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摘要：文章闡述了太陽墻節(jié)能建筑的基本原理度其特點，對太陽墻節(jié)能建筑的制熱效果和改善室內(nèi)熱環(huán)境、空氣質(zhì)量的效果進行了測試和分析，并對太陽墻技術(shù)應(yīng)用于節(jié)能建筑的前景進行了預(yù)測。...

太陽墻技術(shù)在節(jié)能型建筑中的應(yīng)用

戚豹 康文梅 季翔

徐州建筑職業(yè)技術(shù)學院 江蘇徐州221008

引言

    2007年世界太陽能大會組委會提供的一份調(diào)查報告顯示，中國現(xiàn)有的大型建筑95％是高耗能的，造成大量能源浪費，能源消費是發(fā)達國家的2至3倍。目前建筑耗能已經(jīng)占中國商品能源消耗的30％，其中僅空調(diào)和采暖耗能就占建筑耗能的65％。但目前我國節(jié)能技術(shù)在建筑工程的應(yīng)用中直接面對市場的剛性需求，盛行快餐式設(shè)計，不僅沒有利用各種可再生能源，反而存在大量對能源的耗費。如許多建筑號稱環(huán)保和節(jié)能，實際是采用大片玻璃幕墻，然后耗費大量資金做遮陽和隔熱設(shè)施，諸如此類不合理的設(shè)計普遍存在于建筑市場。隨著我國對資源危機、能源危機的認識不斷提高和對建筑節(jié)能技術(shù)的重視程度不斷提升，以及準備加大力度出臺更完善的建筑節(jié)能法規(guī)，實施激勵政策鼓勵開發(fā)和研究新技術(shù)和新材料應(yīng)用到建筑工程中，節(jié)能技術(shù)在建筑工程中的開發(fā)和應(yīng)用逐步普及。其中，完善建筑節(jié)能技術(shù)支撐體系是我國建設(shè)部2005年-2007年建筑節(jié)能規(guī)劃中5個重要方面之一。太陽能和建筑一體化的應(yīng)用技術(shù)又成為完善建筑節(jié)能技術(shù)支撐體系的重要組成部分。太陽能和建筑一體化利用風光互補和聚合熱量方式應(yīng)用到各種建筑中，將對我國的建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展起到巨大的推動作用，太陽墻就是一種可提供經(jīng)濟適用的采暖通風解決方案、風光互補和聚合熱量原理在建筑中應(yīng)用的太陽能新技術(shù)。

1、太陽墻技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　1.1太陽墻技術(shù)的應(yīng)用原理

　　太陽墻系統(tǒng)核心組件是太陽墻板。太陽墻板是在鋼板或鋁板表面鍍上一層熱轉(zhuǎn)換效率達80％的高科技涂層．并經(jīng)過特殊設(shè)計和加工處理制成的，能最大限度地將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能。太陽墻板組成太陽墻系統(tǒng)的外殼，通透型板式太陽能吸收體，是一種類似于硬的有通透性的薄膜。它的表面有許多大約lmm直徑的小孔，允許外面空氣通過它的表面。太陽墻板還能提供一定的除塵功能，從而減少空氣過濾設(shè)備的維護費用。

　　太陽墻系統(tǒng)工作原理為室外新鮮空氣經(jīng)太陽墻系統(tǒng)加熱后由鼓風機泵人室內(nèi)，置換室內(nèi)污濁空氣，起到供暖和換氣的雙重功效。供風風機產(chǎn)生負壓使室外空氣被壓入，室外空氣在流經(jīng)過太陽墻板面小孔時被加熱，然后被加熱的熱空氣由供風管道(簡易型系統(tǒng)可不用室內(nèi)供風管道)傳人室內(nèi)，墻內(nèi)壁向外產(chǎn)生的熱散失可由介于太陽墻板和建筑物外墻之間的供風氣流回收，充分利用了太陽

墻板被陽光加熱的熱量。

    另外，太陽墻系統(tǒng)依據(jù)同樣的原理也可用于建筑物的屋面，以更大程度地利用太陽輻射熱。

　　1.2太陽墻技術(shù)的特點

　　1.2.1適用地區(qū)廣，冬季制熱效果好

    太陽墻技術(shù)在冬季為建筑輸送熱風，又能在炎熱的夏季為建筑遮擋強烈的陽光，還可以節(jié)約玻璃幕墻的安裝費用，可謂一舉多得，可普遍適用于嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)，特別適用于寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)的冬季制熱．本文對冬季太陽墻節(jié)能教學樓室內(nèi)外溫度進行了測試對比。

    冬季室外平均溫度在一3℃左右時，室內(nèi)全天平均溫度為ll.4℃，可將室內(nèi)溫度提高l4℃左右：從9：00—17：00的高峰使用期來看，室外平均溫度在一1．1℃左右時。室內(nèi)全天平均溫度為17．8℃，可將室內(nèi)溫度提高19℃左右，充分體現(xiàn)了太陽墻建筑的制熱優(yōu)勢。

　　1.2.2造價低廉且不需維護，微能耗且運行費用低

    以江蘇省徐州地區(qū)為例：每m2的太陽墻板在冬季日照正常情況下可向市內(nèi)提供164兆焦/d的熱量，為業(yè)主節(jié)約可觀的采暖費用。

    太陽墻板造價約為l600元/m(包括框架材料)，玻璃幕墻造價約為800元/m2 --1000元/m2，用太陽墻板代替玻璃幕墻造價高600元/m2 --800元/m2。但太陽墻在冬季基本以4元/d的速度回報用戶，不需一年便能收回投資。太陽墻板使用壽命在30年以上，無須維護，一次投資后可在壽命期內(nèi)持續(xù)節(jié)約采暖投入，經(jīng)濟效益、環(huán)境效益好。如山東建筑工程學院研究生公寓．太陽墻系統(tǒng)試點部分建筑面積2300m，用了l43m3的太陽墻板。造價20萬元左右。平均算下來每m2建筑面積增加造價不到l00元。

　　1.2.3可提供新鮮空氣．改善室內(nèi)衛(wèi)生狀況

    由于太陽墻系統(tǒng)需要泵入室外空氣，加熱后輸入室內(nèi)，每h可處理新風35 m，故可實現(xiàn)室內(nèi)外的空氣流通，改善室內(nèi)衛(wèi)生狀況。本文對太陽墻節(jié)能教學樓和非節(jié)能普通教學樓室內(nèi)二氧化碳濃度進行了測試和對比。

    由于教學樓內(nèi)使用人數(shù)多，非太陽墻建筑在6：00-21：30使用高峰期時間段，室內(nèi)空氣質(zhì)量差，幾乎全部超出國家室內(nèi)空氣質(zhì)量標準的要求，而太陽墻建筑室內(nèi)空氣全天均符合國家室內(nèi)空氣質(zhì)量標準的要求，空氣質(zhì)量較好。1.24有利于資源、能源的節(jié)約和環(huán)境保護

    我國廣泛用于建筑工程的空調(diào)用電和采暖主要來源于熱電廠。耗費大量不可再生的寶貴煤炭資源，排出大量的二氧化碳、二氧化硫等污染氣體。在中國華北地區(qū)每年100m2太陽墻可節(jié)能折合人民幣約3萬元～5萬元，同時減少二氧化碳排放量約40t。

　　1.2.5太陽墻的缺陷

    太陽墻本身的缺陷是深色為主，美觀效果較差．和其他墻面宴現(xiàn)一體化較難。此外，日前太陽墻的蓄能功能還比較差，現(xiàn)在正在研究改善和解決蓄能功能較差的技術(shù)實施方案．比如把PVC管預(yù)埋到水泥地面下。

2、結(jié)論與展望

    太陽墻系統(tǒng)的突出優(yōu)點在于造價低廉、不需維護，且冬季制熱效果好、改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的效果突出，適宜于營造“低能耗、高舒適度”的室內(nèi)環(huán)境，可以廣泛應(yīng)用于廠房、住宅、學校、辦公樓等工業(yè)和民用建筑中，是一種極有發(fā)展空間和推廣應(yīng)用價值的節(jié)能技術(shù)。

參考文獻

【1】周雷，等，太陽能建筑：破解中國能耗建筑困局，搜狐新聞．hup：//news．sohu．com／20071011／n252602738．shtml．

【2】崔艷秋，等，節(jié)能建筑工程實例，建筑概論2版，中國建筑工業(yè)出版社，2007：195—198．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)

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