于各种形式的建筑，例如：住宅小区、高层楼群、别墅等等。太阳能与建筑一体化，采用“瓦片式”可替代坡屋面上部分建筑瓦片，既减少建筑成本，又达到防水、遮阳的效果，与建筑融为一体，外观独特美观4 、单台集体购买统一安装，该种形式主要适合于新建住宅小区和旧房改造。解决了目前单台太阳能热水器各户自行安装不规范、不统一，且先建筑后设置，特别是设置在坡屋面上，对城市的景观、建筑维护等带来不利影响。6）对房地产商来说，可作为楼盘销售的卖点7）可单独为小区设立售后服务点，免去客户后顾之忧。分户计量，按表收费，便于管理；集中供水可进行上下水、水温、水位的自动控制，定温输水采用自然循环，使用方便。4.3.
8、1中高层住宅是城市发展的必然产物自全球范围内的城市化进程以来,居住人口密集和建设用地紧张的矛盾,需要解决大量居住需求问题以及市场的需求和工程技术的保障,中高层住宅的产生与发展是人类在土地及其他资源短缺的情况下追求资源合理有效利用和解决人居空间、环境需求矛盾,维系城市可持续发展的结果,中高层住宅已经不可避免地成为城市居住的一种主要形式。随着中高层住宅的大量兴建，对改善人民生活环境，提高生活质量具有重要意义。一、中高层住宅的环境优势. 1、中高层住宅一般分布在市区，地理位置优越、交通便利、环境良好，科技含量高，引领都市时尚，为城市造景，增添了一道风景线。 2、中高层住宅小区的园林景观设计，绿化率达
9、35%与建筑规划完美的结合，达到合谐统一。巧妙的规划建筑位置，灵活地获取不可多得的美丽景致，产生高楼揽胜的特殊效果。 3、中高层住宅的高度决定境界，登高望远、视野宽广、身居高层、开窗见景，可以增添几分生活情趣和品位。高层以绝对优势拔高了城市的视野，可从各个角度尽揽城市美景，不仅体现出一种现代生活气息，更有更广阔的生活视野，给住户带来了尊贵感。 4、中高层住宅的建造标准和质量要高于多层住宅，由于高层住宅占有高度的优势，不会被遮挡，因而拥有较好的景观、通风、采光之绝对优势，人性化的规划设计，配置电梯、停车库、商铺，不仅合理了高层结构，更为人们的生活质量带来了高标准的设施。二、中高层住宅造就高质量的
10、生活 1、中高层住宅的内景观更趋精致，在户型设计比多层有更大的空间余地，宽敞舒适，在配套硬件上更具优势。有观景阳台，双阳台、落地窗，设计有多套户型，多功能卫生间、厨房间，还配有储藏室。 2、中高层住宅的空气质量组成：通风的流量、采光面积、绿化风景为三要素；是多层住宅所不能比拟的。 3、中高层住宅的水资源利用，以高压泵水、屋顶水塔沉淀的优势，首先，确保水的质量；其次，达到了水流量和水压大大超越多层。随时随刻使用方便，无后顾之忧。 4、电梯配置高层住宅，无论电梯速度高低如何，调速系统均可按照人体工程学预设最佳速度曲线，精确调整电动机转速，使电梯启动、运行、停止时的速度变化在人们不知不觉中得以实现。
11、三、中高层住宅，让居民享受安全舒心的环境1、高层住宅的安全性能；采用高科技资源配置监控设施，配置消火栓、喷淋、烟感、防火、防盗门；建筑材料均采用防燃绿色环保的材质，无污染，使人们心安理得分享无任何后顾之忧的舒适美满环境。 2、人性化现代物业管理；高层住宅完全不同于多层的管理。主要区别于采用电子计算机设立监控室；对整个大楼区域的电、水、电梯、消防、防盗，清洁卫生、疏通保修，随时发现、及时处理、满意服务。速度之快、质量上乘，为广大业主提供方便。 人们对高层住宅的观念在逐步接受，消费心理渐趋成熟，入住者将亲身体验高层住宅生活的诸多便利和舒适。而市区可供开发的土地越来越少的现实及城市建设今后发展的一个
12、趋势，必然将高层住宅推向新的历史舞台。4.3.2太阳能利用与中高层住宅建筑一体化进入上世纪90 年代，我国已建立了全玻璃真空集热管和平板集热器工业。但随着城市建筑密度的增加及建筑的高层化，如何在建筑物上有限的空间充分利用太阳能资源，并使太阳能热水系统能够与建筑物有机结合，显得尤为迫切。太阳能与建筑一体化的目的：1）充分利用天然太阳能源转化成热能以满足建筑对热能的需要。2）减少耗煤量，从而减少我国国土固有能源的能耗量。4.3.3太阳能利用与中高层住宅建筑一体化实施方式1)太阳能热水器与建筑一体化2)太阳墙、光伏组件与建筑墙体一体化3)光伏组件与市政供电系统并网4) 太阳能热泵集热装置与建筑屋顶一
13、体化5)太阳能一体化设计中与之相配合的建筑保温设计6)太阳能窗帘(把窗户变成“发电站”)7）利用外窗的遮阳板作为太阳能集热器既起到了遮阳效果，又充分吸收了太阳能源转化为日常使用的光电能源。4.3.4建筑该如何充分利用“太阳能”？在德国有一个“太阳村”，村民住在太阳能屋，用收集来的热量发电点灯，家家户户没有空调，却都能凉快舒适，这个“再生能源之都”已成环保人士的旅游胜地。在这里，身为村长的建筑师迪舒一手创造出太阳能屋，南面设有起居室，北面是厨房和储物室，露台和屋顶隔热，不论摄氏50度的炎夏或零下20度的寒冬，即使没冷暖气调节，室内都能保持摄氏15至25度。太阳能屋有4层高，呈圆柱形，屋顶装有太阳
14、光板，以最大角度对准太阳，即使在冬季也能吸取足够量。 看到德国“太阳村”的卓越成绩，阿联酋酋长国之一的阿布扎比随后也启动耗资50亿美元（约380亿人民币）的计划，建造一个自给自足、零污染和零废物的未来城市，取名“马斯达”。城内有完善的交通系统，无人驾驶的公共电车为主要交通工具。阿布扎比是世界第五大石油出产地，但马斯达城不用一滴石油，绕城种植的棕榈树和红树是制造生物能源的原料。城外的风力和光电发电厂会充分利用波斯湾的海风和阳光，保证全城能源做到完全自给自足，城市的所有服务都将实现数码化控制。 太阳能社区在国外许多城市已纷纷建设，在我国，北京奥运场馆的建设为打造太阳能社区提供了典范，在不远的将来，
15、我国太阳能社区必定如雨后春笋。虽然现代技术可以给太阳能更多的发展空间，然而其最基本的原理还是来自于传统、朴素的生态文明观。对于现代文明的发展给人们生活所带来的改变，一方面是所谓的节能建筑；一方面是四处封闭，通过机器消耗能源达到环境舒适，这是现代文明一个扭曲的发展道路。 以前天气热，我们会想到开窗户，而现在一想到降温就关窗户开空调，这实际上是一种生活方式的改变，被一种不环保、不节能的所谓现代文明改变了。所以我们要实现太阳能建筑节能或减排30%以上，一方面是通过设计来实现；另一方面还需要改变人们的生活习惯和理念。 太阳能建筑真正需要推崇的，依旧是我们古代朴素自然的生活理念。太阳能建筑应该是顺应自然的。比如，通过让空气流通来降低室内温度，而不是关起窗户来开空调。乡下虽然没有电，但通过设计建造，房屋真正做到了冬暖夏凉；非洲用泥巴做的很厚的墙，主要起到隔热的作用，造天井是可以让空气流通，屋顶建成双层的，可以排掉空气热量；泰国的夏天酷暑难耐，在院子前面种不同高度的树，在树前面又建了水池，树和水池都能吸收一部分热量，使进来的空气温度比邻居家的低7，而且树的光合作用使空气中含氧量较高，起到净化空气的作用。诸如此类的建筑都是太阳能建筑，而现代绿色建筑的一些设计理念正是延续了以前建筑的特点。而且建筑师还应该根据不同的地方有不同的气候，考虑就地取材。”4.3.4.1中国
