可再生能源概论

太阳能建筑摘要从某种意义上讲，人类历史是一部能量转换的历史，每一个时代都以其能量生产技术为标志。

随着能源危机的日益严重以及建筑能耗和环境问题的日益突出，传统能源中的石油和天然气将在未来几十年内耗尽，煤尽管还能用一二百年，但它对生态和环境带来了很多的副作用，在世界范围内的能源危机中，我国首当其冲。

21世纪人类共同的主题是可持续发展，因此研究开发无污染、可再生的新能源与能源转换技术是科技界的当务之急。

21世纪是各行各业高速发展的时期，我国已然成为了一个超级的建筑大国，在建筑行业里，传统的建筑理念已经被摒弃，新一代的以可持续为主导的建筑已成为现代人居住的首选建筑，可再生能源在建筑里面的运用使得现在的建筑与自然形成了更加和谐的状态。

太阳能是一种取之不尽，用之不竭的清洁可再生能源，在众多新能源中，太阳能分布最广，获取最容易。

将太阳能利用技术与建筑有机的结合起来不仅能节能，还能保护环境，因此，太阳能建筑将会得到更广泛的利用。

关键词：能源危机；可再生能源；太阳能；可持续发展；太阳能建筑一、绪论(一)论文撰写背景及目的现在社会倡导低碳经济生活，很多行业都进入了可持续的领域发展。

尤其是建筑行业，建筑是人类为了生存而对自然进行的再造活动，而建筑能耗问题就成为了一个重大的问题摆在人们面前。

人类的生存都离不开我们周围的生态环境，怎样更好的把建筑融入自然生态环境，尽量的减少对生态环境的破坏，同时减少对有污染能源的使用，怎样做到真正的可持续发展，这一系列的问题都有待解决。

我国不能走发达国家走过的先污染后治理的发展之路，必须根据国情，同时吸取经验，走一条具有我国特色的发展之路。

(二)我国建筑能源消耗现状目前我国每年竣工的建筑面积达到16-20亿平方，几乎是发达国家之和，但是这些新建的建筑中，仅有10%-15%面积的建筑能达国家规定的节能标准，80%以上的建筑属于高能耗建筑。

据预测，按着个趋势到2020年，我国的高能耗建筑面积将达到700亿平方，导致的能耗将是巨大的。

我国统计数字表明，建筑能耗占社会总能耗30% 左右。

而暖通空调能耗约占建筑能耗85% 。

在我国，建筑能耗的能源动力主要来自于煤炭、石油、天然气化石能源。

因此，降低建筑能耗不仅意味着节约了能源，而且减少了有害物质排放，保护了环境。

(三)论文内容概要1.被动式太阳能建筑2.主动式太阳能建筑3.国内外太阳能建筑的发展方向二、被动式太阳能建筑（一）什么是被动式太阳能建筑被动式太阳房是指仅仅依靠建筑物方位的合理布置，通过窗、墙和屋顶等建筑构件的专门设计以及选用性能优良的建筑材料，以自然交换的方式（辐射、对流和传导）来获取太阳能的一类建筑。

这就是说，被动式太阳房既不需要太阳集热器，也不需要水泵或风机等机械设备。

被动式太阳房冬季能采暖，夏季可散热，达到冬暖夏凉为主要目标，构造简单、造价低廉，是太阳能热利用技术在建筑中应用的一个重要方面。

（二）被动式太阳能建筑的分类被动式太阳房有多种类型。

若按太阳能采集的方式进行分类，可分为以下几种类型：1.直接受益式太阳房；2.集热蓄热墙式太阳房；3.温室蓄热墙式；4.蓄热屋顶式；5.对流蓄热综合式；直接受益式太阳房是最简单的一种被动式太阳房，它利用朝南的窗户（北半球）直接吸收入射得太阳光。

在这种太阳房中，一般可以把朝南的窗户做大，或做成落地式大玻璃墙，增大太阳光的照射面积，同时围护结构具有较好的保温性能。

集热蓄热墙式太阳房的构造是在朝南向阳墙（集热墙）的外表面涂以深色的太阳辐射吸收涂层，并在离墙外表面约10cm处装上玻璃或者透明塑料板以形成空气夹层，利用“温室效应”加热夹层中的空气，从而产生热压来驱动空气流动。

有人针对一种被动式太阳能温室- 采暖房，分析了采暖房北墙采用或不采用隔热保温措施时，温室-采暖房内温度和气流分布情况，模拟了具有蓄热层的太阳能温室- 采暖房中对流传热，并对温室- 采暖房中采用岩石床吸收和贮存太能的传输特性进行了研究。

实验模拟结果表明，太阳能温室蓄热型采暖房可充分利用太阳能供冬季采暖，提高采暖房间温度10℃以上，节约能源。

应加强采暖房墙体隔热保温，提高采暖效果。

吸热、蓄热、隔热是太阳能温室蓄热型采暖房的三个重要方面，利用岩床等多孔材料作为吸热和蓄热介质时，应合理选择多孔材料的粒径和孔隙率，在孔隙率一定时，适当增大粒径可以增加蓄热层的蓄热能力，提高采暖效果。

三、主动式太阳能建筑（一）什么是主动式太阳能建筑主动式太阳房除满足被动式太阳房对建筑结构的需求外，主要是以太阳能集热器作为热源的一种环保型节能建筑。

其一般结构，主要包括太阳集热器、蓄热水箱、减压阀、循环水泵、水管、辅助加热装置、热用户和热计量设备等部分。

由于地面上受到太阳平均辐射强度弱，每平方米能够接收到的太阳能量有限，因此主动式太阳房要求有一定的太阳集热面积，大约为采暖面积的10%-30%。

另外，由于太阳辐射是不连续的，且易受季节和大气环境的影响，所以集热器无法连续稳定的提供热量。

（二）主动式太阳能建筑的分类按照介质的种类分为以空气为介质的太阳房和以为水介质的太阳房。

另外主动式太阳能采暖又可分为直接式和间接式。

所谓直接式就是由太阳集热器加热的热水或空气直接被用来供暖。

所谓间接式就是集热器加热的热水通过热泵提高温度后再供暖。

由于集热温度越高，集热器的效率就越低，因此一般采用地板采暖或风机盘管。

这两种方式要求热源的温度比较低，50℃左右，集热器具有较高的效率。

太阳能低温热水地板辐射采暖系统是以太阳集热器等为主要热源，将低温热水通过埋设于地面楼板上部的碎石混凝土或水泥砂浆层内的加热盘管把地板加热，并以地板表面作为辐射换热面，与室内环境（包括室内空气、房间墙壁、顶棚、天花板和室内其它物体，包括人体等）通过辐射和对流两种传热方式来实现热交换，其中辐射占有相当的比重，从而达到采暖目的，实现低温（供水温度宜采用45～65℃，供回水温差宜采用5～10℃）辐射供暖方式。

太阳能低温热水地板辐射系统作为一种舒适、安全、节能的采暖方式，已得到了广泛的使用和认可，为促进太阳能地板辐射采暖系统技术推广，还有许多值得进一步研究的问题。

1.太阳能低温地板辐射采暖设计和运行的优化问题。

2.与其它供暖方式共用热源的问题。

3.将这套系统进一步加以利用，冬季时盘管内通低温热水加热地板，向室内供热；夏季时在盘管内通入冷水，向室内供冷。

四、国内外太阳能建筑的发展方向（一）我国太阳能建筑的发展方向国太阳能建筑发展的方向，应该走工业化道路，建立太阳能建筑产业体系。

同时还有很多具体工作要做：首先，抓好设计科研工作，如编制太阳房标准设计、构造图案、计算机优化程序、测试，评定标准等。

其次，组织太阳能建筑的集热、蓄热、保温装置、结构配件、透光材料、绝热材料、吸收材料、密封材料和反射材料的产品配套生产，提高配套产品标准化、系列化、通用化水平。

还应组织太阳能建筑专业施工队伍，编制太阳能建筑施工技术规程和验收规范，保证设计和施工质量。

这样围绕太阳能建筑就会出现一大批新兴的企业，扩大就业面。

同时并应制定相应的太阳能建筑开发利用政策，鼓励太阳能建筑业的发展，纳入城乡建设总体规划。

太阳能可以光热发电、光伏发电，太阳能建材化、太阳能建筑一体化、产品化等各方面技术都已日臻成熟。

有关部门预测，到2020年，我国的太阳能热水器集热面积将增加到3亿平方，太阳能光伏发电将增加到220万千瓦。

太阳能等可再生能源在一次能源消费结构中的比例将提高道15%左右。

（二）国外节能建筑对太阳能的利用近年来，国外对太阳能在节能建筑中的应用进行了大量的研究与开发，取得了显著的效果。

①美国在1997年6月宣布了“百万太阳能屋顶计划”，计划到2010年，在100×104座建筑物上安装太阳能发电系统。

②希腊学者着重研究了太阳能蓄热技术用于供暖和热水供应的住宅能源利用情况。

通过与传统住宅建筑对比后发现，采用太阳能蓄热技术的住宅中总能耗的30％来自于太阳能，而且二氧化碳排放量减少了42．7％。

采用新技术所增加的造价10年左右就可以收回。

③英国则通过采用构造措施提高墙体及门窗的保温性能，利用太阳能及改进供热系统等措施推广太阳能在节能建筑中的应用。

他们推广的被动式太阳房，以建筑吸热保温材料为媒介，利用冷热空气的自然对流，达到对太阳能的利用。

④德国学者在费赖堡设计的第一座太阳能住宅结合了太阳能发电、热泵等各种太阳能的综合利用技术，该住宅使用两年多来，能源供应基本上可以自给。

结语衣、食、住、行是人类最基本的生活需求，也是人类发展永恒的主题。

建筑物解决了人们“住”的问题，提供给人们舒适的生活环境和工作环境，同时也给人们生活的环境带来了巨大的危机，建筑能耗的日益增加，建筑环境的日益破坏。

建筑与环境问题将是值得人类思考的重大问题。

人类文明日益进步，但是灿烂的文明掩盖不了文明留下的劣迹，所以我们必须认识到这些严重的问题，在今后的发展中吸取教训，不断创新，大力投入新能源的开发与利用，走可持续发展之路。

参考文献[1]《可持续建筑》中国建筑工业出版社张国强徐峰周晋等编著[2] 《建筑环境与设备工程专业导论》重庆大学出版社张国强李志生编著[3] 《环境学导论》（第三版）清华大学出版社柳萍编著[4] 《可再生能源概论》机械工业出版社左然施明恒王希麟主编[5] 百度文库。