太阳能建筑一体化设计思路探析
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太阳能建筑一体化设计思路探析
摘要太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，既消除了太阳能对建筑物形象的影响，又避免了重复投资，降低了成本。
太阳能与建筑一体化是未来太阳能技术发展的方向。
关键词太阳能建筑一体化优点设计
太阳能作为一种清洁能源，具有取材方便、成本低廉的优势。
近年来，越来越多的建筑开始使用太阳能装置。
太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，既消除了太阳能对建筑物形象的影响，又避免了重复投资，降低了成本。
太阳能与建筑一体化是未来太阳能技术发展的方向。
所谓建筑与太阳能技术一体化，不是简单的“相加”，而是要通过“相加”整合出一个崭新的答案。
也就是说，FF0C 建筑应该从设计一开始的时候，就要将太阳能系统包含的所有内容作为建筑不可或缺的设计元素加以考虑，巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中“相加”设计，使太阳能系统成为建筑不可分割的一部分，而不是让太阳能系统成为建筑的附加构件。
一、太阳能建筑一体化的优点
1.由于经过综合考虑，建筑构件和设备全面协同，所以构造更为合理，有利于保证整体质量；
2.综合使用材料，从而降低了总造价，并减轻了建筑荷载；
3.建筑的使用功能与太阳能的利用有机地结合在一起，形成多功能的建筑构件，巧妙高效地利用了空间；
4.同步施工、一次安装到位，避免后期施工对用户生活造成的不便以及对建筑已有结构的损害；
5.如果采用集中使用安装，还有利于平衡负荷和提高设备的利用效率；
6.最后，经过一体化设计和统一安装的太阳能装置，在外观上可达到和谐的统一，特别是在集合住宅这类多用户使用的建筑中，改变了个体使用者各自为政的局面，易于形成良好的建筑视觉形象。
二、太阳能建筑一体化对方位的要求
方位是住宅设计中关系到景观、采光、通风以及太阳能利用最关键的因素。
方位不同时，建筑表面收到的地面反射量也不同，方位的变化对建筑接受地面反射的影响为32%。
太阳能建筑对方位的要求是为了使尽量多和快的得到太阳能辐射热，在冬季，太阳能辐射热在
9:00~15:00 是全天辐射热的90%左右，因此在这段时间内要保证足够的日照时间是非常重要的，为了充分发挥太阳能辐射热的效能，可根据太阳能建筑的特征进行方位调整。
三、太阳能建筑对建筑表面积和体型的要求
建筑布置在南向、东南向和西南向，要绝对避免植被和人造构筑物遮挡南向窗，避免在南向近距离种植常青树木，在西南向和东南向可种植落叶树。
从利用太阳能的角度考虑，应使南墙面吸收较多的太阳能辐射热，且尽可能的大于其他向外散失的热量，以将这部分热量用于补偿建筑的净负荷。
四、太阳能建筑一体化地理位置要求
在太阳能建筑的规划设计中，有许多因素与太阳能的利用及规划目标有关。
它们可被分为两类：一类与场地的地理和自然情况有关，如纬度、地形和气候条件，这些都会对建筑群体和单体产生影响；另一类与设计有关，包括建筑的间距、高度、构造及朝向等。
对于建筑师来讲，太阳能建筑设计就是要在建筑设计的同时，考虑以下两个方面的问题：一是太阳能在建筑上的应用对建筑物的影响，包括建筑物的使用功能，围护结构的特性，建筑体型和立面的改变；二是考虑太阳能利用的系统选择，太阳能产品与建筑形体的有机结合。
如果建筑处于山地地区，应避免在山坡的北面布置建筑，可布置在南向山坡的中部，以避免山顶为冷风和山脚的冷空气的“冷池”效应。
另外，避免在多风地区布置建筑，如山顶。
五、光伏系统设计与构造
光伏组件不应该仅仅被当做单一功能的高科技产品，而应该作为建筑设计的一个要素。
建筑师比较可取的做法是，在翻修建筑物的最初阶段，就和相关保护部门建立密切联系，以便探讨、检查和协调不同的方案。
对一幢建筑或其背景的分析不局限于美学、形态学或历史方面，同时也应包括建筑的功能和在室内氛围及所需能量供给方面对建筑的要求。
这将决定
该工程的类别、规模以及预算成本。
基本上，光伏系统安装设计需要考虑三个不同的方面：能源工程、建筑设计以及建筑结构。
六、太阳能建筑一体化建筑设计
对于已有建筑，通常的目标总是维护它的历史外观。
一般来说，光伏设备的安装可以基于三种不同的设计方法：新、旧元素的对立，新元素被有意作为独立层引入；通过重塑和发展原有结构，从而以对比的姿态与原有结构对接；修复原有外观并与新的、现代的元素巧妙结合。
特此强调“不同”而非“不和谐”，让光伏安装具有一个宽的范围选择。
高科技组成部分，例如太阳电池组件，在对比材料的运用中尤其适合用于突出新、旧的不同。
光伏安装既要尊重建筑物原来的状态，同时又创造性地重新诠释了它的本质和特点。
很多情况下，会变换太阳电池组件的大小，以适应现有的屋顶和外立面框架与形状。
为了实现新、旧部分的有机结合和与原有建筑的一体化，表面的结构、纹理和色调是应该考虑的基本。
七、太阳能建筑一体化的建筑结构
就建筑结构来说，光伏系统的安装可以分为三类：附着、外置和集成。
而这三个分类之间又有机地相互融合。
“附着”意味着将太阳电池组件作为一个外加构件，可更换地安装到建筑物的外层，在修造建筑物时会经常使用这个方法。
若使用了合适的次级结构，安装及以后拆除太阳电池组件都能够将对建筑物造成的影响减至最小。
太阳电池组件的“外置”所指的是，如果需要其某部分功能，它们可构成建筑物墙面的外层。
在这种情况下，想要不替换而拆除是不可能的。
光伏组件在这里展现出它多用途的建筑材料特性，它们可用作窗户前的遮阳措施，作正门入口的顶棚，或在栏杆处提供视觉保护。
“光伏建筑集成”意味着它们要有作为建筑物外墙的全功能，从而也要求整体性产品开发，比如说一个具备作为屋顶表面的所有功能的复合组件。
其他的解决方案包括与双层隔热窗玻璃整合的光伏电池，它能够提供反眩光和视力保护；或太阳能双层幕墙，它通过夹层间的热量积累，夏天能够为空调提供能源，冬天则能供应暖气。
长远来看，外置和集成的方法
是更为经济的解决方案。
与附着法相比，前两者需要的投资更少，因为不是密集地使用材料，而且光伏组件扮演了发电机和建筑结构外层部分的双重角色。
八、关于太阳能建筑一体的建议
建筑师在建筑节能的工作中担负着重要的责任。
随着国家建筑节能政策的落实，这一点越来越被广大的建筑师认识和接受，但如何将节能的设计理念贯穿和融入建筑作品之中，是需要重点解决的问题。
因此，要加强这方面的引导和培训；沟通和密切设计单位与生产商、开发商的联系；在高等院校对建筑系的学生要开设这方面的课程；在注册建筑师的继续教育中增加这方面的内容等，以培养建筑师的意识和能力。
有关部门进一步完善相应的标准法规。
由建筑设计和太阳能方面的专家共同研究制定太阳能产品与建筑结合的相关技术标准和规范，使建筑设计、产品开发和建筑施工都进入规范化的轨道。
另外，提高太阳能产品的技术水平和适应性，并加强科研攻关，解决产品中存在的档次低、系统运行可靠性差和使用操作复杂的技术难题。
开发产品要充分考虑屋顶、阳台和南立面等建筑部位的特点，同时增强产品的适应性和通用性，并作到与电源或其他热源相结合，实现自动化、智能化运行；制定优惠政策调动各方面的积极性。
九、结束语
利用太阳能是实现建筑节能目标的主要措施之一，必将有效降低建筑能耗指标，为社会带来显著的经济、社会、环保效益。
因此，政府应鼓励在建筑物上安装太阳能产品，并出台优惠政策，以调动社会各界利用太阳能产品的积极性。
