綠色建筑與太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2015-07-09 點(diǎn)擊量：2729
摘要 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是綠色建筑應(yīng)用中常見(jiàn)的一種太陽(yáng)能利用形式。本文針對(duì)綠色建筑發(fā)展趨勢(shì)、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用概況以及太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑相結(jié)合設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)述。
0 前言
發(fā)展是人類(lèi)社會(huì)永遠(yuǎn)的主題。但隨著人口急劇增長(zhǎng)，城鎮(zhèn)化建設(shè)快速發(fā)展，人類(lèi)不得面臨資源匱乏、環(huán)境惡化等生存危機(jī)。2010年上海世博會(huì)有個(gè)口號(hào)叫“城市讓生活更美好”，城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展為我們創(chuàng)造了前所未有的美好生活，然而浮華背后，城市真的能讓生活更美好嗎？
建筑是城市的細(xì)胞和載體之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球有50%的能源用于建筑，同時(shí)建筑也消耗了42%的水資源和50%的原材料，另一方面建筑所引起的空氣污染、光污染、電磁污染超過(guò)環(huán)境總污染的1/3,人類(lèi)活動(dòng)所產(chǎn)生的水污染和固體廢棄物分別有50%和48%來(lái)自建筑。建筑碳排放所占的比例達(dá)到43.7%。據(jù)中國(guó)社科院城市發(fā)展與環(huán)境研究中心提供的一組數(shù)據(jù)：全國(guó)現(xiàn)有建筑430億平方米，城鎮(zhèn)累計(jì)建成節(jié)能建筑28.5億平方米，不足總數(shù)的10%。 每年城鄉(xiāng)新建房屋建筑面積近20億平方米，但其中仍有80%以上為高耗能建筑。 “北京、上海、廣州、深圳等城市公共建筑能耗比國(guó)家要求的能耗標(biāo)準(zhǔn)高出2～3倍?！?br>
如何減少資源消耗和對(duì)環(huán)境的影響，更加有利于人類(lèi)生存，是全球范圍內(nèi)急需解決的問(wèn)題。在這種大背景下，綠色建筑應(yīng)運(yùn)而生。
在傳統(tǒng)能源能源匱乏大背景下，建筑節(jié)能尤為重要，可再生能源應(yīng)用將成為建筑節(jié)能的重要發(fā)展方向之一。可再生能源包括太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、生物質(zhì)能、水能和海洋能等非化石能源，其資源潛力大，可在人類(lèi)活動(dòng)歷史時(shí)期內(nèi)永續(xù)利用，是有利于人與自然和諧發(fā)展的重要能源形式。這其中人類(lèi)利用太陽(yáng)能而又以太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛。
1 綠色建筑 建筑業(yè)發(fā)展的必由之路
將綠色理念引入建筑領(lǐng)域其起始時(shí)間可追溯至20世紀(jì)60年代。當(dāng)人們對(duì)新的建筑理念無(wú)以名狀時(shí)，美籍意大利建筑師Paola Soleri將Architecture和Ecology兩個(gè)詞整合為Arology，意為“生態(tài)建筑”。
我國(guó)自2008年4月開(kāi)始實(shí)施綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)制度，2011年開(kāi)始激增，達(dá)到200余項(xiàng)，2012年超過(guò)500項(xiàng)。截至2013年1月達(dá)到742個(gè)項(xiàng)目，總建筑面積達(dá)到7581萬(wàn)平方米。 從標(biāo)識(shí)種類(lèi)來(lái)看，設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)694項(xiàng)，建筑面積7066萬(wàn)平方米；運(yùn)營(yíng)標(biāo)識(shí)48項(xiàng)，建筑面積515萬(wàn)平方米。
我國(guó)高耗能建筑量大面廣、發(fā)展綠色建筑前景廣闊。全國(guó)綠色建筑面積不足既有建筑面積的1％，發(fā)展綠色建筑的節(jié)能減排潛力巨大。如果每年新增綠色建筑項(xiàng)目100個(gè)，“十二五”期間將節(jié)電8.5億千瓦時(shí)，減排二氧化碳76.6萬(wàn)噸，節(jié)約水資源0.3億噸。
大力發(fā)展綠色建筑、建設(shè)生態(tài)城市和綠色家園、推動(dòng)建筑的可持續(xù)性發(fā)展，是減少資源消耗的有效途徑，是解決環(huán)境惡化的良方，是可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)宜居建設(shè)的必要條件，也將成為建筑業(yè)發(fā)展的必由之路，綠色建筑必將成為21世紀(jì)人類(lèi)理想的居住建筑模式。
2 綠色建筑與太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用
綠色建筑的目的是實(shí)現(xiàn)建筑全生命期的節(jié)約、環(huán)保、高效，并為人們提供健康舒適的工作和生活環(huán)境。
隨著建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，設(shè)計(jì)要求越來(lái)越趨向于綠色建筑的內(nèi)涵。綠色建筑的規(guī)定并非提高了標(biāo)準(zhǔn)，而是與常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)相同。例如公建配套車(chē)位、外窗可開(kāi)啟面積、節(jié)水器具、無(wú)障礙設(shè)計(jì)、文明施工等。一方面，只是建筑朝向、窗墻比等參數(shù)的簡(jiǎn)單修正就可以達(dá)到加強(qiáng)采光、通風(fēng)和降低能耗等綠色建筑的要求，而這些措施并不額外增加投資。另一方面，有些技術(shù)措施雖然增加了初投資，但在短期內(nèi)可以通過(guò)節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用收回，通過(guò)對(duì)北方某地區(qū)住宅和公共建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)投資與經(jīng)濟(jì)效益分析，與采用電能、輕柴油或城市燃?xì)獾瘸Ｒ?guī)能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益比較，得出其動(dòng)態(tài)回收期在3～7年之間。在建筑全生命期內(nèi)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，因此在綠色建筑中應(yīng)推廣應(yīng)用。
3 太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合設(shè)計(jì)要點(diǎn)
綠色建筑設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)從規(guī)劃階段開(kāi)始，利用模擬仿真輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，因地制宜制定技術(shù)策略，其全方位、全過(guò)程整合設(shè)計(jì)原則與太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合設(shè)計(jì)原則如出一轍。
應(yīng)用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的民用建筑及建筑群體，均應(yīng)與太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收，與建筑物同時(shí)投入使用，以保證所選用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)各個(gè)部分及其輔助設(shè)施與建筑規(guī)劃布局、建筑設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，成為建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中合理的不可分割的部分。太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合設(shè)計(jì)至少有以下幾方面的要求：
規(guī)劃設(shè)計(jì)中，除像一般規(guī)劃設(shè)計(jì)要考慮的建筑功能、場(chǎng)地條件、周邊環(huán)境等制約規(guī)劃設(shè)計(jì)的因素外，確定建筑布局、群體組合和空間環(huán)境時(shí)還特別需結(jié)合場(chǎng)地的地理?xiàng)l件、當(dāng)?shù)氐赜虻臍夂驐l件、日照條件等因素來(lái)確定和設(shè)計(jì)建筑的朝向，建筑之間的間距及建筑形體組合，最大限度地滿(mǎn)足太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的技術(shù)要求。
設(shè)計(jì)要結(jié)合建筑功能及其對(duì)熱水供應(yīng)方式的需求，綜合考慮環(huán)境、氣候、太陽(yáng)能資源，常規(guī)輔助能源類(lèi)型和可供給的條件、施工條件等因素，比較不同類(lèi)型太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的性能、優(yōu)缺點(diǎn)、造價(jià)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。在充分綜合比較后，酌情選擇適用的、性?xún)r(jià)比高的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)類(lèi)型。
在建筑上合理設(shè)計(jì)太陽(yáng)能集熱器的安裝位置尤為重要。建筑設(shè)計(jì)需將太陽(yáng)能集熱器作為建筑的組成元素，與建筑相結(jié)合，保持建筑統(tǒng)一和諧的外觀，并與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。在建筑設(shè)計(jì)中不僅需考慮地震、風(fēng)暴、積雪、冰雹等自然破壞因素，還應(yīng)為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的日常維護(hù)提供必要的安全便利條件。在管路布置上，建筑物中都要事先預(yù)留出所有管路的通口，合理布置太陽(yáng)能循環(huán)管路以及冷熱水供應(yīng)管路。
4 結(jié)語(yǔ)
如何在建筑上合理布置集熱裝置以充分地利用太陽(yáng)能資源，使太陽(yáng)能產(chǎn)品成為建筑物有機(jī)的組成部分，是生產(chǎn)廠商、建筑師和機(jī)電設(shè)計(jì)工程師需要共同探討研究的問(wèn)題。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該把太陽(yáng)能產(chǎn)品作為建筑的不可或缺的部分，設(shè)計(jì)的美觀性、適用性和經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，生產(chǎn)廠家應(yīng)提供更加優(yōu)化的產(chǎn)品，努力做到產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和多元化，從而有利于太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合，加速太陽(yáng)能產(chǎn)品在綠色建筑的推廣普及。
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