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太阳能在住宅中的运用范文

时间:2022-09-25 08:43:07

太阳能在住宅中的运用

《中国住宅设施杂志》2014年第七期

1太阳能的几种利用方式

1.1光导照明光导照明又叫管道式日光照明。基本原理是通过采光装置采集室外的自然光线并导入室内照明。光导照明的装置是由采光装置、导光装置、漫射装置三部分组成,光线经过导光装置高效传输后,由系统底部的漫射装置把自然光线均匀导入到室内在白天提供室内照明。光线通过调光装置调整并经过漫射,到达室内的光线柔和、照度分布均匀、光谱分布自然、显色性好、视觉效果好、眼睛不易疲劳。光导照明可以提供给住宅中不能自然采光或采光不足的空间照明,比如进深大采光不足的房间、无外窗的房间或者地下室等空间。地下车库光导照明布置点位时,可选在坡道出入口处、转弯处、车道交会等重点部位,既有照明功效又有提醒的功能。采光装置可以安装在屋面、外墙或地面等阳光充足的部位,室内漫射装置形式结合室内环境风格统一设置。

1.2光纤照明光纤照明是透过光纤导体的传输将光源传导到需要照明的地方,太阳能光纤照明是利用太阳光作为光源的光纤照明系统。光纤照明系统由集光器、光纤及投射装置等配件组成。光纤照明可以通过滤光装置获得所需要的不同颜色的光线,以满足不同环境下对光的需求,由于光纤可以自由弯曲和导光率强的特性,光纤在理论上可以把光线传播到无限远的地方,该系统同时可以大幅拦截紫外线,利于身心健康。光纤照明可以在住宅内做照明使用,也可以做照明装饰使用。光纤照明发光方式分成端点发光和体发光,可根据室内环境风格选用,点发光和体发光点缀装饰效果显著,很适合做室内艺术装饰照明。集光器安装在室外阳光充足的地方,也可以加装太阳方位追踪器,使集光器采光效率更高。

1.3太阳能热水器太阳能热水器是通过将太阳光能转化为热能来提供生活热水的设备。太阳能热水器按结构形式通常分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器,家用太阳能热水器是由集热管和储水箱及相关附件组成,其中核心部件是集热管,集热器吸收阳光热量加热水温来供应热水。住宅太阳能热水器一般分集中集热系统和分散集热系统两大类型。集中集热系统特点是太阳能集热器集中设置,集中布置在屋面或外墙面,并设置集中的大容量储水设备,通过管道分户供应热水,供热终端设有计量装置,该系统的优点是系统与建筑一体化设计结合度高,集热器的布置形式更容易与建筑造型协调,缺点是需要集中管理和计量收费,管理难度增加。另一类太阳能热水器是分散集热系统,这类系统是目前住宅普遍使用的太阳能热水系统,系统特点是以户为单位,每户设有独立的小型太阳能热水系统,集热器集中安装或安装在每户住宅立面或阳台栏板等位置,储水箱和辅助热源等设施设置在户内,该系统优点是每户独立使用,自行管理和维护。太阳能热水器与住宅的一体化是从选型、设计、采购和安装全过程的一体化。建筑屋面日照充足,是安装太阳能集热器的理想场所,一般屋顶集中安装集热器可以满足低层或多层住宅楼的生活热水需求,由于屋面面积有限,小高层、高层住宅楼集热器需要安装在建筑外墙或阳台栏板上。

1.4光伏发电光伏发电是太阳光能转换成电能的过程。光伏发电系统由太阳能电池板、蓄电设备、直流控制设备、逆变器等辅助设备组成。光伏电池板是组成光伏发电系统最核心的设备,通过光照产生电流,再通过其它设施储存和利用。光伏系统可为建筑供电,也可为电网供电。太阳能电池板一般集中成组设置,量多面大,如何与住宅造型有机结合是一体化设计的关键。太阳能电池板可以制成不同形状和构件与建筑结合,太阳能电池板与建筑结合主要有三种类型,第一种是建材型,指将太阳能电池板与屋面瓦、外墙饰板、玻璃幕墙等建筑材料复合在一起成为新型建筑材料;第二种是构件型,指与建筑构件组合的光伏构件,如光伏雨蓬构件、光伏遮阳构件、光伏栏板构件等;第三种是标准化型,标准化电池板以光伏发电为主要功能,在屋顶或墙面安装,没有建筑围护的其它功能。太阳能电池板设置在屋顶,可以最大限度的接受太阳光的照射,使光伏效能最大化,同时电池板大面积铺设屋面,兼做屋顶隔热通风,改善建筑热工环境。电池板也可兼为屋顶构造层次的部件,这时要求电池板合成材料具有建筑材料所要求的各项性能,比如防水性能、保温性能、密闭性、耐久性能等。太阳能电池板设置在外墙面,电池板需要与墙面饰面材料进行集成,集成类型一般分电池板外墙装饰板和电池板玻璃幕墙两种。电池板外墙装饰板包括电池板与金属板、石材板、混凝土预制板等集成新的外墙饰面材料。电池板玻璃幕墙是指透光型电池板和玻璃集成的光电幕墙,光电幕墙既可发电,也具有隔热功能,调整光电幕墙构造图案为室内提供艺术化的光照效果。

2结语

太阳能利用历经几十年的发展,技术已逐渐成熟。太阳能热水器产业的实际应用已经非常广泛,加上近几年政府的产业引导和强力推行,住宅太阳热水器的应用将会广泛普及。而太阳能光伏发电技术难度较大、成本较高,实际应用还未像光热技术那么普及,但随着光伏技术进一步完善和产业化后成本的降低,光伏发电技术在住宅中的应用也是发展的必然趋势。中国政府对CO2减排国际义务的承诺和大气污染防治的落实,以及建筑节能全民意识的提高,为住宅利用太阳能提供了良好机遇。可以肯定,未来的建筑市场将是节能减排的市场,太阳能利用将迎来快速发展的春天。

作者:贾江海单位:中国建筑标准设计研究院有限公司

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