太阳能技术在建筑设计中的应用

能源是人类社会生存和发展的物质基础。以石油和煤炭为基础的常规能源系统极大地促进和推动了人类社会的发展，但这些常规能源系统的过度开采直接导致了环境污染。为了可持续发展，我们应该充分开发和利用清洁能源。

关键词:太阳能建筑能源

第一，可持续太阳能在未来能源结构中的地位

国际能源署预测，经济发展离不开资源。目前，化石能源是世界上最常用的能源。但是随着经济的发展，对煤和石油的需求越来越大，总有一天会枯竭。不同能源机构对世界能源供应形势的预测数据不同，但基本结论是相似的。也就是说，全世界的煤炭只能用220年，化石能源在未来很短的时间内将在能源供应结构站占据很大比重。但随着科技的发展，可再生能源将逐步取代化石能源，2030年后将逐步进入大规模应用。随着经济的持续发展，可再生能源将在能源资源中占据越来越大的比例。与有限的化石燃料能源相比，太阳能是最理想的可再生能源之一。借助太阳的辐射输出，光子能量完全可以转化为人类所需的各种能量。特别是光能转化为最常见、最高级的电能，电能可以转化为动能、热能等多种形式的能量。也就是说，只要充分利用自然界最丰富的太阳能，完全可以满足人类生活和生产的需要。

第二，太阳能被充分利用的必然性

现代工业革命开启了现代文明，但它是建立在大规模开采和使用化石燃料的基础上的。“石油是工业的血液，煤炭是工业的食粮”是对这种情况的最好诠释。作为一种不可再生的能源，化石燃料的大规模开采和使用使化石资源日益枯竭，已逐渐不能满足日益增长的经济需求，也诱发了许多国家和地区之间的政治经济纠纷，甚至引发冲突和局部战争。虽然中国的矿产能源资源丰富，但人均能源资源只有世界人均能源资源的一半左右。从能源消费结构来看，中国是世界上最大的煤炭消费国，而且据粗略估计，中国的煤炭资源只能开采80年，而石油资源只能开采20年。从65438年到0997年，中国正式成为《京都议定书》的签约国，但其影响力和约束性给限制排放带来很大压力。中国的火力发电，尤其是煤炭发电受到了很大的限制。随后中国正式加入世贸组织，中国经济迎来了新的机遇。与此同时，中国正式进入工业化中期，即重化工业阶段，其能源需求和消费也将快速增长。在环境保护方面，化石能源的使用造成了严重的环境污染，温室效应、酸雨等环境问题接踵而至，尤其是温室效应是全人类面临的环境问题。为了可持续发展，我们必须寻求新的可再生绿色能源。作为自然界最丰富的清洁能源，我国年辐射总量为917—2333 kW·h/m2，是世界上太阳能资源丰富的国家之一。因此，太阳能是中国可再生能源的首选。

第三，太阳能的利用

目前，太阳能的利用可分为光热转换、光电转换和光化学转换。其中最成熟的是光热转换和光电转换。然而，光化学转化仍处于研发阶段。这项技术包括半导体电极发电和电解水产生氧气，并使用氢氧化钙或重金属氢化物热分解和储存能量。只有解决了太阳能制氢的问题，才能真正利用氢气，这将引起时代的变革。第四，太阳能在建筑设计中的应用

目前，建筑业是经济发展的重要行业，也是能源消耗较多的行业。尤其是现在，住宅不仅仅是遮风挡雨的地方，更是基于自然环境持续和谐发展的优越居住环境，即在建筑中充分利用绿色能源，尽可能降低建筑能耗，在保护环境的根本前提下尽可能因地制宜，合理利用当地优势发展适宜建筑。利用太阳能作为绿色清洁能源，对建筑业来说是一种全新的发展思路。目前，太阳能在建筑设计中的应用主要包括太阳能发电、太阳能热水器、太阳能空调和太阳能供暖等。至于太阳能发电在建筑上的应用，由于其技术限制，成本太高，不适合大范围推广。接下来，我们将重点介绍太阳能热水系统。太阳能热水器是建筑设计中应用最广泛的绿色能源。太阳能热水系统主要由太阳能集热系统和热水供应系统组成，包括太阳能集热器、储水箱、循环管道、支架、控制系统、换热器、水泵设备和福建。其中，太阳能集热系统是太阳能热水系统中独具特色的一部分，是能否合理利用太阳能的关键。那么如何充分利用太阳能，充分发挥太阳能热水系统的功效呢？

第一，首先要在思维上接受绿色建筑的理念，在建筑设计阶段就把清洁能源的创意和思维与建筑设计结合起来。

其次，如前所述，太阳能集热系统是太阳能利用的关键，所以如果我们要在建筑设计中使用太阳能热水系统，首先要做的就是尊重权威质检部门的检测报告，结合数据中的性能参数，再根据建筑所在的太阳能资源和气象条件进行优化设计，保证太阳能集热系统的长期稳定运行。

再次，太阳能热水系统已经形成了成熟的理论体系和实用结构，但很多传统建筑并没有为太阳能热水器预留空间。这会阻碍太阳能热水器的推广和发展，所以在建筑设计时要充分考虑太阳能热水器的预留空间。第四，为了保证太阳能热水系统的设计合理，建筑设计单位和太阳能热水系统设计单位都要参与设计。同时，太阳能热水器的安装应满足建筑功能和建筑保护的要求，使太阳能热水器与建筑有机结合，并与周围环境相协调。总结:建筑是国民经济的主要支柱，能源也是国民经济的命脉。随着常规能源的枯竭和过度开发带来的一系列环境问题，我们应该坚持走可持续发展的道路，加快技术研究，充分开发和利用太阳能。

参考资料:

[1]李。节能技术在绿色建筑设计中的应用。建筑环境与设备，38号。

崔荣强，赵春江，吴大成。并网太阳能光伏发电系统。化学工业出版社

[3]秦·。太阳能利用在绿色建筑设计中的应用。襄阳水利规划设计院

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