太阳能建筑节能技术

太阳能建筑节能技术（共6篇）

篇1：太阳能建筑节能技术

太阳能辅助热泵空调技术在节能建筑中的应用

山东**建设集团建筑节能与新能源利用QC成果小组

一、项目研发背景

随着经济的快速增长和人口的不断增加，生态环境不断恶化，能源紧张状况进一步加剧，因此，统筹协调经济社会发展与人口、资源、环境的关系，增强可持续发展的能力，已成为世界发展的主要方向。走科技含量高、经济效益好、环境污染少、资源消耗低的新发展路子，已成为我国全面建设小康社会、建设创新型国家和节约型社会、加快推进社会主义现代化的必然选择。

长期以来，我国建筑一直沿袭着传统的“秦砖汉瓦”，既浪费能源，又破坏耕地，我国大部分地区属于建筑热工设计分区的寒冷地区或严寒地区，冬季寒冷、夏季酷热现象十分明显，尤其是在当前我国能源比较缺乏、建筑节能技术相对落后的情况下，建筑节能问题显得尤为突出。目前，我国在建筑上消耗的能源已经占到社会能源消耗总量的近28％，而且每年还在以1％以上的速度增长，如此发展下去．到2020年，林立的高楼将可能占据中国能源消耗的40％。2008年我国启动的10大重点节能工程中预计节省的2．2亿吨能量中，建筑节能占1亿吨，约占45％。自20世纪90年代以来，国家从节约土地、节省能源和人类可持续发展的高度，将建筑节能作为建筑业的发展方向，先后颁布实施了《节约能源法》、《可再生能源法》、《民用建筑节能管理规定》（建设部令第143号）、《山东省新型墙体材料发展应用与建筑节能管理规定》（省政府令第181号）等，强制推行建筑节能，鼓励太阳能综合利用，随着能源紧张状况的加剧，太阳能等新型能源的开发应用必将成为建筑行业发展的一大趋势。

国内现有空调主要包括传统空调和近年来应用的普通热泵空调。传统空调耗电量大，无任何节能效果，且空调压缩机释放出的氟破坏臭氧层，引发温室效应；普通水源热泵空调完全依赖地下水温，使用电能为传统空调的60%左右，节能效果并不理想。国外相关技术产品造价高，不适合当前在我国进行普及应用。且国内外同类产品功能单一，没有形成建筑节能综合技术。随着社会发展进步和生活水平提高，人们对室内空气品质（IAQ）有了更深刻的认识，室内空气的好坏直接影响到人们的健康，原来使用的空调技术已经不能满足人们的要求，对环境的需求意识已经不是简单的冷热意识，而是趋向于健康化、卫生化的需求。因此采用更先进的空气调节方法提高空气品质满足人们的要求，成了当前空调行业发展的热点和重点之一。

山东**建设集团（以下简称**集团）自1970年成立以来，一直致力建筑节能与新能源利用研究应用工作，在国内外研究工作的基础上，充分考虑我国国情，不断进行技术研发和集成创新，不但成功研制了主动式渗透型太阳能空气集热器，提高了空气集热器的热效率，改善了太阳房的室内热舒适度和空气品质，将被动式太阳能空气采暖建筑技术进行模块化设计，实现了太阳能采暖的关键部件——太阳能空气集热器的优化设计和工业化生产，现场装配式安装，保证了集热单元的效率、精度和质量，解决了传统太阳房设计精度低、施工繁琐、质量较差的问题，同时还将太阳能技术与热泵空调有机结合，在建筑节能中综合利用，研究实施“太阳能辅助热泵空调技术在建筑节能中的应用项目”，真正实现了夏季采暖、冬季制冷的需要。通过在一些示范工程中进行实践，造价低，运行效果好，且汇集了企业自主研发的一系列建筑节能技术产品，整体安装，便于维护，是建筑节能的最佳选择。积累了大量运行数据，取得了宝贵的实践经验，为今后节能建筑一体化的研究和大面积推广应用打下了良好的技术基础。

二、项目基本情况介绍

（一）项目的技术路线、工艺

1、项目的基本原理

该项目主要包括三大技术产品系统：分别为太阳能辅助采暖与生活热水工程、热泵空调技术、建筑节能新技术新产品的应用。其基本原理如下：

（1）采用太阳能工程采暖技术。“太阳能采暖与生活热水供应系统”主要由集热器、蓄热水箱、辅助热源和自动化控制系统组成。太阳能屋面集热器收集热量，以热媒水的形式储存在蓄热水箱中，遇阴雨等特别天气时采用蒸汽或电辅助自控加热，根据业主需要由循环泵和输配系统自控供给小区业主常年生活热水和冬季室内地板辐射采暖，完全达到设计冬季室内采暖要求，实现全部自动化控制和分户计量交费的要求。

（2）热泵空调技术。热泵是一种通过利用地下浅层地热资源（包括地下水、土壤或地表水等），实现供热和制冷的高效节能空调系统，该系统主要包括：室外地能换热系统、热泵机组和室内采暖空调终端系统。三个系统之间靠换热介质进行热量传递。在冬季，利用制冷剂蒸发吸收封闭环流中水的热量，把地能中的热量提取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，利用制冷剂蒸发将空调空间中的热量取出，放热给封闭环流中的水，由于热泵介质温度低，所以可以高效地带走热量。通常，热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量，节能效果非常明显。

（3）建筑节能新材料、新技术。主要包括利用干粉砂浆、轻质防水墙板、外墙外保温等产品技术，将建筑节能化与智能化有机融合。

该项目是将建筑节能与新能源利用紧密结合，针对传统建筑中热效率低、造价高等突出问题和能源消费状况，进行技术研发和集成创新，研发出太阳能辅助热泵空调技术系统，解决寒冷地区建筑冬季采暖、夏季制冷问题，简化了施工工艺，降低了造价和运行成本，具有广阔的推广前景和应用价值。

2、工艺、技术路线

该技术将被动式模块化太阳能集热系统与热泵空系统相组合。进行能源转换的供暖、制冷空调系统，热泵系统（主要包括水源热泵、污水源热泵、地源热泵等）由于热源温度相对恒定，因此效率不会受到室外气温的影响，从而保持较高的COP值。太阳能与热泵有机结合，组成复合能源系统，可以充分利用太阳能提高冬季热源温度，提升太阳能能级品味实现供热的目的。冬季运行时，太阳能集热器一方面用来制备生活热水；一方面作为热泵供热空调的辅助热源，减少压缩机和换热器的负担，提高制热运行效率。夏季运行时，使用热泵系统制冷，太阳能集热器全部用来制备生活热水。

项目技术原理示意图：

图1：污水源热泵空调技术示意图

图2：热泵空调技术示意图

图3：太阳能采暖与生活热水工程示意图

3、主要技术关键技术

将太阳能利用、热泵空调技术与节能建筑有机整合，不仅改善了建筑功能和环境，而且代表和体现了绿色建筑的内涵；在寒冷地区实现了冬季采暖、夏季制冷，实现一机两用；节约能源，与传统空调和普通热泵空调相比，充分利用太阳光热及电能，减少传统能源的使用，大大降低能源消耗。

该技术系统主要包括三个方面：一是太阳能技术的应用，包括太阳能热水、太阳能采暖、太阳能辅助冷热源；二是热泵空调技术的应用，利用热泵原理，消耗少量的电能，将浅层土壤、水源等低位能源提升为高位能源，实现冬季采暖、夏季制冷；三是建筑节能新技术、新产品的综合应用，包括干粉砂浆、轻质防水墙板、外墙外保温等技术产品，有机融合到建筑中，充分将建筑节能与新能源利用结合起来，最大限度地减少建筑能耗。

三、项目技术的主要用途与性能

在建筑中使用太阳能、热泵空调等可再生能源是建筑节能的重要途径之一。我国太阳能的利用主要是生活热水方面，近年来，部分科研院所也对太阳能采暖进行了理论研究，并在一些项目中进行了实践。但目前，还没有形成一套完善的技术体系，太阳能采暖工程的应用主要集中在低成本的农村建筑中，城镇建筑应用较少，使用的技术种类也较为陈旧，普遍存在着集热效率低、设计施工精确度低、可靠性和与建筑结合程度有待提高等突出问题，造成了目前太阳能采暖建筑 冬季的热舒适性较差。同时，功能相对单一，不能实现夏季制冷，其局限性阻碍了大规模的推广实施。随着我国经济社会的持续发展，人民群众生活水平的不断提高，原有的单一性太阳能采暖已越来越难以满足人们对室内热环境的要求。另外，寒冷地区采暖集中供热能耗巨大，随着能源价格不断上涨，供热收费越来越高，在这种情况下，人们迫切需要一种节能环保、运行费用低廉的空调技术。

由**集团研究实施的“太阳能辅助热泵空调技术在建筑节能中的应用项目”，真正将建筑节能与新能源利用有机结合，将太阳能利用、热泵空调技术和节能建筑新技术三者有机结合，充分应用在节能建筑中，不但充分利用地下水温、污水水温或土壤温度，在冬季可以辅助太阳能进行升温，使用电能仅为传统空调的40%左右，解决了单项产品在供暖、制冷中的不足和技术问题。以太阳能作为辅助冷热源，以热泵空调机组实现冬季供暖、夏季制冷，同时充分应用建筑节能新技术、新产品，大大提高了建筑节能率，减少建筑能耗，为全社会的节能减排起到很好的带动作用。

太阳能采暖工程的技术创新点主要有：一是太阳能负担了大约60%的热负荷，结合分户热计量，使建筑的实际能耗进一步降低。经运行记录统计，在采暖季中，蒸汽辅助热源的耗气（电）量仅为常规建筑的1/3左右。二是经过示范项目经验，自动化控制程度高，具备绿色环保、设备投资降低、维护费用和运行费用降低等优点，此技术完全可靠，使用寿命达到15年以上。三是太阳能地面辐射供暖具备舒适卫生，改善家居环境，提高居住层次；没有散热器片及支管，增加了2%—3%的使用面积，便于室内装修和家具布置；各房间可按照住房所需独立调节；地板供暖为供回水双管系统，在每户的分水器前安装热量表，可实现按户单独计量收费；供暖期内，运行费用低于传统的暖气片供暖方式，而且室内温度基本恒温，无忽冷忽热现象。

热泵空调技术创新点主要是：该技术属可再生能源利用技术。一般包括地表水、地下水及工业和生活产生废水，其来源相对稳定，不受时间和季节的影响，水量也基本恒定，只要温度合适，将是空调良好的冷热源。该技术采用自动运行系统。热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到15年以上。

项目主要技术指标

1、建筑节能率不低于65%；

2、可再生能源贡献率不低于15%；

3、能源和资源消耗降低不低于10%；

4、采暖制冷费用降低不少于40%；

5、相同建筑面积的建筑使用面积增长15%左右；

6、工程造价增加不高于5%，若按使用面积计算，工程造价降低5-10%，施工周期缩短40%左右，节省投资5%以上，建筑物自重减轻40%左右。

社会效益分析

此项目建设符合国家产业政策发展方向，符合国家科技部、建设部的重点产业区域规划；将加快实现由传统建筑向现代节能建筑的转变，推动建筑行业技术进步。同时对推进城乡、人与自然和谐发展，实现建筑行业的可持续发展具有显著作用。此项目实施后，将实社会效益、经济效益和生态效益的良性循环。

1、本项目实施完全顺应党和国家政策的号召，是国民经济和社会发展的重要基础设施，是经济社会可持续发展的有力保障。

随着经济的快速增长和人口的不断增加，生态环境不断恶化，能源紧张状况进一步加剧，因此，统筹协调经济社会发展与人口、资源、环境的关系，增强可持续发展的能力，已成为世界发展的主要方向。走科技含量高、经济效益好、环境污染少、资源消耗低的新发展路子，已成为我国全面建设小康社会、建设创新型国家和节约型社会、加快推进社会主义现代化的必然选择。自20世纪90年代以来，国家从节约土地、节省能源和人类可持续发展的高度，将建筑节能作为建 筑业的发展方向，先后颁布实施了《节约能源法》、《可再生能源法》、《民用建筑节能管理规定》（建设部令第143号）、《山东省新型墙体材料发展应用与建筑节能管理规定》（省政府令第181号）等，强制推行建筑节能，鼓励太阳能综合利用，随着能源紧张状况的加剧，太阳能等新型能源的开发应用必将成为建筑行业发展的一大趋势。

2、此项目属于建筑工程与新能源利用有机结合的技术，是国民经济的基础设施和基础产业，对水土资源优化与分配、区域经济社会协调与平衡，以及对周围生态环境和区域经济社会发展都会产生相当大的影响。

此项目科技创新成果若应用于工程实践中，可保证施工的质量与安全，保护施工环境。大幅度的降低工程造价，缩短工期。

太阳能辅助热泵空调使用电能，电能本身为一种清洁的能源，而且设计良好的太阳能辅助热泵的电力消耗，与传统空调和普通热泵空调相比，大大降低了能源消耗。水源热泵技术采用的制冷剂，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共质。运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

该项目实施后可实现建筑节能率不低于65%；可再生能源贡献率不低于15%，能源和资源消耗降低不低于10%，采暖制冷费用降低不少于40%；相同建筑面积的建筑使用面积增长15%左右；工程造价增加不高于5%，若按使用面积计算，工程造价降低5-10%，施工周期缩短40%左右，节省投资5%以上，建筑物自重减轻40%左右，将为我国的经济增长和节能减排做出重要的贡献。

3、通过攻克技术难关，提高技术水平和管理水平，将大大提高企业的研发能力和综合竞争力，推动企业快速、协调、持续发展。

“太阳能辅助热泵空调技术在节能建筑中的应用”项目的实施，从设计研发、产品生产、施工安装到售后服务等环节，一方面可以扩大当地周边地区的就业，吸收大量劳动力；另一方面可以推动建筑节能技术的进步与发展。

4、推动建筑行业技术进步。加快实现由传统建筑向现代建筑的转变，实现建筑行业的可持续发展。

此项目将众多技术成果写进规范标准，将推动行业技术的发展。科技项目成果直接应用于工程建设，形成施工建设单位科技工作的鲜明特色。促进我国建筑建设的迅猛发展，推动行业技术进步。

5、良好的生态效益，推进城乡、人与自然和谐发展

该项目将太阳能利用、热泵空调技术与节能建筑有机整合，不仅改善了建筑功能和环境，而且代表和体现了“绿色建筑”的内涵。降低粉尘、有害气体、温室气体排放，减少空气污染，减少温室效应，环境效益明显。节能降耗，保护了人类自身生存环境，通过节约能源与有限的自然资源，为国民经济的持续稳定发展作出了巨大贡献。既发挥其应有的作用，又可构成和谐环境要素，提高城市品位。

四、项目技术现有工作基础与优势

（一）项目承担单位在实施本项目中的优势

1、技术优势

山东**建设集团，作为一家综合技术力量雄厚，研发队伍充足的综合性企业集团，集研发设计、开发施工、设备生产安装、售后服务一条龙，同时还与山东省建筑节能与新能源利用工程技术研究中心、山东建筑大学等科研高校开展长期合作，互通有无，积极交流，有着最前沿的技术信息支撑。到目前为止，已承担国家科技项目4项，省部级科技成果6项（其中获得山东省科技进步奖一、二、三等奖各一次），国家专利技术26项，其中发明专利5项，形成了拥有自主知识产权的科技创新型企业。

2、市场优势

公司实施的“太阳能辅助热泵空调技术在建筑节能中的应用”项目具备从研发、到产品生产、到设计施工、到售后服务，实现一条龙服务，同时拥有独立的知识产权及多项发明专利，再加上公司实施的多项示范工程项目，有丰富的实践经验，很强的市场优势。

4、管理优势

**集团公司联合山东华德节能科技有限公司、山东华新节能服务有限公司、山东华明建设科技有限公司、潍坊华房地产开发有限公司等企业，研究先进而适用的建筑节能新技术、新工艺、新材料，运用科学的管理方法，研究生产出具有高科技含量，并在质量、价格等方面有市场竞争能力的产品，以期提高人们的居住水平，实现建筑节能降耗，获得满意的经济效益和社会效益。公司成立以来，始终坚持科技创新，为了研究开发节能建筑新技术，积极与山东建筑大学等高等院校开展广泛技术交流与合作，并成立了专门的研究机构——山东省建筑节能与新能源利用工程技术研究中心，在建筑节能技术产品的研究推广领域不断加大投入，不断地开发新产品，保证了产品的不断升级和技术更新。公司以墙材革新、建筑节能、可再生能源利用等为创新点，以建筑工业化和住宅产业化为方向，不断加大科技投入，努力提高自主创新能力，建成了国家重点高新技术企业和省级工程技术研究中心，逐步建立起较为完善的企业科技创新体系。新型墙体材料、建筑节能、太阳能综合利用的研究开发和推广应用工作走在全国前列。实现太阳能与节能建筑有机结合、利用可再生能源智能化采暖供热的“太阳能智能化采暖与节能建筑一体化技术”，被列入国家科技攻关计划。实现建筑构件工厂化生产、现场装配、节能省地的“工厂化施工节能建筑新技术”，被列入国家级星火计划项目。实现墙材革新与建筑节能、替代实心粘土砖的“水泥轻质保温防水墙板”，被列入国家火炬计划重点项目、科技成果重点推广计划项目。实现工业废渣回收利用、质轻壁薄、调节空气湿度的“粉煤灰高强石膏内墙板”，被列入山东省火炬计划项目。实现全板式组合建造低层节能住宅、适用于新农村建设的“节能住宅预制墙板结构体系”，被授予山东省建筑技术创新奖。企业因此被授予“中国专利山东明星企业”、“山东省建设科技单位”、“山东省墙改与建筑节能先进单位”等称号，荣获省科学技术奖5项。采用太阳能能辅助水源热泵空调系统的“太阳能辅助水源热泵空调与节能建筑一体化技术”通过山东省工程建设标准节能65%的验收，填补省内同类技术的空白。实现多种可再生能源综合高效利用、可广泛适用于我国北方地区居民住宅的“寒冷地区太阳能采暖技术应用研究”，被授予山东省科学技术进步奖一等奖。

5、组织协调保障

为保证本课题的顺利建设与实施，完成规定任务，实施预期的经济、技术、社会、环境效益，我单位成立了“太阳能辅助热泵空调综合技术在节能建筑中的应用”项目科技攻关领导小组，并对具体工作进行了量化分工。

该项目主要设3个工作小组，具体分工如下：

一是科技开发组。主要负责项目的研究、开发和核心技术的完善，承担员工的技术培训等工作。

二是项目实施组。对项目设施整体性能进行测试，并进行实施安装、项目产品的生产、安全保障等工作。

三是示范工程建设组。全面负责示范工程的规划、建设等工作。

加强组织领导，确保项目的顺利实施。为了保证项目能够顺利完成，公司成立了由总经理亲自负责的“项目工作领导小组”，并针对该项目技术性的特点，分别制定了“技术培训”、“标准制定”、“项目建设”、“外协调度”、“财务统计”等环节，指派专人负责，形成各项工作有人抓，具体工作有人干的工作局面。

在具体工作中，要求做到三个到位：一是组织协调到位。要制定工作计划，明确目标和任务，及时协调调度，分段安排进行，同时，组织干部员工进行相关技术的培训，学习相关标准，确保培训率达到100%；二是示范项目建设到位。公司制定了详细的实施计划，并抽调专门的技术力量，严格督促，现场指挥，保证项目按计划顺利进行；三是保障措施到位，为保证工作的顺利进行，做到了人、财、物配备合理，按需调度。加强标准化建设，健全标准体系，促进工作的顺利开展.为保证项目质量，公司组织了技术力量，总结了工作取得的经验，分别制定了相关施工标准等详细可行的企业规范，使生产技术工艺更加成熟。同时，严格按照ISO9001：2000国际质量体系的要求，从各个环节、各个方面控制产品生产和工程建设。同时，严格执行ISO9001：2000国际质量体系认证，加强了生产、技术、质量检查等方面人员的培训和其他各个环节的工作。

加大研究开发力度，扩大产品生产规模，全力配合示范工程的建设。公司在科技创新方面，一直遵循“科技领先，管理为本”的管理方针，不断建立健全相关管理体系。成立由单位负责人为首、技术负责人具体实施的管理班子，根据课题研究情况制定出管理措施和必要的激励机制，使技术研究人员拥有良好的研究条件和自主权。

（二）项目技术应用情况

**集团与山东建筑大学、山东省建筑节能与新能源利用工程技术研究中心共同研究开发的太阳能采暖与供应热水的方法及装置，已经获得了国家发明专利，并在建筑面积为7800平方米的**办公小区住宅楼中应用示范成功，系统主要通过太阳能集热器生产热水，保温储存后用于低温地板辐射采暖系统，经自动控制系统来控制热水循环的温度、流量，完全实现了太阳能热水地板采暖的全自动运行；利用辅助加热（城市热力管网、热泵、生物燃料等热能），保证缺额热量的补充，达到在冬季为住户供暖；一年四季全天候为住户提供生活与洗浴用热水，大大提高了建筑的居住舒适性和设备利用率，与传统的集中供暖相比，经济和社会效益显著。该系统在山东诸城、东营、滨州等地已经进行了推广应用，取得了良好的效果。

**集团公司自行研究设计、安装的山东**大厦冷暖空调工程，为水源(污水源)热泵中央空调系统，其空调面积为10559平方米，保证了整座建筑的冬天采暖和夏季制冷需要。为了满足办公个性化要求，增加系统灵活性，该工程的设计采用分散式水源热泵系统，使系统具有“人来则开、人走则关”的灵活性，最大限度降低了运行成本，与传统空调及采暖系统相比，全年可节省运行费用约14万余元。水源热泵系统无冷却塔，无噪音，无空气污染，无水量损失，以城市污水为冷热源的水源热泵,变废为宝，使用低品位的污水中热能加辅助电力，系统COP达到4以上，降低了一次能源使用，提高了能源使用价值。

土壤热泵空调系统是以大地土壤为冷、热源，通过热交换对室内进行空气调节。该系统利用了地球表面浅层的地热资源，冬季通过热泵将水中的低品位热能转换为高品位热能，对建筑室内供暖；夏季通过热泵将室内的热量转移到地下，对是室内进行降温。公司根据实际情况，创新性地研发出太阳能辅助土壤源热泵空调技术系统，并成功运用到实际工程项目中——诸城市和平街平安大厦沿街房。该项目共二层，建筑主要功能为咖啡、零点餐厅、休闲，建筑面积约3700平方米，在建筑东侧垂直挖取土壤水平设PE换热管为建筑提供冷热源。建筑为全面节能设计，节能设计施工标准达到65%。土壤换热系统：通过换热器换取土壤中的冷热量为空调提供冷热源。室内空调系统：室内末端采用风机盘管机组，安装与吊顶内不占用房间有效空间，实现各个房间单独控制，室内设置三速开关，可人为自动设置送风速度。自动控制系统：机组内设有多项控制设备，将供回水、送风温度以及机组故障全部显示于室内控制面板上，直观、可靠。末端盘管机组可以根据需求人为控制其送风速度，方便、可靠、人文化。

示范项目主要有：诸城**办公区住宅楼太阳能采暖与生活热水供应系统被列为国家级示范工程项目；

寿光市田柳镇太阳能地板采暖与生活热水工程被列为当地节能示范项目； 诸城**大厦污水源热泵空调系统被评为山东省建设技术创新一等奖；

诸城华东东华苑太阳能辅助热泵空调技术被列为山东省绿色建筑示范项目； 诸城建设大厦水源热泵空调系统被评为可再生能源利用示范项目。诸城平安大厦沿街房土壤源热泵空调系统； 诸城繁荣路新华鲁抗大药房水源热泵空调系统；

（三）项目获奖及通过科技成果鉴定情况

篇2：太阳能建筑节能技术

1、太阳能热水系统与建筑一体化的结合的必要性

目前，中国在太阳能热水器的产量在世界排名第一。太阳能热水系统在实际项目中的应用还并不够完善，比如太阳能集热器的摆放缺乏整体协调性，普遍位置摆放较随意，严重影响了建筑外观；管线无预留空间或预留空间小，导致管线肆意占用通风道；太阳能热水系统管道冻裂的现象时有发生；管道漏水或由于穿墙、屋顶而破坏建筑防水、保温等现象很多；甚至还有安装在屋顶上的太阳能热水器被风吹落等比较严重的事件发生。还有的开发商和物业，严禁业主私自安装太阳能破活小区整体形象，也阻碍了太阳能的推广。这些都是由于太阳能系统的设计和施工没有跟建筑一体化设计相结合，导致出现的各种连带问题，从而严重阻碍了太阳能热水系统这项节能技术应用更好的向前发展。

1.1太阳能与建筑一体化的结合

近年来，国内建筑能耗在全社会能耗所占的比重不断增加，若综合并充分的利用太阳能，全面的实现太阳能与建筑一体化，太阳能热水可补充一定的建筑能耗，并针对建筑的不同需求，提供不同的设计方案。在建筑设计方面上，应将气候与建筑的使用考虑在是否适合太阳能热水系统中两方面因素。太阳能的应用受当地可用的太阳能辐照强度影响较大，此外还需要系统恰当的设计和系统使用目的相结合。同时，太阳能热水系统与建筑的一体化是一项复杂的综合技术：设计、安装与验收涉及到建筑、结构、电气与给排水等专业。如在系统设计中，给排水专业应向建筑专业提出具体的系统设计方案和技术要求，并向电气专业提出完整明确的系统控制方案；建筑专业应根据建筑外立面，合理明确太阳能热水系统的各组成部分在建筑中的位置；结构专业对设置在建筑中的太阳能板件和水箱等的荷载进行计算校核等。只有各专业间良好的协调配合才能达到太阳能热水系统与建筑的完美结合。

1.2太阳能与建筑一体化结合的应用与推广

从外观上应与建筑整体有机结合，达到与周围环境相协调；建筑阳台、墙面、屋面等共同组成的围护结构，建筑结合型太阳能热水器也作为建筑组成元素，使太阳能热水系统与建筑的使用功能更好的结合在王瑜代菲中国建筑东北设计研究院有限公司一块。既可以巧妙的利用空间，又可以形成多功能的建筑构件，发挥建筑一体化的优势。从性能上应完全满足建筑的功能及围护的要求，在保证可靠的防排水结构同时，也应考虑安装维护等其他方面因素。多年来经过不断的设计改进与试验，在太阳能与建筑结合设计时，防水问题有以下改进：集热板或集热管可以与坡屋面相结合，镶嵌到南向屋面暗装，并有一定角度，与坡面相平，与瓦形成浑然一体的感觉。既保证了外立面的美观又保证了屋面雨排水的流畅不渗漏。太阳能技术在多年的探索中，也研究出了一系列新的关键技术。采用太阳能加热和辅助能源的双热双产水系统智能控制，可根据天气情况及用水状况自动控制、切换，在无人看守的情况下，在充分利用太阳能的基础上，保证了24小时供应热水，使系统最少使用常规能源。北方冬季防冻问题也是多年来一直不容易突破的难题，多年来一直使用保温和电伴热带的方式进行，这种方式存在着受外界条件所限的缺陷，机械排空的方式，真正达到了系统防冻的万无一失。

1.3沈阳市太阳能热水系统与建筑一体化结合的应用情况

沈阳市已经从开始就有太阳能热水器的应用，而且还在不断扩大应用范围。截止到底，全沈阳市太阳能热水器家庭机安装量已经超过15万台，太阳能热水器的家庭占有率逐年提升。全市对太阳能的利用已经从单一的热水器的应用开始向多领域全面发展。新小区住房也逐步用上了太阳能热水，还有学校、办公楼以及大型会所的改造都改进成了太阳能热水系统，在沈阳浑南新开发地区，太阳能的应用更为普遍。沈阳市建委正在制定的《沈阳市太阳能推广应用规划》，将给沈阳市太阳能资源的利用和推广，起到决定性发展作用。其中最明显的`一个应用，就是在新建建筑设计中，已经把太阳能热水系统纳入其中，综合考虑该建筑。所有新建和改建的住宅建筑，必须按照相关标准考虑太阳能热水器一体化设计。扶持和推广一些示范工程，住宅和公共建筑由开发单位和使用者的要求决定是否进行太阳能热水的一体化设计和施工，一旦采用，xx将给予政策奖励和扶持。根据市建委的推广应用规划，本应该符合该设计采用太阳能热水系统的建筑，而未进行设计的，将不给予设计审查通过。未经允许，擅自把太阳能热水的安装取消，将不给予竣工验收合格证。目前存在的主要问题是：太阳热水器建筑一体化结合和系统优化设计的水平低，还没有可用作建筑构件的太阳热水器产品；主、被动结合供热、空调综合利用太阳能建筑还完全是空白；同时，全天候太阳能热水系统的日常管理，也应该纳入物业管理的范围，确保其以后日常的运行，监控，保养，维修工作的平稳和安全的运行。我国的太阳能产业界和建筑业界对这些存在的问题都有充分的认识，并已开始携手为这些问题的解决而共同努力。

2、小结

随着国内经济的高速发展，太阳能的应用已经不断普及开，行业的技术提升不断的加快、必将形成更加完善的建筑一体化设计的理念和标准。从市场的需求分析来看，由于我国人民生活水平的不断提高和居住条件的逐步改善以及人们节能意识的提高，加上我国已是世界上太阳能用量较多的国家。因此，太阳能综合利用市场前景看好，只要技术可靠，市场需求量会稳步上升并有快速发展。

篇3：太阳能建筑节能技术

1 太阳能建筑及相关概念界定

太阳能建筑是指利用太阳光的辐射能量代替一部分可消耗的常规能源, 以达到可以被动或者主动式的能源建筑。

被动式太阳能建筑是指被动的采暖设计, 是利用围护结构的热阻, 用以保持建筑的储热的性能。主动式太阳能技术是指利用太阳能转为热能或者电能进行利用, 主要是取暖、烧水, 供电的使用。

2 被动式能源建筑的形式

按照太阳能建筑的利用方式可以把能源建筑分为直接受益型、集热蓄热墙型、附加型等几种形式, 具体内容如下几个方面。

2.1 直接受益型

直接受益型的擦暖形式是以太阳通过一定的透光材料直接进入室内, 以太阳透过较大的南窗玻璃, 通过存储热能到维护结构表面的墙和地上, 再通过夜间对流辐射的方式和室内空间热传导进行释放。 (如图1) 建筑要求:建筑正阳的南方要安装大面积的直接受阳的玻璃窗、围护结构需要有较大的热阻、室内需有蓄能较好的材料保证能量的积聚。

2.2 集热蓄热墙型

集热蓄热墙型是利用建筑南向的集热墙 (垂直) , 通过传导、辐射和对流吸收太阳光而传送热能。 (如图2) 所示。建筑要求:建筑墙体覆盖玻璃, 在墙体上下设通风口, 一方面, 太阳能通过墙体热传导通过对流辐射吸收热能到室内, 另一方面, 集热墙以对流方式传递热能给玻璃和墙体间的夹层, 再由室内空气对流传递热能。

2.3 附加型

附加型是指在建筑的南面附加一个玻璃罩室, 是使太阳光是集受益窗和蓄热墙的综合热能的一种方式。建筑要求:以阳光直射建筑南向, 在建筑室内用门或者窗把房子和阳光隔开, 给房间一个缓冲的减少热能消耗, 以此给房间热能供给。

3 节能建筑设计策略

3.1 位置及朝向设计

被动式太阳能建筑在建造上必须保持足够的阳光直射, 按照太阳偏离的角度和时间以个固定的北纬35°的建筑为例, 方向正南向垂直, 冬季较夏季受到的辐射要大, 当太阳直射垂直角度超过30°时接受的能量集聚下降。

3.2 建筑平面

被动式太阳能建筑以太阳能利用年规律的合理为设计目的, 按照使用功能和人们对温度的舒适度来把控, 太阳能的建筑要以温度舒适性为主, 尽可能把卧室和客厅设计到正南向或者东西向的15°来吸取太阳能, 把一些要求温度不高的比如厕所、厨房、衣帽间可以设计到北向, 在中间设计一道缓冲区减少热能流失。

3.3 形体设计

建筑形体是指建筑单位体积的建筑外表面积, 建筑形体系数的越小度对建筑耗能损失就越小, 外维护结构的传热损失就小, 因此, 在设计上尽可能减小建筑的体形系数, 体形系数以f0V0进行表示, 除此外, 影响到建筑体形的还有建筑的造型、布局和暖通的因素。因此在对建筑节能的系数间采取f0V0<0.3时为最佳控制。

4 结语

太阳能建筑是建筑能源消耗背景下的重大问题之一, 本文在对被动式太阳能技术在建筑设计中的利用上以技术性和建筑性进行节能和可持续发展的阐述, 在设计过程中以技术性理论为指导, 以建筑设计的低耗能的节能性能为目的满足人们对舒适的要求。因此, 在利用和控制上是一种新型的设计策划。

参考文献

篇4：太阳能建筑节能技术

【关键词】建筑物节能;太阳能建筑;能源建筑物;综合应用

1.建筑物的节能技术

建筑节能是技术进步的重要标志,新能源利用是实现建筑可持续发展的重要环节。在目前条件下,建筑节能主要采取以下五项技术措施:

1.1减少建筑物的外表面积

建筑物的外表面积的衡量值是体形系数。控制建筑物体形系数的重点是平面设计,当平面凸凹过多,建筑物外表面积就会增加。如住宅建筑设计中,经常会遇到卧室及卫生间开窗问题,由于卫生间靠内开窗要凹进平面很多,无形中增加了建筑物外表面积,另外还有飘窗,晒台等构造对节省能源很不利。所以对平面设计时,要综合考虑多种因素,在满足使用功能的同时,使建筑物体形系数控制在有合理效范围内。另外在立面造型,层高控制方面也会影响到建筑物体形系数。

1.2合理控制窗墙面积比例

同自然环境接触面大的还有外门窗。许多分析和试验表明,门窗占全部热能耗的50%左右。对门窗进行节能设计就会明显提高节能效果。必须选择热阻值高的门窗框体材料。现在许多门窗框体材料常用塑料内衬托钢架,断热铝合金框,低辐射镀膜中空玻璃。窗户的气密性要好,认真控制窗墙面积比例,北向不留大窗和飘窗,其它朝向也不宜使用飘窗。在工程实践中,建筑物为了立面效果,许多住宅建筑采取大面积窗户。在无法减小窗户大面积的情况下,也要采取措施:如尽量把窗户安排南侧,增加窗户的固定扇,加强框及扇边缘的密封,根据规定进行权衡判断计算,以达到建筑物的整体节能效率.

1.3重视围护结构体设计

建筑物的能源和热工消耗,主要反映在外围护结构上。围护结构设计主要包括:选择围护结构材料和构造,确定围护结构传热系数,外墙受周边冷热桥影响下其平均传热系数的计算,围护结构热工性能指标及保温层厚度的计算等。在外墙外侧或者内侧增设一定厚度的保温材料,以提高墙体的保温性能,是现阶段墙体节能的重要措施。目前外墙保温多数采用聚苯乙烯泡沫塑料板类材料。在施工过程中按照保温材料的施工程序,加强保温板的粘结及固定牢固,保证边缘及底部的质量,才能达到保溫效果。同时屋面是热量波动最大的部位,需要采取有效措施增加保温隔热效果和耐久性。

2.太阳能建筑技术

太阳能建筑可分为主动式和被动式两个类型。利用机械装置收集和储存太阳能,并在需要时向房间提供热能的建筑,被称为主动式太阳能建筑;根据当地气候条件,在很少使用机械设备条件下,通过建筑物布局,构造处理,选择性能好的热工材料,使建筑物本身能够吸收和储存太阳能量,从而达到采暖, 空调,供热水的建筑物,称为被动式太阳能建筑。

太阳能建筑的平面布置应尽量将长边作为南北方向。使集热面处于正南方向正负30°以内。并根据当地的气象条件及所处位置,做出恰当调整,以达到最佳的阳光照射效果。集热和蓄热墙间接受的热是被动式太阳能建筑的一种形式。它充分利用南方向太阳辐射热大的特点,在南向墙面上加设一层透光外罩,使透光外罩与墙体之间形成一道空气层。为了使透光外罩内最大限度得到太阳照射,在空气夹层内壁表面涂上吸热材料。当太阳照射的时候加热了空气夹层内的空气和墙体,这时吸收到的热量分为两部分。一部分气体加热后利用温差压形成气流,通过与室内相连的上,下通风口,与室内空气进行循环对流,从而使室内温度上升;另一部分热量使墙体受热后,利用墙体的蓄热能力贮存热量,当夜晚到后气温降低时墙体蓄存热向室内释放,从而达到昼夜温度适宜的程度。

当夏季高温到来时,将透光外罩内的空气层与室外连接的通风口开启,与室内连接的通风口关闭。室外通风口上部通向大气,下部通风口最好处于与周围空气温度低的位置连接,如晒不上太阳阴凉处或地下空间。这样当空气层的温度加热后,气流迅速向上部通风口处流动,将热空气排向室外,随着空气的不停流动,通过下部通风口的凉空气进入空气层,这时空气层内的温度低于室外温度,室内热气通过墙体向空气层散热,从而达到夏季降低室温的作用。

从被动式工作原理可以看出,材料性能在太阳能建筑中占有重要的位置。透光材料传统使用的是玻璃,透光率一般达到65～85%之间,而现在使用的采光板,透光率达到92%。蓄热用材料:采用一定厚度的墙体,或改变墙的材质,如采取水墙做蓄热体以增加墙体的蓄热量。另外设置贮热间也是一种蓄热方法,贮热间的传统作法是,将卵石堆放在贮热间内,热空气流过贮热间时加热卵石,进入夜晚或是阴雨天,可将卵石散出的热量再输送到室内。由于被动式太阳能建筑简单易行,太阳能建筑得到广泛采用,如多层建筑,通信台站,民宅等。现在高层建筑也采用这一原理:将玻璃幕墙分层设置,在外墙楼板上下联接处设可控式进出通风口,这样既采用了太阳能又美化了建筑立面,是太阳能技术的具体体现。

主动式太阳能建筑就是利用机械设备,将收集到的热能输送到各个房间。这样就可以扩大太阳能的吸收面,如屋顶,坡面及院落等处凡是太阳光照射强的地方,都可以作为太阳能的吸收面。同时还可以在需要的地方设置贮热间。这样把采暖系统,热水供应系统组合成一体,应用有效的热能控制设备,使太阳能利用更加合理。

3.能源建筑物的期望

太阳能的集取只能在有太阳的时候才能进行,阴天及夜晚是采集不到热量的,因此采集的热量也是有限,但是阴雨天及夜间往往是需要热量的时间,这就影响了太阳能建筑的发展。如果把地热资源与太阳能结合起来使用,取长补短,采取有效技术措施转换能源,合理的热控技术,优良的热工材料,那么,环保节能的新型建筑会得到大力发展。由此可见,环保节能的应用是一个综合性很强的技术,要想得到大力发展还要解决一些具体问题。

3.1节能措施要切实可行

新能源的利用是以节能措施为依托的应用,建筑围护结构的保温性能就显得非常重要。因此,外墙及外门窗,凡是与外界接触的梁,楼板部部位也要采取保温,这是冷桥部位。总之要满足规范,规程及行业保温要求。

3.2要解决好热能综合利用控制技术

而单独的太阳能,地热能的利用都有一定局限性。新能源的利用要根据当地自然资源状况,进行综合应用才有效果。再加上必要的辅助热源,才能保证正常的供热。而综合控制技术是根据建筑物室内温度需求和热源的供应情况,自动转换对房间的热量供给,达到温度的稳定。根据现在自动化控制技术的进步,热工材料,热交换设备,热电气元件功能,解决这些技术是完全可能的。

综上所述,建筑节能是技术进步的重要标志,新能源利用是实现建筑可持续发展的重要环节,也是世界上所有国家采取的节能措施。在今后的发展中,太阳能的应用和新型的节能建筑,只能以最低的能量消耗,使居住环境更舒适,更清浩,而节能及社会效益更好。

篇5：太阳能建筑节能技术

澳华太阳能成为《济南市高层建筑太阳能热水系统产品》第二批推荐企业 根据济南市政府决定，自2014年起，济南市100米以下新建高层住宅和集中使用热水的公共建筑一律设计安装使用太阳能热水系统。为落实市政府有关要求，进一步规范高层建筑太阳能热水系统及节能替代产品的管理，确保高层建筑应用太阳能热水系统及节能替代产品的质量和安全，济南市城乡建设委员会委托济南绿色建筑协会向社会公开征集高层建筑太阳能热水系统应用产品及节能替代产品。

经济南市高层建筑太阳能应用与建筑一体化技术专家组对企业申报的产品性能、应用业绩、维修服务等方面进行严格的考核评审和论证，我公司生产的澳华太阳能热水器以其过硬的技术力量、雄厚的实力、高品质的产品及超值的服务在众多参申企业中最终脱颖而出，成为第二批获得《济南市高层建筑太阳能热水系统产品推荐企业》之一，在济南市高层建筑太阳能应用中被优先推荐应用。

我们将以高度的使命感、责任感，大力发展技术创新和产品研发，确保产品质量行业领先；不断地提升服务品质，以积极配合济南市政府的工作要求，严格执行标准，保证安全，保证消费者的利益，把我公司打造成为行业内一流的太阳能与建筑一体化工程解决方案提供商和服务商，成为高层建筑应用太阳能热水系统的先锋典范。

篇6：太阳能建筑节能技术

随着经济的不断发展，经济和能源之间的问题愈加显著，且人类对居住的需求的不断提高，促进建筑行业迅速发展，但相应而来的问题就是资源环境过度的使用以及环境污染日益严重，因此要不断提高人们的节能意识，大力推广使用建筑节能新技术。

2建筑节能

建筑节能是指在满足社会发展需求条件下合理有效的使用资源，以降低建筑能耗及提高舒适度为基本目的。通常来说，建筑节能主要包含了建筑围护结构、建筑采暖、照明等方面。总的来讲，建筑节能包含范围较大，内容具较广，建筑节能工作也需具备相应的广泛性，是比较繁杂且系统的重要工程。在建筑技术层面上而言，建筑节能覆盖了许多的新技术，例如经常看见的围护结构保温隔热技术、照明技术等。在建设程序的层面上而言，建筑技能不论跟建筑规划、建设设计以及建筑施工三者之间的都是相互并存、相互依靠的关系。在建筑材料层面上而言，建筑节能就是把节能限制与材料便利，例如建筑工程中所使用的节能玻璃等。

3建筑节能现状

3.1有关建筑节能政策

20世纪末我国建筑节能领域才开始发展，尽管起步比较晚，但随着不断的努力和改变，我国建筑节能水平得到了比较好的发展以及长足的进步。国家为了在本质上加强建筑节能的管理，不断建立和颁发了相关的`建筑节能技术标准及要求，例如《节能能源法》等，尽管说我国建筑节能依靠法律法规当作根据，但在根本上来说，法律法规并不能够对建筑节能现状和建设详细的进行制定，而且在法律当中并没有明确指出建筑节能的主要地位。另外，因为我国建筑节能领域的范围比较的宽广，要将行政审批责任制建立起来，对不根据国家相关要求进行施工与验收的企业要进行追查，进而确保我国建筑节能可以在健全的建筑管理中实处落实。

3.2建设节能设计

建筑节能设计是建筑节能实行成功的主要环节，尽管我国建筑节能设计水平与发达国家相比具仍有一定的差距，但它发展脚步并没有停下。当前，在同样条件下，我国多数地区围护结构的热损失跟发达国家比较相差较大，外墙平均传热系数是发达国家5倍，屋顶传热系数是发达国家4.5倍，外窗传热系数是发达国家2倍。依据有关资料进行表明，我国采暖所消耗的资源是发达国家高达2倍之多。可以看出我国很多建筑的保温性能薄弱，建筑节能设计水平需要进一步的加强。另外，要从根本上把建筑节能设计工作落在实处，促进建筑节能工作的高效切实的开展，虽然国家制定了《民用建筑节能条例》等其他相关规范，但因为缺少有关部门的监督，节能设计的推行状况并不是很好。

4建筑节能新技术的研究

4.1建筑围护结构技术

(1)节能技术在墙体中的使用。一般情况下，墙体节能技术主要有两个形式，分别是保温隔热材料，以及墙体保温隔热的性质。保温隔热材料在进行选用的时候常常选择价格适当、导热系数比较小、密度轻的材料，不管是聚苯乙烯泡沫塑料还是其他的材料以及岩棉板等都是目前外墙保温和屋面节能技术中经常使用的材料。墙体的保温隔热性质，通常来说，墙体的保温主要分成外保温、内保温、自保温等。第一，外保温不但能够在施工中使用比较的便利，而且对墙体外墙的垂直度的标准不是很高，可以快速的完成施工;第二，外保温就是可以把温度变形的几率降低，可以加长架构墙体的寿命;第三，自保温不但工序单一，施工便利，而且具有比较好的安全性能，是目前建筑节能工程发展的方向之一。(2)节能技术在屋面中的使用。屋面节能技术是外围护结构中重要构成部分，屋面节能技术主要分成两种，一种是传统正置屋面，一种是倒置式屋面。在这当中，倒置屋面可以有效的处理房屋渗透的问题，是目前房屋节能施工内主要使用的方法。影响屋面问题的因素比较的多，不但跟外界环境相关，还与建筑物的主体结构有关。通常情况下，顶层房间的耗热量非常的大，从建筑节能角度，需要不断增强屋顶的热工性能。现阶段主要采用的屋面节能问题主要具有：保温热通风屋顶等其他。

4.2暖通空调节能技术

(1)辐射型采暖空调节能技术。辐射型采暖控空调主要包含了底板辐射、天花板辐射等，辐射型采暖空调技术不但能够防止吹风感，而且可以一起应用高温冷源和低温热源，可以不断的提高热泵的效率。此外，在低温废热的时候，把辐射型采暖空调安装末端装置可以节省去标准的冷热源。(2)采暖系统。在城市中进行供暖的的时候主要分成区域供暖和集中供暖，不仅可以使得高热效率提高。在管网系统中进行平衡阀的安装，可以确保管网系统实现水力评更，而且还可以在最大程度上使得平局室内温度降低，进而实现节能的目的。4.3太阳能技术太阳能的原理即把太阳的光能转变为其他的能量，使可再生能源的一种。比如电能、热能。当前我国多数太阳能资源较丰富的地区都在加大推广太阳能，而且达到太阳能采暖、太阳能发电。另外，是由太阳能可以给建筑物供应热水，可以供应夏季空调的电力需求。所以，在建筑节能中要大力的推广太阳能技术。

5结语

建筑节能所接触到了建筑技术、材料技术等其他方面，当前，我国建筑节能技术的发展不是和好，需要各个方面的不断综合，才可以在本质上确保建筑节能技术的发展和创新。

作者:高睿阳 单位:辽宁省建设科学研究院

参考文献：

[1]郝东辉.我国建筑节能现状及其新技术研究[D].大连理工大学,2006.

[2]张孟.试论建筑节能新技术的施工工艺[J].建筑工程技术与设计,2015(22):2109.

[3]程衡怀.浅析建筑节能现状及建筑节能新技术[J].江西建材,2015(22):67+126.

[4]邢春杰.建筑节能现状及建筑节能新技术[J].建筑工程技术与设计,2015(26):1701.