太阳能建筑综述
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关于太阳能在我国建筑中的利用文献综述专业:过程装备与控制工程1001 学号:201002060109 姓名:孔令冲【摘要】在现代节约型社会,太阳能作为一种取之不尽的新型环保能源,是我国在经济现状下采取的建筑采暖及供热节能措施太阳能在现代民用建筑中正在被广泛利用,并且有广阔的开发前景。
本文首先介绍太阳能在我国的开发利用概况;其次重点介绍了太阳能在我国民用建筑中的利用;最后观望太阳能热利用产业未来的发展。
【关键词】太阳能建筑开发利用热水器引言太阳能作为一种热辐射能源,是一种无污染的清洁能源,随着经济的快速发展,我国对于环境保护以及节约能源的问题日益重视,尤其是在国家提出建设节约型社会的方针后,太阳能作为一种新型环保新能源,取之不尽用之不竭,是一种较为简单经济环保可靠的改善建筑环境的方法,是一种很适合我国经济现状的采暖及供热方式,因此,在我国得到了大力推广和广泛利用。
1.太阳能在我国的开发利用概况我国地处北半球欧亚大陆的东部,幅员辽阔,有丰富的太阳能资源。
我国各地太阳辐射年总量大约在3.3 x 106~8.4×106千焦尔/ 平方米之间,平均值为5.9 x 106千焦尔/ 平方米。
[1]利用太阳能转化为热能即太阳能热利用是实现能源替代、减少排放以及改善城乡居民生活条件的重要保障。
“十一五”期间,我国太阳能热利用产业快速、健康、持续发展,正在从世界生产应用大国向世界强国迈进。
国家“十二五”规划中明确提出“全面发展太阳能热利用”,这是对太阳能热利用产业的肯定,同时也是对该产业的极大鼓舞。
太阳能热利用就是直接将太阳的辐射能转化为热能的应用。
目前在中国的研究和应用主要包括太阳能热水器、太阳房、太阳灶、太阳干燥、太阳海水淡化、太阳能空调、太阳能热发电及其他工农业生产应用。
目前太阳能热利用已经商业化,取得了重大的社会、经济、环境效益。
[2]2.太阳能在我国民用建筑中的利用太阳能在民用建筑中的利用,主要是在建筑中采取一定措施,利用太阳能进行冬季采暖或夏季制冷。
太阳能建筑的原理太阳能建筑是一种利用太阳能资源的建筑形式,它以太阳能作为主要能源供应,通过多种技术手段将太阳能转化为热能和电能,从而满足建筑的能源需求。
太阳能建筑的原理涉及到太阳能的收集、转换和利用,下面将详细介绍太阳能建筑的原理。
太阳能建筑的设计和构建过程中,主要考虑以下几个方面的原理:1. 太阳能收集原理:太阳能充足、廉价且可再生,因此太阳能建筑首要任务是将太阳能有效地收集起来。
太阳能收集主要分为两种方式:被动和主动收集。
被动收集是指通过建筑的朝向、窗户的大小和位置以及建筑物的热质量等来收集太阳能。
主动收集则是指利用太阳能光伏电池、太阳能热水器和太阳能集热器等技术设备来收集太阳能。
2. 太阳能转换原理:太阳能建筑通过太阳能转换设备将太阳能转化为热能和电能。
其中,太阳能热转换是将太阳能转化为热能的过程,一般通过太阳能集热器实现。
太阳能光伏转换则是将太阳能转化为电能的过程,主要通过太阳能光伏电池实现。
这些转换设备将太阳能转化为可用能源,为建筑提供电力和热力。
3. 太阳能利用原理:太阳能建筑的主要目的是利用太阳能满足建筑的能源需求。
在电力方面,太阳能光伏电池将太阳能转化为直流电,然后通过逆变器将直流电转换为交流电,供给建筑的电器设备使用。
在热能方面,太阳能集热器将太阳能转化为热能,将热能输送给建筑的供暖系统和热水系统使用。
此外,太阳能建筑还可以通过储能设备将多余的电能存储起来,以备不时之需。
4. 能效原理:太阳能建筑注重提高能源利用效率,减少能源消耗。
太阳能建筑在设计时充分考虑能源可持续利用,采用高效的绝缘材料和隔热材料,以减少能量的损失。
同时,太阳能建筑还考虑建筑的通风和采光,通过合理的设计减少使用空调和人工照明的需求。
此外,太阳能建筑还可以利用建筑本身的结构来收集和储存太阳能,如利用建筑的墙壁和屋顶进行太阳能的收集和转换。
5. 可持续性原理:太阳能建筑追求可持续发展,注重减少对环境的污染和资源的浪费。
太阳能建筑将能源融入建筑的绿色革命近年来,随着环保意识的不断提高和可再生能源的飞速发展,太阳能建筑作为一种可持续发展的新型建筑形式,正逐渐引起人们的重视。
太阳能建筑将能源融入建筑,为未来的绿色革命奠定了基础。
一、太阳能建筑介绍及原理太阳能建筑是指将太阳能的利用与建筑相结合,实现能源的自给自足。
它通过利用太阳能电池板将阳光转化为电能,再利用电能满足建筑内部的各种能源需求。
太阳能建筑的原理简单而直观,使用太阳能光伏电池板可以将太阳光转化为电能,并存储在电池中,从而为建筑提供电力,如照明、空调等。
二、太阳能建筑的优势1. 环境友好:太阳能建筑是一种绿色建筑,它不仅减少了对传统能源的需求,还减少了对环境的污染,降低温室气体的排放,对于缓解全球气候变化,保护环境具有重要意义。
2. 节约能源:太阳能建筑采用太阳能发电系统,能够有效利用太阳能资源,节约传统能源的使用。
此外,太阳能建筑还可以通过良好的保温设计和利用被动式太阳能设计来降低能耗,减少能源浪费。
3. 经济效益:虽然太阳能建筑的建造成本相对较高,但在长期运营中可以显著降低能源费用。
随着太阳能技术的进步和成本的下降,太阳能建筑的经济效益也会不断提高。
三、太阳能建筑的应用领域太阳能建筑的应用领域非常广泛,可以应用于住宅、商业建筑、工业厂房等各个领域。
目前,一些先进的国家已经将太阳能建筑作为未来城市建设的重要组成部分。
例如,中国的张北草原企业通用太阳能建筑设计理念,通过光伏电池板和现代建筑技术相结合,实现了建筑物与自然环境的和谐统一。
四、太阳能建筑的挑战与前景尽管太阳能建筑在可持续发展方面具有巨大潜力,但也面临着一些挑战。
首先,太阳能建筑的建造成本较高,普及程度相对较低。
其次,太阳能供电系统的储能问题也需要解决,以保证持续供电。
然而,随着技术的发展和成本的降低,太阳能建筑将逐渐成为主流。
未来,太阳能建筑有望成为能源革命的重要组成部分,为建筑行业的可持续发展做出贡献。
文章编号:1671-6612(2009)02-106-03OM 太阳能住宅综述李 勇(广州珠江外资建筑设计院 广州 510000)【摘 要】 介绍了OM 太阳能住宅在冬季夏季不同工况时的运行原理,在冬季白天,通过屋面的空气夹层吸收储存热量,并由气流带至住宅内的各种蓄热体进行储存,日落到次日清晨时蓄热体慢慢放热,从而保持了房间的温度。
夏季时,屋面空气夹层可以形成一个隔热层,一方面,可以利用OM 处理箱生产热水;另一方面,也可以把余热通过OM 处理箱直接排出房间,因此此隔热层的存在可以使房间内维持相对较低的温度。
接下来概述了其特点及比较优势,展望了其发展前景。
并对此类住宅的发展研究提出了一些自己的看法与建议。
【关键词】 太阳能;OM ;被动式太阳房 中图分类号 TU113.3 文献标识码 ASummery of OM solar energy houseLi Yong(Guangzhou Pearl River Foreign Investment Architectural Designing Institute ,Guangzhou ,510000)【Abstract 】 This paper introduces the air flow of OM solar energy house under winter and summer situations, generalizes its comparative advantage, prospects for its further development, and proposes three brand-new modes of this solar energy house. 【Keywords 】 solar energy ;OM ;passive solar house作者简介:李勇(1983-),男,硕士研究生,广州珠江外资建筑设计院 收稿日期:2008-11-250 引言传统意义上的太阳能建筑,是指经设计能直接利用太阳能进行采暖的建筑。
传统建筑应用太阳能光伏发电系统研究综述杨 笛1 杨 浩2(1 纽卡斯尔大学 2 鲁东大学艺术学院)摘 要:随着气候变化的加剧,常规能源储备量逐渐减少,发展绿色新能源,加速推进节能减排,努力实现碳中和与碳达峰的目标,成为关系到社会可持续发展与人类未来命运的关键问题。
努力构建建筑行业的绿色低碳化发展新体系,也成为实现碳中和与碳达峰的重点任务。
太阳能光伏发电系统是一种安全、高性能、可再生的绿色新能源,本文从太阳能光伏发电系统的概念及分类、国内外太阳能光伏发电系统结合建筑的发展现状,太阳能光电建筑的优缺点以及太阳能光伏发电技术在传统建筑的应用路径等方面总结了传统建筑应用太阳能光伏发电的现状和进展,揭示太阳能光伏发电系统对传统建筑的适用性,集成到传统建筑中为大势所趋,为我国的进一步推进太阳能光电建筑提供了思路和借鉴。
关键词:光伏发电;建筑;新能源;太阳能;低碳0 引言尽管近些年我国正处于建筑业高速发展的阶段而全国大部分城市80%左右的新建建筑都达不到节能标准[1-2]。
我国建筑行业面临碳排放总量大、用能技术落后和效率低等问题。
建筑行业承担着节能减排、实现绿色可持续发展的重任[3]。
降低建筑碳排放量,推动能源结构调整与绿色低碳领域的发展,助力实现双碳政策,也是未来建筑行业需要关注的重中之重[4]。
太阳能是实现建筑节能的最大潜力,建筑是太阳能利用的最佳载体。
对传统建筑中应用以太阳能光伏发电、太阳能热水为主的可再生能源系统替代常规能源,解决建筑的采暖空调、热水供应、照明等问题,有助于改善能源结构,降低建筑能耗,将可持续发展理念引入建筑领域实现低能耗绿色建筑。
本文将针对低能耗太阳能光伏发电建筑的发展历程和发展现状进行介绍和分析,通过介绍太阳能光伏发电系统的概念及分类阐明其基本的原理、组成和运作方式,并总结其在传统建筑中应用的国内外研究现状,揭示其优缺点及基本应用路径,为实际工程上的应用提供理论指导。
1 太阳能光伏发电系统的概念及分类1 1 太阳能光伏发电工作原理太阳能光伏发电工作原理是“光生伏特效应”,在实际应用中称为“光伏系统”。
太阳能利用的建筑一体化和美学设计随着气候变化和环境保护的重要性逐渐增加,太阳能作为一种可再生能源,被广泛应用于建筑领域。
通过太阳能利用的建筑一体化和美学设计,不仅可以提高建筑的能源利用效率,还可以创造出更美观、可持续且环保的建筑空间。
一、太阳能利用的建筑一体化太阳能利用的建筑一体化是指将太阳能系统与建筑结构紧密结合,使其成为建筑的一部分,而不是简单地附加在建筑表面。
这种一体化设计可以最大程度地吸收太阳能,并将其转化为电能或热能,为建筑提供所需的能源。
1. 太阳能电池板太阳能电池板是太阳能利用的关键组成部分。
它们可以安装在建筑物的屋顶或外墙上,通过吸收太阳光将其转化为直流电。
太阳能电池板不仅可以满足建筑内部的用电需求,还可以将多余的电能储存起来,供以后使用。
2. 太阳能热水器太阳能热水器通过吸收太阳能将其转化为热能,用于供应建筑内的热水需求。
热水器可以安装在建筑的阳台或屋顶上,利用太阳能热水器可以大幅降低热水供应的能耗和成本。
二、太阳能利用的建筑美学设计除了能源利用,太阳能利用的建筑还可以通过美学设计创造出独特而美观的建筑外观和室内空间。
1. 太阳能透明玻璃太阳能透明玻璃是一种具有太阳能发电功能的建筑材料。
它看起来和普通玻璃一样透明,但内部安装了太阳能电池板,可以将太阳光转化为电能。
这种玻璃可以用于建筑的外墙或窗户,既满足了建筑外观的美观要求,又实现了太阳能的有效利用。
2. 太阳能建筑立面太阳能建筑立面是将太阳能电池板或热水器集成到建筑外墙的设计。
通过选用不同材质和形状的太阳能电池板,可以创造出各种风格的建筑立面,如现代、艺术或传统。
这种设计不仅发挥了太阳能利用的功能,还赋予了建筑独特的外观和特色。
3. 太阳能景观灯太阳能景观灯是一种利用太阳能发电的照明设备。
它可以安装在建筑周围的花园、庭院或道路上,为夜间提供照明。
太阳能景观灯的设计多样,可以根据建筑的风格和需求进行选择,同时充分利用太阳能资源,减少能耗和环境污染。
建筑创新利用太阳能玻璃打造自给自足的建筑在当今全球能源紧缺的背景下,利用可再生能源成为了一种势在必行的选择。
太阳能作为最为广泛可利用的一种可再生能源,其利用潜力巨大。
建筑行业也开始积极研究和探索如何运用太阳能技术来满足建筑物的能源需求。
本文将讨论建筑创新利用太阳能玻璃打造自给自足的建筑的潜力和优势。
1. 利用太阳能玻璃的建筑外立面太阳能玻璃是一种特殊类型的玻璃,其通过在玻璃表面镀上薄薄的太阳能电池板来捕捉太阳能并将其转化为电能。
这种玻璃外表与普通玻璃无异,但在光照条件下,它可以发电并为建筑提供能源。
因此,利用太阳能玻璃打造建筑外立面可以将建筑物转变为一个自给自足的能源系统。
2. 太阳能玻璃的发电潜力太阳能玻璃的发电潜力取决于多个因素,其中最重要的是太阳能资源的可利用程度和建筑物的面积。
通过使用先进的太阳能技术和优化的设计,可以最大限度地提高太阳能玻璃的发电效率。
这些技术包括薄膜太阳能电池、多晶硅太阳能电池和有机太阳能电池等。
3. 利用太阳能玻璃实现建筑自身供电利用太阳能玻璃作为建筑外立面的一个重要优势是可以实现建筑自身的供电。
太阳能玻璃可以将光能转化为电能并储存起来,供建筑内部的电器设备使用。
这种自给自足的能源系统不仅可以减少建筑对传统能源的依赖,还能大大减少能源的消耗和排放。
4. 太阳能玻璃的热能利用除了发电之外,太阳能玻璃还可以通过吸收太阳能将其转化为热能。
这种热能可以用于建筑的暖气和热水等需求。
在冬季,利用太阳能玻璃吸收阳光的热量,可以减少建筑的取暖成本。
而在夏季,通过调整太阳能玻璃的透射率,可以防止过多的太阳辐射进入建筑内部,降低空调系统的负荷。
5. 太阳能玻璃的可持续性和环保性利用太阳能玻璃打造自给自足的建筑不仅具有经济优势,而且也符合可持续和环保的原则。
太阳能是一种无限可再生的能源来源,其利用不会产生二氧化碳等有害气体。
因此,采用太阳能玻璃作为建筑外立面,可以降低建筑对传统燃煤等能源的需求,减少环境污染,为可持续发展做出贡献。
太阳能建筑综述
摘要:太阳能自从古代就早已开始在建筑物上使用,太阳能蓄热、太阳能照明、太阳能热水、太阳能加热空气等都已在建筑物上应用。
在未来的建筑上会有越来越多的使用太阳能。
以下重点介绍一下种种太阳能技术。
关键词:太阳能;技术;应用
自从开始有建筑历史记录以来,阳光影响了建筑设计。
先进的太阳能建筑和城市规划方法首先被希腊人和中国人采用,,他们将建筑物朝向提供光和热的南面。
1.被动式太阳能建筑的共同特征是相对于太阳的朝向,简洁的比例(低表面积对体积比)、选择的遮挡(屋顶)和热质量比。
当这些特点适合当地气候和环境时,它们会提供光线充足的空间,让他们可以呆在一个舒适的温度范围内。
苏格拉底的中央大厅房子是一个典型的被动太阳能设计例子。
最近的方法使用电脑建模,将太阳能照明、取暖和通风系统于一体的综合性太阳能设计软件包联系在一起进行模拟太阳能设计。
主动的太阳能设备,如泵、风机和可调窗户可以补充被动设计和改进系统性能。
2. 城市热岛(uhi)是温度高于的周围环境的大都市地区。
较高的温度是由于城市的材料增加吸收太阳光的结果,如自然环境中的沥青和混凝土,,它具有较低地表和较高的热容量。
一个直接抵消uhi 效果的方法是用一些油漆将房屋和道路涂刷成白色和种种植树木。
运用这些方法,一个假设的“酷社区”程序,已在洛杉矶计划,城市气温预计将会减少大约3 c,费用估计为1亿美元,, 估计年利润从空调成本和医疗储蓄总数节省5.3亿美元。
3. 太阳能的建筑照明,例如意大利罗马万神殿顶部的采光井的日光照明的特点自从古代就已被应用。
照明的历史是以利用自然光线。
罗马人早在6th世纪英国法律回应这些判决法与1832年的草案时就意识到光的权利。
在20th世纪人工照明成为的主要的室内照明来源, 但日光照明技术和太阳能照明混合的解决方案,降低能耗。
采光系统收集和分配阳光提供了室内照明。
这种被动技术利用直接弥补能源取代人工照明,间接地减少使用非太阳能的空调。
虽然较难量化,利用天然照明,但也比人工照明提供了生理和心理上的益处。
采光设计意味着仔细选择的窗口类型,大小和朝向,室外遮阳设备也可能考虑进去。
个别的特点包括锯齿形的屋顶、,高窗、采光带、天窗及光管。
他们可能会纳入现有的建筑,,而且当将如眩光、热流和使用次数因素都考虑进去集成在一个太阳能设计软件包内时是最有效的。
当采光特点是恰当应用时,他们可以减少25%与照明有关的能量需求。
混合太阳能照明是一种提供室内照明主动太阳能的方法。
hsl系统使用聚焦镜跟踪太阳收集阳光,并在楼内使用光纤将其传输来补充传统照明。
在单层房屋应用中,这些系统能够传输50%所收到的直
射阳光。
沿着道路的太阳能路灯白天充电照亮,黄昏是司空见惯的事。
在发展中国家太阳能充电灯笼已经成为流行的,在那里他们提供一个更安全、更便宜的煤油灯替代物。
虽然夏令时间是为利用日光节约能源一种方式,但最近的研究一直受到限制和报告有完全相反的结论:
有几项研究报到节省,,但同样也有许多建议报道没有效果,甚至是一个纯粹的损失,特别是考虑汽油消耗量时。
主要影响用电量的是地理、气候以及经济,使其难以概括研究。
4. 太阳能加热技术可用于水加热、空间加热、空间冷却和工业生成热量。
太阳能热水系统利用阳光加热水。
在地理纬度低(低于40度)的地区, 60 ~ 70%的家庭用热水达60摄氏度的温度,可以利用太阳能供热系统。
最常见的太阳能热水器真空管收集器44%)和上釉的扁管收集器(34%)通常用于家庭热水,未上釉的塑料收集器(21%)主要用于加热游泳池。
在2007年,总装机容量的太阳能热水系统大约154兆瓦。
2006年中国安装配置70兆瓦是世界上最大的,并且长期目标,到2020年安装210兆瓦。
]以色列和塞浦路斯是人均使用太阳能热水系统的领导人,已超过90%的家庭使用热水系统。
在美国,加拿大和澳大利亚加热游泳池是占优势的,应用太阳能热水具有装机容量18兆瓦。
5.蓄热体是,可以用来储存热量的材料—它加热来自太阳的太阳
能热量。
常见的蓄能材料包括石、水泥和水。
历史上,他们被用在温暖的温带干旱气候或保持建筑物凉爽,白天吸收太阳能,在晚上,辐射储存的热量,以冷却空气。
但是它们可以被使用在寒冷的气候的地区以保持温暖。
蓄热体的大小和位置取决于几个因素如气候、采光和遮光条件。
适当的合并、蓄热体保持在一个舒适的空间温度范围,从而,减少了需要辅助加热或冷却设备。
6.太阳能通风系统
太阳能烟囱(或热的烟囱,在这种情况下)是一种被动式太阳能通
风系统,即组成一个连接一栋建筑物内部和外部的一个竖井的通风系统。
当烟囱温暖,时,里面的空气被加热产生上升气流,,吸引空气通过建筑。
使用性能在某种程度上在温室里,可利用上釉和蓄热材料。
落叶树木和植物已经被作为一种太阳能加热和冷却控制手段,。
在南方当在一幢建筑物旁种植时,它们的叶子在夏季期间提供树阴,,而在冬季时裸露树干允许光通过。
由于光秃秃的无叶树木遮荫太阳辐射三分之一到二分之一。
在,夏季遮阳的益处和冬季加热的损失存在一个相应平衡。
在有显著的热负荷气温情况下,落叶乔木不应该种植在南方建筑物旁,因为他们会妨碍冬季太阳能的可用性。
然而,他们可以用在东侧和西侧,以提供一定程度的夏天遮阴,没有明显地影响着冬季太阳能的收集。
在美国,供暖、通风和空调(hvac)系统占30%(4.65 ej)的能量用于商业建筑而近50%的 (10.1 ej)的能量用于住宅建筑。
太阳能采暖、制冷、通风技术可以抵消一部分该能量。
综上所述,太阳能自从古代就早已开始在建筑物上使用,太阳能蓄热、太阳能照明、太阳能热水、太阳能加热空气等都已在建筑物上应用。
在未来的建筑上会有越来越多的使用太阳能。