太阳能建筑节能论文

[摘要]太阳能是太阳发出的、以电磁辐射形式传递到地球表面的能量，经光热、光电转换，这些能量可以被转换为热能和电能。文章从太阳能在建筑节能上的应用以及局限性进行了初步分析，以求人类在未来可以广泛应用到生活与生产中，为人类创造了一种新的节能无污染生活形态。下面是小编精心推荐的《太阳能建筑节能论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

太阳能建筑节能论文 篇1：

甘肃农村住宅应用太阳能建筑节能优化

摘 要：针对甘肃地区农村太阳能资源潜在的优势，提出应用太阳能系统，且在利用太阳能的同时怎样做好节能方面的具体优化措施，对进一步加快太阳能系统在农村的应用和我国的能源结构调整以及建筑节能起到积极的作用。

关键词：农村住宅;太阳能利用;节能;优化措施

我国从2005年起要求北京等大城市开始推行65%的节能标准，到2010年全国所有新建建筑达到三分之一以上节能建筑的标准。到2020年通过进一步的推进绿色建筑和节能建筑使所有建筑的总能耗达到65%的总目标。城市建筑都在积极推行节能新标准，并且成效明显。而在农村，建筑节能成效几乎是空白。因此，本文以甘肃地区为例，结合本地区基本情况，因地制宜，具体介绍在甘肃地区应用太阳能系统的同时，怎样使建筑节能技术应用在具体建筑中。

1甘肃地区的气候特点

甘肃在地理位置上位于我国西北地区，干旱、寒冷是其最明显的自然特征，高原、盆地在地形上占主要部分，地域宽广，房屋建筑规模巨大。

甘肃地域辽阔，介于北纬32°11′～42°57′、东经92°13′～108°46′之间。日照时数每年平均为1700～3300h，自东南逐渐向西北方向增多。在河西走廊地区每年的日照时数能达到2800～3300h，是甘肃地区日照时数最多的区域;陇南地区为1800～2300h，是甘肃地区日照时数最少的区域。因此，在甘肃地区应用太阳能系统采暖、提供热水等前景非常乐观。

2 节能优化的具体应用

2.1 规划布局优化

整体规划布局设计是建筑节能着手的第一步。总的设计原则是：建筑物尽量布置在地势平坦的地方，避免布置在凹地时由于冬季冷气流在凹地里形成影响建筑物的“霜洞”效应。一般情况下将建筑物宜布置在向阳坡上，且在朝阳方向最好没有遮挡。在冬季主要房间朝南能得到较多的太阳辐射，同时避开冬季的主要风向，以减少冷渗透通过建筑围护结构进入室内。

一幢建筑物位于北纬35°，在冬季和夏季一天中分别在不同方位上所得到的太阳辐射能大小如表1所示。如果把太阳辐射能在水平面上定为1，则南立面上的辐射能在冬季为1.58，夏季仅为水平面的0.12。因此，在设计太阳能系统时，为了获取尽可能多的太阳辐射热，应充分利用建筑物南向墙体。

表1  某建筑物（北纬35°）各朝向太阳辐射（参照水平面）[1]

[建筑物的朝向＼&冬（1月21日）＼&夏（7月21日）＼&东立面

西立面

南立面

北立面

水平面＼&0.39

0.39

1.58

0

1＼&0.36

0.36

0.12

0.06

1＼&]

2.2 建筑物平面及立面优化

平面及立面设计是建筑物设计的不可缺少的组成部分，平面设计除了要满足在冬季能使主要房间直接获取大量的太阳辐射热量，还要满足夏季自然通风。同时采用自然采光来减少人工照明，降低能耗。

平面布局中各个功能不同的房间对温度要求也不同。如卧室、客厅等，属于主要房间，对温度要求相对较髙，一般情况下应考虑布置在南向区域的位置，以获取较多太阳能。如厨房、储藏间等辅助房间，可考虑布置在建筑物的北侧。合理的布局是直接获取太阳辐射能多少的关键。对于布置在建筑北向的房间，室温要求低还可以成为南侧各个房间热量散失的一个屏障。

影响建筑物耗热量的一个主要指标是体形系数。在建筑物其他围护结构一定的条件下，耗热量指标随着体形系数成直线上升趋势。在设计中，一方面做到使建筑物的体形系数小于0.35，避免多层或点式建筑;另一方面在建筑的外观设计上尽可能做到减少凹凸面，即减少与大气接触的面积，从而减小体形系数。但是，从建筑设计的角度来讲，建筑形式的多样化又是建筑设计追求的元素之一。此外，也不能因为减小体形系数而将所有住宅都建成统一的“方块”形状，导致了既要满足建筑节能，又要完美建筑体形设计两者之间相互对立的矛盾。根据规范《采暖居住建筑节能设计标准DB62/T25-3033-2006》[2]，规定寒冷地区建筑物的体形系数宜小于0.3。

2.3 建筑物围护结构优化

2.3.1 外墙保温隔热设计

实践调查发现，如今农村建筑几乎没有任何的保温措施。长期以来采用普通的一种材料砌筑。不可避免的结果就是墙体的导热系数超过节能规范的要求。因此，避免采用单一材料砌筑的墙体，可以采用复合墙体。如改用城市建筑采用的承重材料与髙效保温材料（如聚苯板、 岩棉板等）结合，在节能效果上会好很多。建筑物结构组成中墙体占比较多的部分，夏季由于室外气温高，室内通过建筑外墙体吸收热量，可占建筑总吸收热量的30%左右;相反，冬季室外气温低，室内的热量通过外墙向室外散失，大约占到建筑总损失热量的20%左右[3]。因此，做好外墙保温措施至关重要。

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图1  外墙保温做法

除了墙体自身的材料，保温材料的选择也很关键。当蓄热系数大的材料层设置在室内侧时，可使室内蓄存较多的热量，房间的热稳定性也好。因此，在保温措施中采用外保温优于内保温。如图1为一外墙外贴聚苯板保温材料图，外墙选用粘土砖砌体（导热系数在0.7～0.8W/（m·K））范围内。根据规范《采暖居住建筑节能设计标准DB62/T25-3033-2006》，按照下列公式计算保温层材料的最小保温厚度。

<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201511＼1-297＼95-公.jpg> （1）

式中：K——围护结构传热系数[W/（m2·K）];

R0——围护结构传热阻[（m2·K）/W];

an、aw——围护结构内表面、外表面的换热系数[W/（m2·K）];

R、Rw——围护结构内表面、外表面的传热阻[（m2·K）/W];

δi——围护结构各层的厚度（m）;

λi——围护结构各层材料的导热系数[W/（m·k）]。

2.3.2 门窗节能设计

门窗是围护结构中绝热性能最差的部位。通过门窗的能耗约为墙体的4倍，约占围护结构总能耗的40%～50%[4]。

外窗在建筑物的构造组成当中占有非常重要的位置，通过外窗可以直接获取太阳能，同时也可将室内热量散失到室外，变成失热部位。但是在冬季我们希望外窗有较髙的太阳能透过率，同时满足节能保温隔热功能和气密性要求;夏季室内需要凉爽，所以希望较少的太阳辐射进入室内。因此，除了选用厚度小、透过性髙的玻璃外，还应使外窗具有良好的遮阳措施。其次，要求窗框应采用传热系数较低的型材，且气密性好。门窗节能效果是否良好，关键还要看其气密性。节能建筑要求对于多层建筑门窗气密性按照《建筑外窗气密性能分级及检测方法》[5]规定执行。

冬季，冷风通过外门侵入也是建筑物失热的一个主要途径。因此，在建筑的主要出入口需设置门斗。门斗的形式也很多，有凹式、凸式或端角式。图2为门斗图。

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图2  门斗图样              图3  屋面保温做法

遮阳的目的在于隔断直射阳光透过窗户进入室内。高效率的控制调节太阳光和太阳辐射热取决于良好的遮阳措施。遮阳措施较好的建筑可获得10%～20%节能效益，而用于遮阳的投资不足2%[6]。

2.3.3 屋面、地面保温节能设计

建筑物围护结构的保温节能还包括屋面的节能保温。屋面保温材料选用要求导热系数低、材料轻便、机械强度髙、成本低廉、不吸水、施工简单。此外，还可以增加设置架空通风屋面增强保温。保温层厚度计算方法同（1）公式。这里介绍一种常用做法，如图3所示。

地面热量散失最大的区域是从外墙内侧起2m范围内，所以这些区域的地面也是保温节能的重点部位。另外，挑出楼板由于直接与室外空气接触，不采暖地下室的顶板等，均需做保温。

保温地面的第一种方法，可采用150mm厚2：8白灰焦渣或者干炉渣进行保温。这种方法结构简单、经济、施工方便。第二种方法是采用低温地板辐射采暖系统，这也是一种地面保温很好的节能措施。

3 结语

本文结合甘肃地区的地理特征及气候特点，分别从建筑规划布局优化、建筑平、立面设计优化、建筑围护结构节能优化几个方面出发，阐述甘肃农村建筑应用太阳能技术在节能优化方面的具体措施。

参考文献：

[1]周振.太阳房优化设计及模拟分析[D].北京：北京建筑工程学院，2008，35-38.

[2]甘肃省工程建设地方标准DB62/T25-3033-2006.采暖居住建筑节能设计标准[S].兰州，2006：35.

[3]丁国华.太阳能建筑一体化研究、应用及实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2007：31.

[4]吴振荧.北方农村太阳能住宅优化设计及测试分析[D].北京：北京建筑工程学院，2007：23-24.

[5]中华人民共和国国家标准GB/T7016-2008.建筑外窗气密性能分级及检测方法[S].北京：中国建筑工业出版社，2008：16-18.

[6]喜文华.被动式太阳房的设计与建造[M].北京：化学工业出版社，2007：16.

作者：展妍婷

太阳能建筑节能论文 篇2：

太阳能在建筑节能中的应用探析

[摘 要]太阳能是太阳发出的、以电磁辐射形式传递到地球表面的能量，经光热、光电转换，这些能量可以被转换为热能和电能。文章从太阳能在建筑节能上的应用以及局限性进行了初步分析，以求人类在未来可以广泛应用到生活与生产中，为人类创造了一种新的节能无污染生活形态。

[关键词]太阳能；建筑节能；应用

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.12.148

1 太阳能及建筑节能的概念

太阳能具有取之不尽、用之不竭、洁净环保等优点，所以，它被认为是最好的可再生能源。光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器4种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用、中温利用和高温利用。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳能采暖、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。

所谓建筑节能，最初是指减少建筑物中能量的流失，现在则普遍称为“提高建筑物中的能源利用率”，即在保证提高建筑物舒适度的前提下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。它所界定的范围是指建筑使用能耗，包括空调、采暖、照明、家用电器、炊事等方面的能耗。建筑物是由各相关部分有机组合而成的系统，因而建筑节能是一项复杂的系统工程。我国建筑节能的重点是：建筑本体的节能、暖通空调系统的优化节能以及提高照明和其他用电设备的效率。从规划、设计、建造、调试、运行、维护、管理等各个不同阶段着手，降低建筑的能源需求，优化供能系统设计，开发新型能源系统方式，提高系统的运行效率和管理水平。因此，建筑节能的关键技术应包括：维护结构的热传递机理、节能指标体系优化方法以及建筑低能耗维护结构组合优化设计方法、冷热源优化运行方式，包括制冷采暖系统运行工况优化调控、冷热负荷的预测技术、开发调节控制软件等；建筑室内温度控制和冷热量计量控制成套技术，新能源供热制冷成套技术的研究开发，包括地热能、太阳能、地下和地面水体储能等的开发利用，低能耗建筑的综合设计体系研究，建筑设计、环境控制和节能设计的优化匹配，节能建筑和节能设备优选和集成，以及相应优化节能设计软件的开发等。目前，我国建筑节能领域的研究热点包括：建筑本体、能源系统的节能设计，可再生能源利用、节能诊断控制和能源管理、节能模拟分析、集成化设计、既有建筑节能改造等。所以，太阳能技术与建筑物有机结合，用太阳能全方位地解决建筑内热水、采暖、空调和照明用能的研究已经成为建筑学和能源科学领域发展的一个重要方向。

2 太阳能在建筑节能中的应用

目前，实现太阳能空调一般有两条途径：一是先实现光—电转换，再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；二是进行光—热转换，以热能制冷。前者系统比较简单，但成本太高，以当前太阳能电池的价格来算，在相同制冷功率情况下，其造价约为后者的4～5倍。因此，国内外的太阳能空调系统至今仍以第二种为主，而后者又多采用吸收式制冷系统。

太阳能吸收式制冷，是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。热媒水的温度越高，则制冷机的性能系数越高，这样空调系统的制冷效率也越高。常规的吸收式空调系统主要包括吸收式制冷机、空调箱、锅炉等，而太阳能吸收式空调系统是在此基础上再增加太阳集热器、储水箱和自动控制系统。夏季，被集热器加热的热水首先进入储水箱，当热水温度达到一定值时，由储水箱向制冷机提供热媒水；从制冷机流出并已降温的热水流回储水箱，再由集热器加热成高温热水；制冷机产生的冷媒水通向空调箱，以达到制冷空调的目的。冬季，同样先将集热器加热的热水进入储水箱，当热水温度达到一定值时，由储水箱直接向空调箱提供热水，以达到供热采暖的目的。当太阳能不能够满足要求时，可由辅助锅炉补充热量。

与常规空调相比，太阳能吸收式空调具有三大优点。第一，太阳能空调的季节适应性好，也就是说，系统制冷能力随着太阳辐射能的增加而变大，而这正好与夏季人们对空调的迫切要求一致。第二，传统的压缩式制冷机以氟利昂为介质，它对大气层有极大的破坏作用，而吸收式制冷机是以无毒、无害的澳化锉为介质，它对保护环境十分有利。第三，同一套太阳能吸收式空调系统可以将夏季制冷、冬季采暖和其他季节提供热水结合起来，显著地提高了太阳能系统的利用率和经济性。

太阳能热水器是我国太阳能利用中应用最广泛、产业化发展最迅速的领域，太阳能热水器的经济、环境和社会效益都非常好。但是仍然存在诸多问题，如太阳能设计单位和生产厂家未考虑到我国地域辽阔，不能针对不同纬度地区太阳高度角不同而设计不同采光效果的热水器；太阳能热水器未能与建筑物融为一体，造成了视觉污染等。

在建筑中设计太阳能供暖系统，主要有两种方式，一种是主动式太阳能采暖系统，一种是被动式采暖系统。主动式采暖系统是通过利用外部常规能源，采取风机、水泵等动力设施，将热空气或者热水从太阳能集热器向采暖房或者储热器输送。系统中的每个环节都可以控制而可实现一定的所要求的温度。主动式太阳能采暖系统比较复杂，并且初始成本高，而且只有将其作为整个建筑的有机组成部分时才能取得良好的设计效果。所以，主动式太阳能采暖系统往往适用于新建筑。被动式太阳能采暖系统是太阳能供暖应用中最为简单的最为便宜的一种应用形式，它是依据当地的气象条件，按照建筑物的构造和建筑位置的布置，通过向阳面的墙面或者窗户等，尽可能地使房屋更多的储存和吸收热量，以实现采暖的目的。它不需要添置一些附加的设备，也不消耗较多的其他电力或者动力，其构造非常简单，所需要的投资比较少，并且对其管理和维护起来也比较方便，具有明显的节能效果。目前我国兴建的太阳房主要集中在东北、华北、西北等地，主要的类型有附加温室、集热墙、直接受益或者是三者结合，它们主要是依靠箭镞结构的热工特性来进行取暖的，其调节控制的可能性比较小。

3 太阳能利用的局限性

太阳能的利用目前还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源，虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。这是开发利用太阳能面临的主要问题。

4 结 论

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无须运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入了一个节约能源减少污染的时代。

参考文献：

[1]朱震宇.国外太阳能光伏产业发展政策借鉴及启示[J].中国市场，2010（13）.

[2]马宁.全球价值链下的太阳能光伏产业研究[J].中国市场，2011（23）.

作者：童光全

太阳能建筑节能论文 篇3：

分析太阳能在建筑节能工程中的有效运用

太阳能的优势及缺点

太阳能在人们的印象中属于一种取之不尽、用之不竭的能源，此外，太阳能还具有一些其他能源没有的优势，例如普遍性、无污染性、安全性、用之不竭等等。太阳能的缺点主要表现在两个方面：

1.受气候的影响较大，稳定性不足

众所周知，太阳能受天气、季节的影响较大，在晴天、阴天、雨天，太阳能的强度都是不一样的，同样在冬天和夏天差别也很大。

2.利用率较低，技术尚不成熟

在我国，太阳能利用大多是在热水器上，但是太阳能热水器完全依靠天气因素，利用率极低，类似利用太阳能供暖的技术尚部成熟，技术是第一原因，其次是设备的造价过高。

太阳能在建筑节能工程中的地位

改革开放以来，人们的生活水平越来越高，太阳能淋浴设备进入了千家万户，生活中热水的能耗大幅提高，因此太阳能在建筑节能工程中起到了不可忽视的作用，电热水器和煤气热水器则因为消耗了大量的石油、煤炭资源，发展遇到了瓶颈。太阳能技术的应用起着越来越重要的作用，成为了解决住宅生活热水的首选。

太阳能在建筑节能工程中的被动式运用

太阳能在建筑节能工程中的被动式运用就是利用住宅的房屋结构来完成太阳能的蓄热、放热等功能，就是利用房屋东南向和窗户来使阳光进入室内，完成蓄热的功能，或直接利用房屋外墙的蓄热功能，到了晚间，则可以完成散热。太阳能的被动式运用的表现形式分为直接收益和墙式集热收益两种，直接收益式就是白天的阳光会照耀到墙面或是地面，进行蓄热，形成太阳能。

太阳能在建筑节能工程中的主动式运用

太阳能在建筑节能工程中的主动式运用就是利用太阳能集热器来完成太阳能的收集，而后将对其加以利用。截至目前，太阳能系统在建筑工程中的热利用，表现在采暖作用、制冷作用以及热水供应三个方面。

1.太阳能主动式运用系统的形式

太阳能主动式运用系统的形式分为热水集热和热风集热两种。其中热水式集热运用最为普遍，这种方式是将热水供应和采暖结合起来，两者共用一个集热系统，这是利用太阳能的一种非常有效的方式。

2.太阳能采暖形式对系统产生的影响

太阳能的集热系统受到了太阳日射程度的限制，所以集热的温度不是很高。集热面积大的话，集热的能量就高，但是利用率过低，得不偿失，此外，目前能够配合好太阳能采暖功能的主要是热风采暖、地板采暖、散热器采暖几种形式，热风采暖和散热器采暖对供水温度的需求较高，太阳集热器的温度无法达到要求，因此导致系统的采暖效果不好。

在三种采暖形式中，地板采暖是最佳的一种方式。地板采暖是通过将金属和化学管道埋在地下，依靠地板和房间内温度的交换来实现房间舒适的温度。地板采暖的散热面积较大，能很好地实现舒适度。此外，地板采暖对供水温度的要求较低，一般达到65℃即可。目前使用最为普遍的地板采暖，通常是利用豆石、沙子在地板下进行填充，如此一来，为地面的蓄热功能提供了良好的前提。

3.由采暖、热水供应、制冷形成的一体式系统

由采暖、热水供应、制冷形成的一体式系统可以使太阳能集热系统实现全年使用，如果只考虑采暖系统，夏天温度高热水量会增多，并且由于太阳能集热器长期空晒，极大地损害了集热器的使用寿命，由采暖、热水供应及制冷形成的一体式系统则可以不受季节影响，四季使用，极大地提高了集热器的利用率，也达到了节能的目的。

优化太阳能供暖系统的措施

目前我国的太阳能供暖技术尚不成熟，存在冬季夏季热量不平衡、与建筑一体化等问题。如何更好地优化利用太阳能供暖系统成为我们需要思考的问题。

1.政府制定支持政策

从宏观上来看，太阳能系统的改造是一个较大的工程，需要政府制定相关政策支持。太阳能供暖系统是一项高社会效益，高投资的工程，投资回收期也较长，无形中增加了开发商的成本，开发商的积极性不高。针对这一情况，政府可制定试点政策，只能够对各生厂商、开发商等制定一个完善合理的鼓励支持政策，并通过各种平台进行推广，提高采暖系统的整体水平，从而有效地促进太阳能供暖系统的发展。

2.提高集热系统的利用效率

目前的太阳能采暖系统中的集热器、供水系统、水箱等有极大的改进空间，另外，各企业可加强自主研发能力，不断提高太阳能产品的质量，开发出高效稳定、安全可靠的新产品，提高太阳能集热系统的效率。用户在对房屋设计的初期就可以制定与太阳能系统同步的方案，使设计与太阳能设备、部件实现有效融合。

3.有效地提高太阳能的利用率

目前的太阳能存在冬季、夏季热量不平衡的缺陷，这是可以通过太阳能的制冷技术、蓄热技术以及全年的利用来解决的，提高太阳能的效率能够缩短投资的回收周期。因此企业要加强集热器的研发，开发出适用于太阳能中空调系统的集热器。

4.在建筑工程中运用节能措施

实现太阳能的有效采暖的前提是实现建筑节能，太阳能的使用和建筑节能息息相关，太阳能的密度取决于面积，但是过大的集热面积会增加投资，无法实现采暖系统的节能效益。因此，只有通过加强完善建筑结构、加强保温等措施来有效降低建筑物的采暖负担，降低系统的投资，实现太阳能的节能效益。

结束语

在我们日常生活中，太阳能的利用无处不在，各地利用太阳能的成本与方式也不同，因此需要针对各地不同的情况，在建筑节能工程中充分考虑到太阳能的利用，这也成为了建筑节能工程中的重要环节。太阳能取之不尽、用之不竭的优势使其成为当今各国利用的新型能源，太阳能能够促进住宅结构的调整，降低能耗及温室气体的排放，太阳能对解决偏远地区用能问题、改善大气环境质量、提高人们生活水平都有着积极的影响，太阳能的有效合理利用应该引起人们的重视。

（作者身份证号：45212419800530124X）

作者简介：樊丽娅，（1980.5.30-）女，籍贯：广西上林县，学历：专科，研究方向：建筑工程。

作者：樊丽娅