摘要：太陽能建筑是指利用建筑物本身與太陽能通過相應的設備一體化設計，使其可以收集、蓄存和使用太陽能的建筑。介紹了太陽能建筑的相關概念及設計要點，通過實例闡述了太陽能建筑在公共建筑中的具體實施。供參考。
　　關鍵詞：太陽能建筑公共建筑應用
　　1前言
　　我國是一個人口大國，又是一個建筑大國，每年新建建筑面積高達幾十億平方米。隨著經濟的發展，全面建設小康社會的逐步推進，建設事業發展迅猛，同時建筑能耗也高速增長。建筑能耗是建筑、制造、交通三大能耗之首，約占全社會總能耗的近一半，實行建筑節能，降低建筑能耗，減少環境污染，已刻不容緩。開展建筑節能是國家實施節能戰略的重要方面，我國于2008年10月1日頒布施行了《民用建筑節能條例》，條例明顯指出“國家推廣使用民用建筑節能的新技術、新工藝、新材料和新設備，限制使用或者禁止使用能源消耗高的技術、工藝、材料和設備。”
　　眾所周知，太陽能是一種儲量極為豐富而且清潔無污染的可再生能源，一旦太陽能成為被廣泛利用的能源，它將極大緩解人類的能源危機，改善人居環境，推動人類社會的進步。發展節能省地型住宅和公共建筑，重要的策略之一是應用太陽能資源，發展太陽能建筑技術。開源節流是我國推進節能建筑的發展之路，太陽能建筑將在建筑資源節約型社會中發揮重要作用，太陽能建筑將成為節能省地的重要途徑。
　　2我國在太陽能建筑上的應用情況
　　我國具有豐富的太陽能資源，全國每年獲得的太陽能大約相當于1萬億噸以上標準煤的發熱量，其中一半以上國土面積太陽能年平均輻射總量在5900MJ/㎡以上，而且大部分采暖地區均分布在長日照區域內。我國在太陽能利用上主要有太陽能光伏發電、太陽能熱發電，以及太陽能熱水器和太陽房等熱利用方式。其中太陽能熱利用的發展的一個重要方向是太陽能一體化建筑，并以常規能源為補充手段，實現全天候供熱，提高太陽能供熱的可靠性，在此基礎上進一步向太陽能供暖和制冷的方向發展。
　　在太陽能運用技術上，我國的太陽能應用設備生產經過多年發展，具有相當的規模，呈現出良好的發展勢。我國于上世紀七十年代建成的第一棟被動式太陽能供暖房在甘肅省民勤縣建成，近些年來通過國家科技攻關，在引進、消化、吸收世界太陽能供暖建筑技術的基礎上，我國己形成了具有中國特色的包括理論、設計、施工、試驗及評價方法在內的一整套被動式太陽能供暖系統技術，建成了幾百萬平方米（建筑面積）的被動式采暖太陽房。
　　3太陽能建筑設計
　　傳統太陽能建筑關鍵是把建筑物本身作為系統的組成部件，不但反映了當地的氣候特點，而且在適應自然環境的同時充分利用了自然環境的潛能。目前在這方面應用較多的主要是被動式太陽能建筑。所謂被動式太陽能建筑是指在設計中，對造型、朝向、形狀、平面布局，乃至材料的選擇等，都與太陽能的利用結合在一起使太陽能的利用與建筑功能緊密結合的建筑。但隨著經濟及建筑技術的發展，現代建筑慢慢趨向于主動式太陽能建筑，主動式太陽能建筑主要體現于兩個方面：一是利用“光電效應”原理開發在規模太陽能發電，包括太陽能發電機組和太陽能電池等：二是太陽能的熱利用，包括太陽能熱水器、太陽灶等。實際太陽能建筑工程中往往是二者的綜合。
　　一、平面設計
　　在平面設計時要注意建筑的采暖、降溫、采光。既要滿足主要房間能在冬季直接獲取太陽熱量，又要保證夏季良好的自然通風，最大限度地利用自然采光。在平面的內部組合上，根據自然形成的北冷南暖的溫度分區來布置各種房間。這種布局應利于縮小采暖溫差，節省采暖蓄熱量。主要使用房間(長時間停留，溫度要求較高)盡量布置在太陽能較直接的南側暖區，避開邊跨；一些次要房間(停留時
　　間短、溫度要求較低)、過道、樓梯間等可以布置在北面或邊跨，形成溫度阻尼區。北側諸房間的圍合對南側主要房間起到良好的保溫作用。
　　二、立面設計
　　○1建筑的主立面以朝南最佳，若條件允許，南向窗墻比盡可能大，而使冬季內熱環境有所改善；同時加強外門窗密封防護措施，外門采用密封性能好、中間有隔氣層的二合一門，窗采用中空玻璃窗，改善室內冬季熱環境；○2南向陽臺封閉作為日光間，利用日光間采暖，提高居室熱環境○3加強墻體圍護結構的保溫隔熱；○4屋面盡可能采用坡屋面形式，并帶通氣窗，采用保溫熱高的保溫隔熱材料；○5南向和西向外墻腳下適當栽種藤蔓植物，有效降低夏季外墻表面溫度，改善室內熱環境，以控制室內日照時間。
　　三、太陽能一體化設計
　　考慮到太陽能系統的特點，除了改善建筑能源結構之外，在熱工性能和景觀方面還有可能進一步
　　改善建筑功能。如何擴大這類外部效果，是太陽能建筑集成設計的較高要求。主要設計要點是：
　　○1太陽能系統的選型；○2集光器的形態、在建筑上的安裝部位以及連接構造；○3平衡設施(控制器、逆變器)和蓄能設施(蓄電池、水箱)的布置場所及管井布置、孔洞預留以及維護與檢修平臺布置。
　　4太陽能公共建筑中的應用
　　太陽能熱水器要真正得到推廣，應先從兩方面入手，一是樓房在設計建造之初就要融入節能的理念，從設計、研發到生產、施工都要將太陽能作為建筑能耗的一部分來考慮。二是積極地對現有樓房進行建筑安全論證以及相應的改造。
　　蔡路派出所辦公大樓位于蔡路塘東街，框架結構3層，總建筑面積2069m2，建筑耐火等級為二級，屋面防水等級為二級。在該項目在設計階段，節能方面主要從外墻保溫、門窗設計、屋頂保溫這三方面著手，努力達到節能建筑的設計標準。我們知道在建筑物的熱損失之中，圍護結構傳熱的熱損失達70％～80％，而門窗縫隙空氣滲透的熱損失則占20％一30％。因此，在本項目的設計與施工過程中，著重從以下幾點考慮：(1)減少滲透量，采用密封性較好的材料，增加窗戶的氣密性。項目中門窗材料采用斷熱鋁合金，氣密性等級為4級。(2)減少傳熱量要大力推廣和應用節能型窗框(如塑性窗框、隔熱鋁型框等)和節能玻璃(如中空玻璃、熱反射玻璃、低輻射鍍膜玻璃等)，減小窗戶的整體傳熱系數，降低傳熱量。還要根據建筑使用要求選擇熱工性能好的玻璃，減少由玻璃的熱量散失。故本項目采用斷熱鋁合金安全中空玻璃門窗。(3)立面色彩則以白色為主，便于反射陽光。
　　結合當地的具體情況（日照、朝向、氣溫等）在工程實際中利用建筑本身坡屋頂（26.6度），建筑的主立面南偏西17度。經過計算，設計6片4X2米的太陽能集熱片可以解決民警平時用熱水，同時不破壞坡屋頂的造型。在坡屋頂內設置一個4噸水箱作為太陽能儲水及交換使用。外墻均采用30cm膨脹聚苯板（EPS）外墻外保溫系統，斜屋面采用45cm厚擠塑聚苯板（XPS）外保溫系統，露臺采用40cm厚擠塑聚苯板（XPS）外保溫系統。在窗的處理上，使用斷熱鋁合金安全中空玻璃<5mm+6Amm+5mm>平開窗，建筑南向窗墻比0.214，建筑屋頂山墻兩側均設置通氣窗。供暖系統在3棟樓分別采用垂直雙管系統、垂直雙管水平成環系統、垂直單管加跨越管系統；樓梯間粉刷、安裝太陽能樓道燈。整個工程僅需要129m2集熱板每年可節約標煤19t，30a的使用壽命期內可以節約采暖成本78萬元。大樓兼具太陽能供暖和熱水供應功能，如果碰上陰天，通過啟動輔助取暖設備2h就能保持大樓全天保溫。
　　參考文獻：
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