太陽(yáng)墻技術(shù)在節(jié)能型建筑中的應(yīng)用

戚豹 康文梅 季翔

徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州221008

引言

    2007年世界太陽(yáng)能大會(huì)組委會(huì)提供的一份調(diào)查報(bào)告顯示，中國(guó)現(xiàn)有的大型建筑95％是高耗能的，造成大量能源浪費(fèi)，能源消費(fèi)是發(fā)達(dá)國(guó)家的2至3倍。目前建筑耗能已經(jīng)占中國(guó)商品能源消耗的30％，其中僅空調(diào)和采暖耗能就占建筑耗能的65％。但目前我國(guó)節(jié)能技術(shù)在建筑工程的應(yīng)用中直接面對(duì)市場(chǎng)的剛性需求，盛行快餐式設(shè)計(jì)，不僅沒有利用各種可再生能源，反而存在大量對(duì)能源的耗費(fèi)。如許多建筑號(hào)稱環(huán)保和節(jié)能，實(shí)際是采用大片玻璃幕墻，然后耗費(fèi)大量資金做遮陽(yáng)和隔熱設(shè)施，諸如此類不合理的設(shè)計(jì)普遍存在于建筑市場(chǎng)。隨著我國(guó)對(duì)資源危機(jī)、能源危機(jī)的認(rèn)識(shí)不斷提高和對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)的重視程度不斷提升，以及準(zhǔn)備加大力度出臺(tái)更完善的建筑節(jié)能法規(guī)，實(shí)施激勵(lì)政策鼓勵(lì)開發(fā)和研究新技術(shù)和新材料應(yīng)用到建筑工程中，節(jié)能技術(shù)在建筑工程中的開發(fā)和應(yīng)用逐步普及。其中，完善建筑節(jié)能技術(shù)支撐體系是我國(guó)建設(shè)部2005年-2007年建筑節(jié)能規(guī)劃中5個(gè)重要方面之一。太陽(yáng)能和建筑一體化的應(yīng)用技術(shù)又成為完善建筑節(jié)能技術(shù)支撐體系的重要組成部分。太陽(yáng)能和建筑一體化利用風(fēng)光互補(bǔ)和聚合熱量方式應(yīng)用到各種建筑中，將對(duì)我國(guó)的建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用，太陽(yáng)墻就是一種可提供經(jīng)濟(jì)適用的采暖通風(fēng)解決方案、風(fēng)光互補(bǔ)和聚合熱量原理在建筑中應(yīng)用的太陽(yáng)能新技術(shù)。

1、太陽(yáng)墻技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　1.1太陽(yáng)墻技術(shù)的應(yīng)用原理

　　太陽(yáng)墻系統(tǒng)核心組件是太陽(yáng)墻板。太陽(yáng)墻板是在鋼板或鋁板表面鍍上一層熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)80％的高科技涂層．并經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)和加工處理制成的，能最大限度地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能。太陽(yáng)墻板組成太陽(yáng)墻系統(tǒng)的外殼，通透型板式太陽(yáng)能吸收體，是一種類似于硬的有通透性的薄膜。它的表面有許多大約lmm直徑的小孔，允許外面空氣通過它的表面。太陽(yáng)墻板還能提供一定的除塵功能，從而減少空氣過濾設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

　　太陽(yáng)墻系統(tǒng)工作原理為室外新鮮空氣經(jīng)太陽(yáng)墻系統(tǒng)加熱后由鼓風(fēng)機(jī)泵人室內(nèi)，置換室內(nèi)污濁空氣，起到供暖和換氣的雙重功效。供風(fēng)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓使室外空氣被壓入，室外空氣在流經(jīng)過太陽(yáng)墻板面小孔時(shí)被加熱，然后被加熱的熱空氣由供風(fēng)管道(簡(jiǎn)易型系統(tǒng)可不用室內(nèi)供風(fēng)管道)傳人室內(nèi)，墻內(nèi)壁向外產(chǎn)生的熱散失可由介于太陽(yáng)墻板和建筑物外墻之間的供風(fēng)氣流回收，充分利用了太陽(yáng)

墻板被陽(yáng)光加熱的熱量。

    另外，太陽(yáng)墻系統(tǒng)依據(jù)同樣的原理也可用于建筑物的屋面，以更大程度地利用太陽(yáng)輻射熱。

　　1.2太陽(yáng)墻技術(shù)的特點(diǎn)

　　1.2.1適用地區(qū)廣，冬季制熱效果好

    太陽(yáng)墻技術(shù)在冬季為建筑輸送熱風(fēng)，又能在炎熱的夏季為建筑遮擋強(qiáng)烈的陽(yáng)光，還可以節(jié)約玻璃幕墻的安裝費(fèi)用，可謂一舉多得，可普遍適用于嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)，特別適用于寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)的冬季制熱．本文對(duì)冬季太陽(yáng)墻節(jié)能教學(xué)樓室內(nèi)外溫度進(jìn)行了測(cè)試對(duì)比。

    冬季室外平均溫度在一3℃左右時(shí)，室內(nèi)全天平均溫度為ll.4℃，可將室內(nèi)溫度提高l4℃左右：從9：00—17：00的高峰使用期來(lái)看，室外平均溫度在一1．1℃左右時(shí)。室內(nèi)全天平均溫度為17．8℃，可將室內(nèi)溫度提高19℃左右，充分體現(xiàn)了太陽(yáng)墻建筑的制熱優(yōu)勢(shì)。

　　1.2.2造價(jià)低廉且不需維護(hù)，微能耗且運(yùn)行費(fèi)用低

    以江蘇省徐州地區(qū)為例：每m2的太陽(yáng)墻板在冬季日照正常情況下可向市內(nèi)提供164兆焦/d的熱量，為業(yè)主節(jié)約可觀的采暖費(fèi)用。

    太陽(yáng)墻板造價(jià)約為l600元/m(包括框架材料)，玻璃幕墻造價(jià)約為800元/m2 --1000元/m2，用太陽(yáng)墻板代替玻璃幕墻造價(jià)高600元/m2 --800元/m2。但太陽(yáng)墻在冬季基本以4元/d的速度回報(bào)用戶，不需一年便能收回投資。太陽(yáng)墻板使用壽命在30年以上，無(wú)須維護(hù)，一次投資后可在壽命期內(nèi)持續(xù)節(jié)約采暖投入，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益好。如山東建筑工程學(xué)院研究生公寓．太陽(yáng)墻系統(tǒng)試點(diǎn)部分建筑面積2300m，用了l43m3的太陽(yáng)墻板。造價(jià)20萬(wàn)元左右。平均算下來(lái)每m2建筑面積增加造價(jià)不到l00元。

　　1.2.3可提供新鮮空氣．改善室內(nèi)衛(wèi)生狀況

    由于太陽(yáng)墻系統(tǒng)需要泵入室外空氣，加熱后輸入室內(nèi)，每h可處理新風(fēng)35 m，故可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外的空氣流通，改善室內(nèi)衛(wèi)生狀況。本文對(duì)太陽(yáng)墻節(jié)能教學(xué)樓和非節(jié)能普通教學(xué)樓室內(nèi)二氧化碳濃度進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比。

    由于教學(xué)樓內(nèi)使用人數(shù)多，非太陽(yáng)墻建筑在6：00-21：30使用高峰期時(shí)間段，室內(nèi)空氣質(zhì)量差，幾乎全部超出國(guó)家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，而太陽(yáng)墻建筑室內(nèi)空氣全天均符合國(guó)家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，空氣質(zhì)量較好。1.24有利于資源、能源的節(jié)約和環(huán)境保護(hù)

    我國(guó)廣泛用于建筑工程的空調(diào)用電和采暖主要來(lái)源于熱電廠。耗費(fèi)大量不可再生的寶貴煤炭資源，排出大量的二氧化碳、二氧化硫等污染氣體。在中國(guó)華北地區(qū)每年100m2太陽(yáng)墻可節(jié)能折合人民幣約3萬(wàn)元～5萬(wàn)元，同時(shí)減少二氧化碳排放量約40t。

　　1.2.5太陽(yáng)墻的缺陷

    太陽(yáng)墻本身的缺陷是深色為主，美觀效果較差．和其他墻面宴現(xiàn)一體化較難。此外，日前太陽(yáng)墻的蓄能功能還比較差，現(xiàn)在正在研究改善和解決蓄能功能較差的技術(shù)實(shí)施方案．比如把PVC管預(yù)埋到水泥地面下。

2、結(jié)論與展望

    太陽(yáng)墻系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)在于造價(jià)低廉、不需維護(hù)，且冬季制熱效果好、改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的效果突出，適宜于營(yíng)造“低能耗、高舒適度”的室內(nèi)環(huán)境，可以廣泛應(yīng)用于廠房、住宅、學(xué)校、辦公樓等工業(yè)和民用建筑中，是一種極有發(fā)展空間和推廣應(yīng)用價(jià)值的節(jié)能技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

【1】周雷，等，太陽(yáng)能建筑：破解中國(guó)能耗建筑困局，搜狐新聞．hup：//news．sohu．com／20071011／n252602738．shtml．

【2】崔艷秋，等，節(jié)能建筑工程實(shí)例，建筑概論2版，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007：195—198．

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)