建筑学中的建筑太阳能利用与设计.pdfVIP

建筑学中的建筑太阳能利用与设计--第1页

建筑学中的建筑太阳能利用与设计

近年来，随着能源问题的日益突出和环境保护意识的提升，建筑太

阳能利用与设计成为建筑学中的热门话题。通过合理设计和利用太阳

能资源，建筑可以实现能源的自给自足，并减少对传统能源的依赖，

从而实现可持续发展。本文将从建筑太阳能利用的原理、应用范围以

及设计方法等方面进行探讨。

一、太阳能利用的原理

太阳能作为一种清洁、可再生的能源，被广泛运用于建筑领域。建

筑太阳能利用的原理主要包括太阳辐射的捕获和转换。

1.太阳辐射的捕获

建筑物通过表面的太阳能集热器捕获太阳辐射，并将其转化为热能。

太阳能集热器通常包括平板集热器、真空管集热器和碟式集热器等。

平板集热器适用于低温热水供应，真空管集热器适用于中高温热水供

应，碟式集热器适用于蒸汽或发电等高温热能供应。

2.太阳辐射的转换

通过光伏技术，太阳辐射可以转化为电能。光伏技术主要依靠光伏

电池将光能直接转化为电能。光伏电池的常见类型有单晶硅、多晶硅

和非晶硅等，根据实际应用需求进行选择。

二、建筑太阳能利用的应用范围

建筑学中的建筑太阳能利用与设计--第1页

建筑学中的建筑太阳能利用与设计--第2页

建筑太阳能利用的应用范围广泛，涉及建筑的各个方面，如供暖、

供热、供电等。

1.太阳能热水供应系统

太阳能热水供应系统通过太阳能集热器对太阳辐射进行利用，产生

热水供给建筑使用。这种系统不仅能减少传统能源消耗，还可节约用

户的能源费用。

2.光伏发电系统

光伏发电系统利用太阳能将光能转化为电能，供给建筑使用或并网

发电。这种系统不仅可以为建筑自身提供电能，还可以将多余的电能

上网并销售给电力公司，实现电力的双向流动。

3.太阳能被动设计

除了利用太阳能设备进行能源转换外，建筑太阳能利用还包括太阳

能的被动利用。通过合理的建筑设计和构造形式，使建筑能够最大限

度地利用太阳能资源，如利用太阳辐射进行采光和通风等。

三、建筑太阳能设计的方法

建筑太阳能设计是指在建筑的不同设计阶段，根据太阳能的利用特

点，采取一系列措施，最大程度地推动建筑太阳能利用的实现。

1.建筑选址

在建筑选址阶段，要考虑建筑周边环境的太阳照射情况。选择朝向

合适的地点，可以提高太阳能的利用效率。

建筑学中的建筑太阳能利用与设计--第2页

建筑学中的建筑太阳能利用与设计--第3页

2.建筑形态设计

建筑的形态设计应充分考虑太阳照射的接收能力。通过合理的建筑

朝向、开窗位置和建筑形态，可以增加建筑内部的自然采光和自然通

风。

3.能量系统设计

在建筑的能量系统设计中，应充分考虑太阳能的利用。通过安装太

阳能集热器、光伏组件等设备，将太阳能转化为热能或电能进行利用。

4.建筑材料选择

在建筑材料选择方面，应优先选择能够有效利用太阳能的材料。例

如，选择具有良好隔热性能的材料，可以减少建筑内部的热传导损失，

提高能源利用效率。

五、建筑太阳能利用的挑战与前景

虽然建筑太阳能利用具有很多优势，但也面临着一些挑战。首先，

建筑太阳能设备成本较高，需要较长时间才能回收投资。其次，建筑

太阳能利用还面临着技术标准和政策法规等方面的约束。

然而，随着技术的不断进步和政策的支持，建筑太阳能利用的前景

仍然十分广阔。未来，建筑太阳能设备的成本将进一步降低，技术性

能也会不断