太阳能建筑

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　　太阳能建筑是利用太阳能供暖和制冷的建筑。在建筑中应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、煤炭等能源，而且不污染环境，在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏其他能源的地区，采用太阳能供暖、制冷，尤为有利。目前太阳能建筑还存在投资大，回收年限长等问题。

　　由于我国的地理位置与气候特点以及人民生活水平的不断提高，绝大部分建筑都要使用供热空调系统，部分建筑需要供应生活热水，在建筑能耗中，暖通空调系统与热水系统所占比例接近60%，而且随人民生活水平提高还有继续上升趋势。

　　太阳能作为清洁、无污染、用之不竭的可再生能源，有着分布广，低密度的特点，与建筑对品味能源的需求正好吻合，因而太阳能建筑应用得到了广泛的关注和研究，并得到了 快速的发展。

　　（一）主动式太阳能建筑

　　采用高效太阳能集热器以及机械动力系统来完成采暖降温过程，系统运转中需要消耗一定电能，这样的系统称为主动式太阳能系统。采用此系统设计的建筑称为主动式太阳能建筑。

　　原理：

　　靠常能(泵、鼓风机)运行的系统，由集热器、蓄热器、收集回路、分配回路组成，通过平板集热器，以水为介质收集太阳热。吸热升温的水，贮存於地下水柜内，柜外围以石块，通过石块将空气加热後送至室内，用以供暖。如将蓄热器埋於地层深处，把夏季过剩的热能贮存起来，可供其他季节使用。主动式太阳能系统按传热介质又可分为空气循环系统、水循环系统和水、气混合系统。

　　主动式太阳能系统主要有：

液体平板型集热系统、空气平板型集热系统、真空管型集热系统、聚集型集热系统和热泵式集热系统。

　　（二）被动式太阳能建筑

　　经过设计，使建筑构件本身能够利用太阳能采暖供暖，通过自然通风完成降温制冷的过程，系统运转过程中不需消耗电能，这样的系统称为被动式太阳能系统。采用这种系统设计的建筑成为被动式太阳能建筑。

　　原理：

　　用建筑物的一部分实体作为集热器和贮热器，利用传热介质对流分配热能的系统。被动式太阳能系统利用建筑材料的吸热性、蓄热性和传热介质的对流收集热能，贮存热能，分配热能。被动式太阳能系统在冬季吸收热能作为供暖的热源，在夏季把建筑物内的热量散发出去，作为调节室内温度的冷源。被动式太阳能系统的能量利用比较充分，效率较高，经济实惠，且简而易行，发展前途比较广阔。在中国新疆、内蒙、天津、甘肃等地区已有多处采用。

　　分类：

　　1、直接收益式

　　在房屋的朝阳面设置大面积双层玻璃窗，利用室内的地面和墙体，作为蓄热体吸收太阳能。蓄热体可用混凝土、砖、石等材料，表面最好用深色。白天蓄热，夜间利用所蓄热能供暖。

　　2、水墙式

　　将朝阳墙面做成装水的墙体，墙外设玻璃幕墙，两者之间留出空气隔层。在冬季的白天，阳光把水墙加热後向室内散热﹔夜晚关闭活动的隔热保温板，使已蓄热的水墙能保证室内热量不致散失。夏季还可利用水墙作为隔热墙之用，防止辐射热入室。

　　3、蓄热墙式

　　将朝阳墙面做成厚重实墙，外涂黑色，外层设玻璃幕墙，两者之间留出空气隔层。实墙上留出适当的采光面积，上、下留洞口。白天室内的冷空气通过下部洞口，进入空气隔层受热上升，经由上部洞口进入室内，如此形成对流循环，室内温度即可不断提高。夜间将洞口关闭，并下帘幕，使室内热量不致散失。夏季开启厚墙和玻璃幕墙上的小窗，可通风降温。

　　4、太阳温室式

　　在房屋外部建一玻璃温室，与室内有洞口相通。白天太阳将温室加热後，实墙已蓄热，热量即散入室内。实墙也可设计成隔热用的水墙。温室也可以作为一个附加的、阳光充足的空间，作为生活起居之用，可以种菜、栽花或作室内绿化，但在夏季要有遮阳措施。

　　5、屋顶水池式

　　在屋顶上用透明材料做成水袋或水池，上盖活动式隔热保温板。在冬季的白天，将保温板拉开，太阳将水加热，夜间关闭保温板。水有较大的热容，可持续向室内散热。夏季的白天大部分阳光被保温板所反射，其馀被水吸收，水袋或水池起隔热作用﹔夜间打开保温板，使之散热、降温。

　　1、巨蛋办公楼

　　位于印度孟买的蛋形办公楼是一座令人印象深刻的可持续建筑。它利用了被动式太阳能设计，能够通过减少热增益来调整建筑内部的温度。办公楼由太阳能电池板和屋顶的风力涡轮机提供能量，它甚至能够独立收集水分进行花园灌溉。

　　2、弗莱堡太阳能城市

　　居民建筑的屋顶是由设置成完美角度的光伏板构成，但是它们也可以作为一个巨大的遮阳伞。所以即使日照非常强烈的时候，下面的居民也能享受凉爽的温度。

　　3、垂直村落

　　迪拜以其怪异的建筑风格闻名于世，现在的最新趋势是可持续设计。很少有设计样本超越格拉夫特建筑事务所的建筑师建造的垂直村落。垂直村落设计的精髓在于，它如何在最大化收获太阳能的同时保持建筑物凉爽。

　　4、太阳城大厦

　　这座惊人的太阳能塔是专门为里约热内卢的2016年奥运会设计的，它将被安装在Cotunduba岛上，而且将成为里约热内卢的标志性建筑。它代表着里约热内卢为打造史上第一届“零碳奥运”所做出的努力。

　　5、高雄体育馆

　　体育馆通常都损耗大量的能量，而且通常被用作可持续建筑的反面典型。然而台湾的这座龙型体育馆是一个例外，它的电能100%由外侧的太阳能电池板提供。高雄的这座体育馆足以为3300个照明灯和2个巨型显示屏供电。

　　6、芝加哥太阳能大厦

　　建筑师为芝加哥设计的这座大厦几乎全部被太阳追踪太阳能电池板所覆盖，它们就像向日葵一样追随太阳的移动。这些太阳能电池板经过了精心安置，在为建筑遮阳的同时不会影响人们的视野。