導語：如何才能寫好一篇太陽能的利用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

太陽能，是指太陽的熱輻射能，主要表現就是常說的太陽光線。其主要應用領域包括光熱利用、發電利用、光化利用、燃油利用。

光熱利用：它的基本原理是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。發電利用：利用太陽能發電的方式有多種。已實用的主要有光—熱—電轉換、光—電轉換兩種。光化利用：這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。它包括光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應。燃油利用：歐盟從2011年6月開始，利用太陽光線提供的高溫能量，以水和二氧化碳作為原材料，致力于“太陽能”燃油的研制生產。

（來源：文章屋網 ）

篇2

1、太陽的短波輻射被地面反射，產生的大氣逆輻射是長波輻射。這種長波輻射能被大氣很好的利用，所以大棚的作用就是把大氣逆輻射的熱量包住，起到保溫作用。

2、太陽能溫室就是利用太陽的能量，來提高塑料大棚內或玻璃房內的室內溫度，以滿足植物生長對溫度的要求，所以人們往往把它稱之為人工暖房。太陽能溫室是根據溫室效應的原理加以建造的。

（來源：文章屋網 ）

篇3

關鍵詞：太陽能建筑熱量

隨著改革開放和經濟發展，我國太陽能建筑的面積日趨增大，建筑節能是近年來世界建筑發展的一個基本趨向，也是當代建筑科學技術的一個新的生長點。抓住機遇，不失時機地推進建筑節能，有利于國民經濟持續、快速、健康發展，保護生態環境，實現國家發展的第二步和第三步戰略目標，并引導我國建筑業與建筑技術隨同世界大潮流迅速前進，太陽能建筑的節能具有很好的前景，大有可為。

我國地域寬廣，房屋建筑規模巨大，約有一半建筑位于北方“三北”地區，由于氣候原因，每年約有4—6個月的采暖期，該地區規定設置集中采暖系統，以往習慣稱之為集中采暖地區。中部地區（冬冷夏熱地區），即長江流域地區，雖然冬季平均氣溫高于0℃，但相對濕度較高，冬季濕冷，而夏季又酷熱。該地區屬于中國經濟發達地區，包括長江上游在內，涉及18個省、自治區、直轄市，總面積180萬k平方米，人口近4億。年工農業總產值占全國40％，人均產值及人均收入均高于全國平均水平。以往由于經濟上的原因，該地區一般城鎮住宅圍護結構無保溫措施，也不設置采暖設施，因此冬夏季室內熱環境條件相當差。南方屬于亞熱帶氣候，夏季氣候炎熱，降溫則是主要解決的問題。

與發達國家相比，集中采暖地區城鎮住宅圍護結構保溫、氣密性較差，供熱系統效率較低，單位面積的采暖能耗要高得多。我國已成為世界上建房最多的國家，近年來每年全國建成城鎮住宅2億平方米以上，隨著人民生活的不斷改善，人們對于建筑熱環境的舒適性要求愈趨迫切，中部地區冬季采暖勢在必行，各地“空調熱”也日漸高漲。所以，如何盡量利用太陽能、合理建筑設計，對北方集中采暖地區可以減少采暖、空調能耗；而對于中部及南部地區，改善室內熱環境條件，達到低水平的室內舒適參數，已成為一個重要的課題。

我國從80年代起，對城鎮多層住宅應用被動太陽能進行采暖及降溫技術已有研究，先后在石家莊、灘紡及杭州等處建成了試點建筑，較好的改善了室內熱環境條件。當時的技術路線是由熱工外算開始，進而建造示范建筑以驗證效果。國外從70年代初期起，投入了相當的力量進行計算機軟件的開發工作，應用動態模擬計算，進行建筑熱工參數計算分析，進而可以預測室內環境參數，獲得應用被動太陽能的最佳建筑設計方案，同時也建設示范建筑以驗證軟件的可信性。這類從合理建筑及熱工設計著手，在增加有限的建設投資下，盡量利用被動太陽能來達到低水平的室內冬夏熱環境條件的住宅，這里稱為“節能住宅”。

一、各種參數對空溫的影響

為了進行參數研究，首先確定了一個基礎方案，即對條狀住宅建筑模型，取其南向主立面外窗的窗墻比為30.3％，單層窗，外墻與屋面傳熱系數均為0.83w／（℃??*平方米），換氣次數為1.1次h，不考慮內部蓄熱量。在進行參數分析時，固定其他參數，僅變化一個參數來分析對室溫的影響。

內部蓄熱量

蓄熱量會影響室溫，特別是對最高室溫有影響。冬季，內部蓄熱量會使月最高溫度降低，而使月最低溫度升高，至于月平均溫度，則略有升高。顯然，內部蓄熱量可以改善冬季室內熱環境條件。對夏季來說，蓄熱量同樣也降低了月最高溫度及升高了月最低溫度，而月平均溫度則無多大影響。當建筑模型中一個住戶內蓄熱量相當于100平方米、200mm厚混凝土墻時，可使八月份住宅最高溫度下降3c左右，可使一月份住宅最低溫度升高2.8℃，這將對室內熱環境有較大的改善。

換氣次數

可以預見，增加換氣次數會使冬季室內熱環境變差，但能改善夏季室內熱環境。對夏季來說，換氣次數由1.1次h增加到10次h，可使八月份月最高溫度降低4.4℃、月平均溫度下降4.8℃，月最低溫度下降7.8C.顯然，冬季換氣次數越低越好，如果園護結構、門窗密閉性好，換氣次數可以降低到1.5次／h，此時與1.1次h相比，室溫可提高2—3C.

增強夜間通風

降低夏季室溫的一個措施是增強夜間通風，計算了三種方案，一是全天以1.1次／h換氣，第二種方案全天以10次／hh換氣，第三種方案則采取白天（早6一晚2l時）1.1次h換氣，夜間（晚21一晨6時）加強通風至10次h.計算結果表明，對于內部蓄熱量較大時，第三方案與第一方案相比，月最高溫度下降3.7C，月平均溫度下降5.2℃，而月最低溫度下降達7.7℃。可見增強夜間通風對改善夏季室內熱環境是十分奏效的。

南窗面積

窗戶開啟面積既與熱損失量有關，也與通過窗戶玻璃進入室內的太陽得熱量有關。太陽輻射得熱量與窗戶朝向有密切的關系，相比之下熱損失與朝向的關系就不那么密切了。這里分析南向窗戶面積對室溫的影響。計算三種不同的窗墻比，它們分別是9.3％、30.3％及60.5％。冬季工況計算表明，窗墻比由19.3％增大至60.5％后，一月份最高溫度升高3.6℃，平均溫度升高2.7℃，而最低溫度提高2.5℃的夏季來說，月最高溫度、月平均溫度及月最低溫度分別要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。

由此可見，南向窗墻比大且具有較大內部蓄熱量時，可以改善冬季室內熱環境條件；至于夏季，南向窗戶面積增大會提高一點室溫，使室內熱環境條件略為變差—點。

主立面朝向

主立面朝向不僅對冬季有影響，而且對夏季也有影響。主立面朝東及朝西時室溫相同，與主立面朝南及朝北相比，室內熱環境條件都要來得差。對于冬季來說，主立面朝南為最佳。

水平遮陽板伸出長度

夏季除了采用加大通風量來降低室溫外，另一條途徑是在窗戶上方設置遮陽板，以減少太陽入射量。計算了不同伸出長度（水平方向）一月及八月份室溫情況。由計算可以得出，水平遮陽板對夏季有明顯改善室內熱環境的作用，但遺憾的是，同時也使冬季室內熱環境變差。夏季時，水平遮陽板的伸出長度由0，0.4，0.9及1.5m變化時月平均溫度可分別降低1.0，2.0及2.2℃，但冬季卻也相應降低了月平均溫度0.2，0.7及2.2℃。

窗戶的層數

增加窗戶層數將減少熱損失，但也在一定程度上減少了太陽得熱量。采用單層宙及雙層宙作計算比較，發現雙層窗對冬季室溫略有改善（一月份平均室溫增加0.9℃），但同樣使夏季室溫略有變差（八月份平均室溫升高0.7℃）。

外墻、屋面外表面顏色

外墻、屋面外表面涂成白色會有助于降低夏季室溫。進行二種方案比較計算，一種采用吸收率為o.8的深色外表面，另一種吸收率為淺色外表面。計算結果表明，淺色表面可使夏季室內熱環境得到明顯改善，但同時也使冬季情況變差。在二方案中外墻及屋面傳熱系數均采取0.83w平方米，八月份平均室溫可降低2℃，但一月份平均室溫也降低了1.3℃。外墻與屋面保溫越好，這種影響將越小。

外墻與屋面熱工設計

采用三種方案進行比較計算，

第一方案為外墻與屋面的傳熱系數及均為0.83w／（℃。m），

第二方案外墻K＝0.83w／（℃。m），屋面K＝0.28w／（℃。m），

第三方案外墻與屋面K值均為0.28w／（℃。平方米）。

由計算可以看出，屋面保溫對降低夏季頂層室溫的影響尤其大，第二方案與第一方案相比，八月份月最高溫度下降7℃，平均溫度下降0.4℃，但月最低溫度上升了6℃。從冬季情況看，保溫改善有利于室溫提高，第三方案與第一方案相比，一月份平均室溫升高1.1℃，5最低溫度升高了2.4℃，但月最高溫度有所下降（5℃）。頂層天花板表面溫度受屋面保溫影響甚大，對于屋面有很好保溫的場合K＝0.28w／（℃。m3），在年最熱日下午14時，天花板內表面溫度僅只比室溫高0.5℃，但K＝0.83w／（℃。m）的屋面來說，要高出3.8℃。如果采用外墻及＝0.74w／（℃。m），屋面X＝0.63w／（℃。m），并具有較大的內部莆熱量，應用雙層窗，加強夜間通風（晚21時至凌晨6時，換氣次數為10次／h），此時最熱日下午14時室溫為37.2℃，天花板內表面溫度只有33.6℃，室內熱環境可以得到明顯的改善。

二、節能住宅設計原則

根據以上參數研究，提出如下設計原則：

1.冬季換氣次數應該盡可能低，而夏季則盡可能高。

2.如果具有較大的內部蓄熱量，對夏季來說，較好的方案是白天（早6時至晚2l時）維持較低的換氣次數，面夜間（晚2l時至晨6時）宜加強通風增加換氣次數。

3.內部蓄熱量對冬、夏季來說均能減少室溫的波動幅度，即降低最高溫度，升高最低溫度，但對平均溫度影響甚小，總的來說，內部首熱量能改善室內熱環境。

4.采用水平遮陽板來降低夏季室溫并不是好的措施，因為它同時較冬季室內效環境變差，除非遮陽板在冬季時可以移開。

5.盡管外墻、屋面外表面涂以淺色可以降低夏季室溫，但同時也降低了冬季室溫，因面不推薦這種做法。

6.采取南立面大比例的窗墻比，并設計成具有較大內部蓄熱量境，對夏季稍為不利。

7.主立面窗戶朝南為最佳，朝東及朝西效果最差。

8.窗戶、外墻及屋面保溫能改善冬季室內熱環境，特別是屋面保溫可以明顯地改善夏季室內熱環境。

三、幾個推薦的節能住宅方案

被動太陽能（房）節能住宅方案

參數研究優化計算了北京地區應用被動太陽能采暖的可能性，即研究了是否可能在不設置采暖設備時月平均室溫達到16℃。計算結果表明是可能的，其建筑設計參數如下：

1.南立面宙墻比60.5％。

2.具有較大內部蓄熱量，相當于戶（建筑面積73.1平方米）具有200mm厚混凝土墻體的苦熱量

3.雙層窗。

4.外墻與屋面的傳熱系數K＝0.28w／（℃。平方米）。

5.冬季換氣次數0.5次/h，夏季早6一晚21時換氣次數1.1次/h，晚21次/h.

四、節能住宅方案設計原則

由參數研究的結果提出如下設計原則：

1.冬季換氣次數宜低（v＝0.8次／h），夏季換氣次數宜高（v＝20次h）（借助于打開宙戶利用自然穿堂風）。

2.從防止出現結露危險性觀點來看，冬季換氣次數至少保持0.8次h.

3.增加內部蓄熱量可使室內溫度被動減弱，使夏季及冬季的最高溫度下降，使最低溫度升高，不過，內部蓄熱量對平均溫度的影響甚微。總之，內部蓄熱量可以使室內熱環境條件得到改善。

4.與較小的南向窗戶相比，加大南向窗戶面積，并配以相對較高的內部蓄熱量，可以較好的改善冬季室內熱環境條件。這種做法只是稍微使夏季室內熱環境條件變差。

5.選擇建筑南向主立面為最佳，而主立面東向或西向為最差。

6.南向窗戶上部的水平遮陽板對改善夏季室內環境的作用不明顯，除非在冬季時可以移開。

7.為了避免冬季臥室及起居室出現結露，在安排廚房、浴室、廁所位置時要注意與主要使用房間的隔斷，并合理利用穿堂風，最好設置機械排風裝置。

篇4

關鍵詞：我國北方地區太陽能采暖技術要點

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

一，當前我國西北地區取暖現狀及太陽能采暖的必要性

隨著經濟發展，人民生活水平的提高，居民對住宅舒適性的要求也在加強，住宅室內溫熱環境是影響住宅舒適性的關鍵因素。對于北方地區來說，決定室內熱環境的最主要因素無疑是冬季的采暖問題。

目前我國西北地區多數城市仍以燃煤作為主要采暖用能源。當前我國面對日益嚴重的能源危機和越來越嚴重的霧霾天氣，而霧霾的形成和煤炭的燃燒有直接關系。

我國目前仍處在城市建設的迅速發展階段，隨著我國城市住宅的增多，若依舊采用傳統的采暖方式，勢必會增大對能源的消耗，對環境帶來更加嚴重的影響，加重我國目前已然面臨的環境與資源的雙重壓力。中國是個農業大國，農村的節能降耗對我國的整體能源減負有著顯著提高，在我國西北農村寒冷地區冬季采暖也通常以煤炭作為燃料，煤炭并不是可再生能源。隨著價格的上漲，增加了農民采暖成本并且嚴重污染著環境。如何能在不犧牲室內舒適度的前提下，盡可能降低能源消耗，進而減少對環境的破壞，得以實現建筑與能源、環境的有機融合，是我們目前要解決的迫切問題。

西北地區受自然環境緯度影響，日照量偏低，采暖周期長，迫切需要新型節能環保資源替代傳統燃料。在西北地區利用太陽能及其他可再生能源作為新的采暖能源，可以有效的解決目前我國西北地區冬季采暖中存在的問題。

二，太陽能能源及太陽能采暖系統簡介

利用可再生能源替代常規能源是改變目前的能源結構最有效的途徑。減少和替代采暖用煤最有效的途徑是推廣使用太陽能采暖等可再生能源技術。

太陽能是一種可再生能源，具有良好的節能減排優勢。作為一種可持續發展的清潔能源，在我國大部分采暖區的太陽能資源相當豐富，為我國進行太陽能的利用提供了良好的前提條件與發展前景。

我國需要采暖的寒冷和嚴寒區域大部分基本太陽能資源和豐富和較豐富，只有東北等部分采暖區域太陽能資源略差，從資源條件來看在我國西北廣大采暖地區利用太陽能作為采暖用能的替代能源具有得天獨厚的優越條件。

太陽能采暖系統是一種滿足住戶采暖和熱水供熱需求的新型太陽能熱水系統, 是太陽能熱利用技術的延伸。

太陽能采暖系統由太陽能集熱器（平板太陽能集熱器、真空管太陽能集熱器、U型管太陽能集熱器、熱管太陽能集熱器）、水箱、連接管道、控制系統等輔材構成。是指將分散的太陽能通過集熱器，把太陽能轉換成熱水，將熱水儲存在水箱內，然后通過熱水輸送到發熱末端（例如：地板輻射采暖、散熱器采暖），提供建筑供熱的需求。

太陽能采暖系統主要由熱能提供（即太陽能集熱器和輔助能源）、儲熱和換熱設備和熱能利用（提供生活熱水和采暖）三部分組成。

與太陽能熱水器相比，太陽能采暖系統采暖負荷在不同月份變化很大，熱水負荷四季差別較小；熱水系統進水溫度較低，供水溫度較高，而采暖系統供回水溫差較小；太陽能與采暖負荷存在明顯矛盾：太陽能輻照強度高的月份( 3～10月) 不需要采暖，太陽輻照強度高的白天采暖負荷較夜低。

正是基于這樣的差異，在采暖系統設計中不能簡單把熱水系統放大，而必須考慮輔助能源、太陽能保證率、系統的防凍問題、系統的過熱問題以及換熱系統的設計，其中尤其需注意系統的過熱問題和換熱水箱的設計。

三，太陽能采暖系統的利用要點

（一）根據實際情況合理采用太陽能。

由于我國西北地區地域面積廣大，不同地區冬季的最低氣溫不同，不同地區每平方米獲得太陽輻射的功率不同，所以不同地區需要取暖能量的多少差別很大。要想利用太陽能取暖或者要開發太陽能取暖應從以下幾個方面去考慮：

1、 當地冬季的最低氣溫是多少？

2、 當地在1月1日---2月1日期間最多連續陰天幾天？

3、 當地接收太陽輻射能量級別是幾級？

4、 在寒冷的季節房屋的散熱功率是多大？

5、 你所采用的太陽能接收器每平方米的接收功率是多大。

6、 你準備設計的最低室溫是多少？

按照以上六個方面，在設計太陽能取暖房時，必須滿足太陽能接收器每天接收的總能量大于房屋每天散出的總能量，才能達到較理想的取暖效果。

（二）太陽能采暖系統技術方案

1. 太陽能集熱器選型

系統選型主要考慮以下因素：a.太陽能集熱器類型；b.系統工作方式，自然循環或強制循環，閉式系統或開式系統；c.換熱方式，直接系統或間接系統；d備份熱源，電加熱器、燃氣鍋爐、燃煤鍋爐、生物質鍋爐、熱泵等；e.管材和水箱材質。

2. 太陽能采暖系統輔材的選擇

（1）管路

太陽能采暖系統采用的管材和管件應符合現行產品要求，管道的工作壓力和工作溫度不得大于產品標準標定的允許工作壓力和工作溫度。太陽能集熱系統管道可采用鋼管、薄壁不銹鋼、塑鋼熱水管、塑料與金屬復合管等。以乙二醇為主要成分的防凍液系統不宜采用鍍鋅鋼管。熱水管道應選用耐腐蝕并符合衛生要求的管道，一般可采用薄壁銅管、薄壁不銹鋼、塑料熱水管、塑料與金屬復合管等。設計時，應在系統管路必要位置設置排氣裝置、泄水裝置、溫度計、壓力表、安全閥、膨脹水箱等輔助設備。閉式系統應設置膨脹罐或泄壓閥。

（2）管路保溫

太陽能熱水系統的集熱系統連接管道、水箱、供水管道均應保溫。常用的保溫材料有巖棉、玻璃棉、聚氨酯發泡、橡塑泡棉等材料。 管道保溫材料選用是有以下要求：保溫材料制品的允許使用溫度應高于太陽能系統工作的介質最高溫度。保溫材料不宜采用有機物，以免生蟲。腐爛、生菌、引鼠。宜采用吸濕性小、存水性弱、對管壁無腐蝕作用的材料；室外管道保溫層外應加保護層防水。保溫材料應采用非燃和難燃材料。應符合GB50016《建筑設計防火規范》的要求；電加熱器的保溫必須采用非燃材料。

（3）輔助采暖系統的選用

太陽能應用在西北地區有一定的季節性限制，只能在春、夏、秋三個季節上使用，并只是提供生活熱水，在冬季做采暖使用，太陽能輻照強度隨著時間、季節和天氣是顯著變化的，大部分的太陽能采暖系統需配備輔助采暖系統，當陰天、夜晚等太陽能滿足不了采暖需求時，由輔助能源系統提供全部或部分熱能。

第一輔助熱源部分可取自農村的煙囪與火炕的結合部位排放出的熱量。根據實際條件輔助熱源無成本運行提高利用率等因素，結合西北氣候特點及民俗習慣，在寒冷的冬季，北方人喜歡睡火炕，四季依賴資源豐富的作物秸稈，作為無成本燃料，用來做飯，同時用來加熱火炕。從其煙囪向戶外排放大量的熱能，合理開發再次利用，利用真空超導技術實現輔助加熱實現無成本運行。

第二輔助熱源可采取風光互補發電技術加以輔助采暖，其取暖采用散熱器，可用節水節能的超導暖氣等，并可利用剩余的電量用來做居室的照明及生活用電等，主熱源采用平板型太陽能集熱器，提供一次投入可實現寒冷冬季的熱水采暖及春、夏、秋等季節的生活熱水及洗浴用水的供給。

第三輔助采暖系統可采用能源系統如燃煤鍋爐、燃油或氣鍋爐、電鍋爐以及生物質鍋爐等來輔助采暖。

3.太陽能采暖系統防凍問題的解決

太陽采暖系統是一個四季運行的系統, 系統須考慮冬季的防凍問題。太陽能集熱系統防凍設計是嚴寒寒冷地區太陽能液態工質集熱器系統應用的關鍵問題之一，主要包括系統工藝設計和控制策略設計。

太陽能集熱系統常見的防凍設計主要有集熱系統防凍液防凍、集熱系統排空防凍、集熱系統排回防凍、電伴熱帶防凍和蓄熱水箱水反沖循環防凍等幾種。這幾種方法各有特點，各有優劣勢。

集熱系統防凍液防凍通過在集熱系統中充注防凍液防凍，適用于金屬流道集熱器間接系統，尤其在平板太陽能集熱系統中應用較多，國外較常見。該方法的主要優點為防凍可靠，防凍溫度可調。

集熱系統排空防凍方法在循環泵停止運行后，集熱系統中的水通過重力作用落回貯熱水箱，屋面集熱系統不存水，從而防止凍結發生。該方法多用于平板集熱器直接系統，國內應用較普遍。該方法的主要優點為簡單，易操作，投資小。

集熱系統排回防凍方法在循環泵停止運行后，通過重力差將儲液罐中的空氣頂入集熱系統，使屋面上系統中充滿空氣以達到防凍效果。該方法主要用于金屬流道集熱器承壓的閉式小型系統，尤其在平板太陽能集熱系統中應用較多。

電伴熱帶防凍方法通過在集熱系統管路上敷設電伴熱帶，當管路溫度低于設定溫度時，電伴熱帶啟動利用電加熱管路，防止管路凍結。該方法應用范圍較廣，國內應用較多。該方法的主要優點為簡單易行。

蓄熱水箱水反沖循環防凍方法通過在集熱系統典型位置設置溫度測點，當該溫度低于設定值時開啟循環泵，將貯熱水箱中高溫水引出沖刷系統以實現防凍。該方法適用性較好，可用于多種集熱系統，國內應用較多。該方法的主要優點為簡單易行，無需增加其他設備。

4.系統的過熱問題。

采暖系統集熱器面積較大, 非采暖季節會出現太陽能得熱量遠大于供應熱水所需要熱量, 因此會出現過熱問題。如果設計不當, 會造成系統溫度高于系統部件工作允許溫度, 導致部 件壽命縮短和連接件漏水,甚至會產生安全問題。可以采用集熱器排空、集熱器悶曬運行、設計散熱系統, 以保證系統在安全溫度下運行等措施解決系統過熱的問題。

四，太陽能采暖的注意事項

在被動太陽能建筑基礎上發展起來的太陽能空氣采暖系統以其簡單、可靠、無凍結泄漏危險的特性得到了越來越多的關注；太陽能生活熱水系統仍然是太陽能主動系統在寒冷嚴寒地區建筑應用中最常見的方式，但還需要在建設從業人員培訓、產品可靠性耐久性提高以及產品性能提升方面等進一步努力，以迎接可能的建筑強制安裝措施；太陽能供熱采暖技術是寒冷嚴寒地區太陽能建筑應用的發展方向，技術上較成熟，造價較高，可與被動太陽能技術綜合利用，力爭在小范圍試點的基礎上穩步推進；太陽能空調技術隨著中高溫集熱技術的發展，逐漸進入工程試點示范階段，目前造價仍高，系統較復雜 ，在寒冷嚴寒地區需求不大，可進行探索性試點；建筑一體化太陽能光伏發電技術在政策扶持下通過在標志性公共建筑上應用積累經驗，在國家相應政策的配合下，系統盈利模式確立后再規模化推廣。

五，太陽能采暖系統的推廣障礙

目前，我國的太陽能供熱采暖系統尚處于示范階段，該技術在西北廣大地區的推廣應用還主要一些障礙有待解決：

1.在中高溫工作條件下仍有較高效率的集熱器部件仍有待商品化;

2．太陽集熱系統在非采暖季所收集熱量需要有其他用途，以防止集熱系統過熱，在嚴寒地區可配合地埋管源熱泵系統作為地埋管系統補熱用；

3.與太陽能供熱系統相配套的加熱器、水箱、熱交換器等附件仍有待開發和產業化；

4.目前每建筑平米增投資約150元，投資偏高，阻礙了技術推廣，有待于進一步降低系統成本。

盡管如此，太陽能作為一種可再生能源受到越來越多的重視。據估算，我國西北村鎮地區被動太陽房的建筑面積已超過2000萬m2 ，取得了較好的應用效果。目前我國太陽能采暖在城市得到了良好的發展，但是對于農村尤其是西北農村來說，還沒有深入到各家各戶，郊區農村尚有很多村民仍在使用傳統燃煤采暖，其煙塵排放流動傳播無疑會對城區大氣環境產生影響。因此，當下太陽能采暖推廣正當時。

參考文獻：

[1]張寧.北方地區集合住宅被動式太陽能采暖策略及應用分析報告.北京交通大學.2011年

[2]庾漢成.結合青海地區特點談規劃階段太陽能的應用.工業建筑.2011.07期

篇5

關鍵詞：太陽能技術、光伏發電、供熱、制冷

在石油、天然氣、煤炭能源日益緊缺的背景下，各國均大力發展和利用太陽能。其中，日本、歐美等經濟發達、能源消耗嚴重的國家對太陽能的利用起步較早，在技術和應用上已處于世界領先地位。由于增設太陽能系統會造成建筑一次性投資的增加，制約了太陽能的利用和太陽能技術的推廣，為了充分利用這種潔凈的可再生能源，政府應在政策上給予扶持和優惠。使太陽能技術在建筑中的應用更加具有廣泛性和可實施性，從而減少常規能源對環境的破壞和污染。

1.太陽能技術在新疆建筑應用的可行性

太陽能是每年輻射到地球上的能量達1813億噸標準煤，相當于全世界年需要能量總和的5000倍，是地球上最大的能源庫。按照目前太陽質量消耗速率計，太陽內部的熱核反應足以維持600億年，相對于人類發展歷史的有限年代而言，可以說是“取之不盡、用之不竭”的能源。 地球上太陽能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關。資源豐富度一般以全年總輻射量和全年日照總時數表示。就全球而言，美國西南部、非洲、澳大利亞、中國、中東等地區的全年總輻射量或日照總時數最大，為世界太陽能資源最豐富地區。 我國屬太陽能資源豐富的國家之一，輻射總量在3.3x103～8.4x106千焦/米2•年之間。全國總面積2/3以上地區年日照時數大于2000小時。我國、青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古高原的總輻射量和日照時數均為全國最高，屬世界太陽能資源豐富地區之一。

2.太陽能技術在新疆建筑中應用的主要形式

太陽能技術在新疆建筑中的主要包括在光熱轉換和光電轉換兩個方面的應用，從我區的經濟發展現狀和當今能源轉換策略的支持情況來看，光電技術及太陽能在建筑中的熱利用、采暖空調和供應熱水等諸多方面都有廣泛的應用。

2.1太陽能光伏發電技術

（一）太陽能光伏發電的現狀

太陽能光伏發電技術是利用光電轉換原理，將太陽能輻射光通過半導體物質轉變為電能，制造太陽能電池的半導體應采用光電轉換率較大且技術成熟的硅太陽能光伏電池，否則即浪費投資又不經濟。隨著市場上作為光伏發電蓄電池晶體硅的生產工藝的進步，商品化晶體硅光伏電池組件的光電轉換效率的進一步提高，生產規模和市場占有率也有了大幅提升。

（二）太陽能光伏發電在新疆建筑中的利用

1）太陽能光電屋頂。是由太陽能瓦板、空氣間隔層、屋頂保溫層、結構層構成的復合屋頂。太陽能光電瓦板是太陽能光電池與屋頂瓦板相結合形成一體化的產品，它由安全玻璃或不銹鋼薄板做基層，并用有機聚合物將太陽能電池包起來。

2）太陽能電力墻。電力墻是將太陽能光電池與建筑材料結合起來，構成一種可用來發電的外墻在建筑工程中貼用，既具有裝飾作用，又可為建筑提供電力能源，其成本與花崗石一類的貼面材料相當。

3）太陽能光電玻璃。在建筑中，當今最先進的太陽能技術就是創造透明的太陽能光電池，用以取代窗戶和天窗上的玻璃。隨著科技的不斷創新和發展，太陽能發電系統將在技術上取得突破，從而大大提高太陽能發電的效率，成為未來生態建筑不可或缺的組成部分。

2.2太陽能在建筑中的熱利用

（一）太陽能在建筑中熱利用的分類

1）太陽能通風結構的主要形式包括：太陽能集熱墻體以及太陽能集熱屋面。在太陽輻射的作用下，將會誘導熱壓作用下的自然通風，從而實現房間的被動式采暖與降溫。太陽能通風的工作原理是利用太陽輻射能量產生熱壓，誘導空氣流動，將熱能轉化為空氣運動的動能。

2）太陽能熱水在建筑中應用比較廣泛，一般包括太陽能集熱器、儲水箱、循環泵、電控柜和管道等，是目前太陽熱能應用發展中最具經濟價值、技術最成熟且已商業化的一項應用產品。太陽能熱水系統的分類以加熱循環方式可分為：自然循環式太陽能熱水器、強制循環式太陽能熱水系統、儲置式太陽能熱水器等三種。

3）在建筑能耗中，生活熱水、供暖能耗占了相當的比例，利用太陽能來滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的要求具有巨大的節能效益，因此，太陽能采暖技術越來越受到人們的重視。因為新疆在全國的氣候分區屬于嚴寒地區，冬季的采暖能耗占整個建筑能耗的比例相當大，利用太陽能采暖在新疆建筑行業的應用還處在研發階段，并未大面積應用于工程實例當中。有些試點工程在冬季的運行工況不是很好，太陽能采暖在白天還可滿足采暖要求，晚上隨著氣溫降低，耗熱量加大，就必須采用輔助電加熱采暖，能耗相當嚴重，且成本并未減少，太陽能采暖在建筑密度較高的城市采用效果不好，有較多遮擋，運行效果不佳。

4）當前的太陽能空調技術多種多樣，主要是吸收式制冷和光電轉化電能驅動制冷。比較成熟的技術是是將太陽能集熱裝置與溴化鋰吸收制冷系統的進行有機結合，同時將先進的超導傳熱技術應用于太陽能集熱系統和制冷系統，實現夏季可控制冷，目前已經在一些示范工程中有所應用，但由于太陽能空調的技術種類繁多，成熟度也各有不同，因而在新疆的建筑中采用要更加慎重。

3.結語

太陽能技術在新疆的發展前景廣闊，但是，由于新疆地處偏遠，經濟比沿海發達地區落后，在工程中缺乏對先進技術應用的經濟支撐能力。所以，國家應出臺相關的優惠政策，重點扶持新疆在太陽能技術應用方面的示范工程，并逐步總結經驗，并在條件成熟后，出臺推廣太陽能技術應用的地方性政策法規。使太陽能技術在新疆得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

【1】《綠色建筑》 中國計劃出版社 2008

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【關鍵詞】太陽能；能源；能效

1、 系統組成

無動力太陽能熱水系統是一種高效太陽能熱水系統，集熱系統由開式儲熱水箱、閉式波紋管換熱器、真空管等組成，主要流程見下圖1-1。

圖1-1 無動力太陽能系統原理圖

真空集熱管直接加熱水箱內的水并儲存，當用水端開啟時，自來水通過太陽能水箱內的波紋盤管換熱器快速換熱（2℃-5℃的溫差），進入到容積式換熱水器中。當水溫滿足設置要求時（45℃-60℃），直接經容積式換熱水器供到用水端； 當水溫高于設置要求時，經恒溫混水閥混至設置溫度，供到用水端；當水溫低于設置要求時，啟動熱媒循環泵加熱容積式換熱水器內的水到設置溫度，供到用水端。

2、 系統分析

無動力系統將太陽能系統的集熱、儲熱、換熱集成為一體，不使用水泵等驅動換熱，自身能耗低，取消儲熱水箱設計，不增加獨立設備間，降低建筑成本，而且結構緊湊，運行簡單，穩定安全，后期運營成本低。

熱水循環系統采用自然循環加熱，冷、熱水壓力一致，密閉運行，無二次污染。集熱系統為開式系統，集熱系統無需循環水泵。系統輔助能源可采用空氣源熱泵機組，加熱區和高溫區兩部分，空氣源只加熱高溫區水箱內的一次水，充分利用太陽能，降低輔助能源的使用量。

屋頂太陽能集熱板分散式布置，承重要求降低，對屋面荷載要求約為140kg/O。對部分原有太陽能系統的建筑，本系統可利用原冷熱水管道系統，節省造價。

3、 案例分析

3.1太陽能系統介紹

某工程1、2、3、4號樓，原太陽能系統采用集中集熱―分散蓄/供熱式生活熱水系統，每棟樓1個生活熱水系統采用以防凍液為熱媒的系統。集熱循環部分采用強制循環，設膨脹罐。該系統將太陽集熱器收集太陽熱量后，通過換熱器換熱后，輸送至屋頂緩沖水箱中，再由供熱循環水泵輸送至用戶蓄熱水箱內的熱交換器，對蓄熱水箱內的冷水進行加熱。戶用蓄熱水箱（內置熱交換器及輔助電加熱器）放置于各戶衛生間。使用時，用戶開啟用水點即可使用。當太陽能不能保證室內使用要求時，啟動戶用蓄熱水箱輔助電加熱設備。

原太陽能熱水系統，管路復雜，管路系統熱損失明顯，戶內水箱兩種熱源互相干擾，若24小時設定50℃-60℃時，太陽能作用會很微小，電加熱啟動會很頻繁；若設置手動啟動電加熱可更多使用太陽能，但是會造成用戶操作麻煩。 每戶管井內安裝一塊熱水表計量，收取冷水費。物業取費麻煩，每戶有2根水管接至屋頂太陽能，管井內管道較多，適用于多層住宅以及高層建筑的高區用水。 每戶安裝一臺儲水罐，占用戶內空間，每戶安裝電磁閥及控制，增加維修故障點。

3.2運營費用

改造采用無動力太陽系能系統，兩種系統能耗分別對比主要集中在電費、循環熱損失、維護費用等三方面。

原太陽能系統集熱循環介質為防凍液，成分為乙二醇，一般壽命為3年左右，且高溫揮發會造成污染環境。乙二醇市場價格在25元/升左右，更換量按1000L/次計算。原太陽能系統，管路長度約為700米，管道散熱量按12W/m計算，管道熱損約為8.4KW/d左右。循環水泵電費：循環泵功率5.5kw，每天運行5h，5.5KW*5h*1元*300天=8250元/年；循環熱損失：8.4KW*300天*1元=2520元/年；維護費用：一次側循環介質為防凍液，壽命2年，按每2年更換一次，防凍液計算費用為：1000L/3*25元/L=8333.33元/年；合計：19103元/年；

無動力太陽能系統低區利用市政壓力，無需外在動力；增加高區冷水壓力，太陽能入口壓力不小于0.2MPa，按增加能耗約為1KW/小時，每天按開啟5h計算。循環水泵電費：1KW*5h*300*1元=1500元；無循環熱損失；維護費用：2000元/年；合計：3500元/年。

3.3土建成本

原太陽能水箱需要增加建筑面積約為15O，以北京市土建價格4000元/O計算，增加的建筑成本約為6萬元。 屋面水箱間對屋面承重要求高，會增加建筑結構成本增加。

3.4總費用

系統運行10年，全部4棟建筑，原太陽能系統與無動力太陽能系統年運行費用對比見表3-3。

4、 結論

本文通過對無動力太陽能系統工程應用的介紹，與原太陽能集中熱水系統進行系統與能效對比，無動力太陽能系統集熱效率的明顯提高，運行費用顯著降低，經濟效益和環境效益良好且消除了傳統系統的主要運行故障，不給用戶帶來額外負擔，適應范圍廣，值得在以后的太陽能系統的應用中推廣。

參考文獻：

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關鍵詞：太陽能；太陽能建筑；住宅建筑；新能源

隨著社會和科技的持續發展，能源問題與環境問題一樣，已經成為影響中國社會經濟發展的關鍵因素，發展可再生能源對于我國保證能源供應和環境的改善都具有十分重要的戰略意義。太陽能是優質的可再生能源，我國的太陽能資源非常豐富。近年來我國在太陽能利用方面有了一定的基礎，特別是在太陽能建筑應用方面，太陽能建筑在調整住宅能耗結構、保障建筑能源安全，降低溫室氣體排放、保護大氣環境，解決農村和偏遠地區用能、提高國民生活質量，以及推進和實施我國住宅產業化政策等諸多方面產生積極的影響。

1、太陽能建筑的定義

傳統意義上的太陽能建筑指經設計能直接利用太陽能進行采暖或空調的建筑。比較成熟的是通過太陽能的光熱作用，在冬季，對室內空氣進行加熱。太陽能采暖建筑，一般分為主動式和被動式兩大類。

隨著太陽能利用科技水平的不斷提高，太陽能建筑已經從太陽能采暖建筑發展到可以集成太陽能光電、太陽能熱水、太陽能吸收式制冷、太陽能通風降溫、可控自然采光等新技術的建筑，其技術含量更高，內涵更豐富，適用范圍更廣。

準確定義太陽能建筑很困難，但從國際和國內的研究和實踐經驗來看，太陽能建筑(Solar Buildings)至少應該包含以下幾個層面的內涵：一、目標是盡可能的充分利用太陽能來滿足建筑能耗和健康環境的需求，降低常規能源在建筑能耗中的比例；二、實施是有壽命周期的，應體現在建筑物策劃、設計、建造、使用、維護以及改造等活動中；三、推廣應因地制宜，針對區域氣候特征、經濟發達程度以及建筑使用特征等因素，采用適宜的建筑技術和太陽能技術；四、發展應基于綜合的、多角度的比較，包括生態設計、建筑節能、投資平衡、復合其它可再生能源、選擇配套的常規能源等；五、研究是不斷發展的，不僅包括應用理論和計算方法，還應向能效評價、工程實測等多方面深入。

2、太陽能能源在住宅建筑中的利用

2.1主動式太陽能建筑

主動式太陽能建筑是通過高效集熱裝置來收集獲取太陽能，然后由熱媒將熱量送入建筑物內的建筑形式。它對太陽能的利用效率高，不僅可以供暖、供熱水，還可以供冷，而且室內溫度穩定舒適，日波動小，在發達國家應用非常廣泛。但因為它存在著設備復雜、先期投資偏高，陰天有云期間集熱效率嚴重下降等缺點，在我國長期未能得到推廣。

2.1.1太陽能熱水器系統

由于將太陽能轉化為溫度不太高的熱水，只要用簡單的裝置即可實現，因而被廣泛采用。供應熱水可以采取集中的方式，也可以用于單獨的住宅中。集中供應熱水，需要有一定的場地和基建投資，經濟效益較高，適用于人口較集中的城鎮。單獨供應熱水，設備簡單，不需要專門的管理人員，在城鎮和鄉村均可采用。

目前在我國市場上常見的太陽熱水器有以下幾類：

(1)平板太陽熱水器。它由平板集熱器與熱水箱組成，一般采用自然循環運行方式。

(2)真空管熱水器。它由多支玻璃真空集熱管直接插入水箱構成，一般采用自然對流換熱；每支真空集熱管與水箱插孔間放置硅橡膠制成的密封圈。真空集熱管的熱損系數小，故用它做成的太陽熱水器在冬季有較好的熱性能，適合在北方地區使用。

(3)悶曬式熱水器。它是集熱與貯熱合二為一的整體式熱水器，一般由二至三個涂黑的圓筒組成，以結構簡單、造價較低為特色，缺點是夜間散熱大，熱水不能過夜使用，在冬季也不能用。它在農村有較大的推廣面。

2.1.2太陽能熱泵采暖系統

太陽能熱泵采暖系統是利用集熱器進行太陽能低溫集熱，然后通過熱泵，將熱量傳遞到溫度為35??-50℃的采暖熱媒中去。冬季太陽輻射量較小，環境溫度很低，使用熱泵則可以直接收集太陽能進行采暖。將太陽能集熱器作為熱泵系統中的蒸發器，換熱器作為冷凝器，這樣就可以得到較高溫度的采暖熱媒。

太陽能熱泵采暖系統主要特點是花費少量電能就可以得到幾倍于電能的熱量，同時可以有效地利用低溫熱源，減少集熱面積，這是太陽能采暖的一種有效手段。若與夏季制冷相結合，應用于空調，它的優點更為突出。

2.2被動式太陽能建筑

被動式太陽能建筑是指太陽能向室內的傳遞不借助于機械動力，完全由自然的方式，即蓄熱體進行的建筑形式。所謂蓄熱體一般指可以儲存熱量的集熱體，蓄熱體相對于建筑物構造體有附屬于或不附屬于兩種存在方式。若屬于構造一部分，則一方面支撐建筑物，另一方面具有儲熱體的功能。不為構造體的蓄熱體能很簡單地設置于建筑物中，可靈活增減，配合季節調節室內溫度。

用于蓄熱體的材料很簡單，可以是液態的水、鹽水、油等液體，也可以是固體的磚瓦、預制混凝土、沙、粘土、石塊等。蓄熱體設置在太陽能接收式冷暖系統的建筑物的任何位置都會發揮功用，但為能發揮最大限度的功能，必須選擇理想的位置。

3、太陽能建筑在住宅建設中的重要作用

3.1是調整住宅建筑能耗結構、保障能源安全的現實需求

2009年的統計結果表明，盡管我國民用建筑的整體舒適度低于世界各發達國家，但我國的建筑能耗已經占到當年全社會終端能源消耗的27.8％，接近發達國家(1／3左右)的水平，采暖和空調為主的建筑能耗已占10％以上。因此，在我國《可再生能源法》的編制報告中指出，到2020年可再生能源利用量不低于全國能源消費總量10%。

我國具有豐富的太陽能資源，年日照時數在2200小時以上地區約占國土面積的2／3以上。對太陽能應用的預測結果為，在正常發展和生態驅動發展兩種模式下，2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別達到4.7%和10%

顯然，太陽能建筑將在調整建筑能耗結構、保障能源安全的現實需求和心理需求等方面發揮積極作用。

3.2將大大降低溫室氣體排放和大氣環境保護方面的壓力

有關資料顯示，世界各國建筑能耗中排放的C02約占全球排放總量的l／3。其中，住宅約占2／3。

事實上，我國目前約90％的二氧化硫和氮氧化物排放來自化石能源的生產和消費。大氣污染物造成的酸雨、呼吸道疾病等已經嚴重威脅經濟發展和人體健康。對我國未來C02減排的潛力估計是，到2010年以后，太陽能利用對減排開始有較明顯作用，2020年以后開始有較顯著作用。

3.3是農村和偏遠地區全面建設小康社會的有效手段之一

目前，我國仍有4億左右農村居民，依靠直接燃燒秸稈、薪柴等生物質提供生活用能。全國還有約2萬個村，約800多萬農戶、3000萬人口沒有電力供應。同時，經濟發展水平較高的地區，農村生產、生活用能中商品能源的比例不斷上升，對化石能源需求加大。因此，將現代太陽能理念和技術與傳統的建造技術相結合，解決偏遠地區農房基本能源供應，對全面建設小康社會，保護生態環境具有重要的現實意義。

實際上，截至2002年底的統計數據，今國農村房屋建筑面積已達256.2億平方米。其可以利用的屋頂面積是可觀的。

4、今后太陽能建筑利用的發展前景

現在太陽能的利用到了一個新的發展階段，稱為建筑一體化設計，即不再采用屋頂上安裝一個笨重的裝置來收集太陽能，而是用那些能把陽光轉換成電能的半導體太陽能電池板直接嵌入到墻壁和屋頂內。這種一體化的設計思想是由美國太陽能協會創始人施蒂文?斯特朗20年前所倡導的，由于當時太陽能電池過于昂貴，無法實施。如今太陽能電池的價格只有80年代的三分之一，所以現在推廣的可能性大大增加。

我們在大力提倡使用太陽能的同時，也要強調在工程設計中建筑的整體美、造型新以及技術的先進性，注意設計中屋頂墻面所用的太陽能電池板的設置位置，面積大小與建筑立面的造型與環境是否協調等多方面的因素。

參考文獻：

[1]高芳葳.太陽能在住宅中的應用.住宅科技，1989，2：33-35.

[2]陸維德.我國太陽能建筑發展對策.太陽能，1999，1：2-3.

[3]李云蒼，Eric，J.Hu，等.新型太陽能吸附式制冷系統研究.新能源，2000，22(11)：1-5，15.

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關鍵詞 太陽能；雨水處理；資源回收

中圖分類號 TV21 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0171-01

在現代科學技術迅猛發展的今天，隨著經濟的發展和人民居住水平的提高，城市居住區所需的生活用水量大幅度增加，從而增加了城市供水的壓力，尤其是在景觀綠化方面和居民生活洗漱方面用水負荷大。雨水作為一種重要的水資源，未經任何利用即隨地表徑流大量流失，造成資源的浪費，雨水資源利用系統可將雨水收集并經過相應處理后作為景觀和生活洗漱用水，且太陽能既是一次性能源又是可再生能源，且資源豐富，又對環境無任何污染，是再生資源中最容易取得的自然資源，在雨水的利用系統中引進太陽能技術，即太陽能發電系統可將太陽能轉換為電能直接饋入電網或儲存在蓄電池中，并應用于雨水處理裝置系統中，處理后的雨水則可轉化為景觀用水和生活洗漱用水，這樣既增加了雨水的循環利用，又緩解了水資源的負荷壓力。

1 雨水處理系統中太陽能利用的可能性及應用

雨水利用特點主要是間歇性，我國多數城市雨季又是在陽光充足的夏秋季節，這都適合太陽能的利用，且從經濟上太陽能電池的制造成本也逐年的在下降，從2000年至2004年下降了25%，且在日本和德國均有實例，日本的神奈川縣利用太陽能電池噴水，收集的雨水經過沉砂槽、過濾槽，流進碎石調蓄槽，之后靠太陽能電池泵噴出，形成水景，再經過這些設備循環流動。德國柏林利用太陽能為景觀池的水進行雨水循環，形成小溪流水。所以雨水的太陽能處理后用于景觀和生活洗漱技術是可行的。

可利用有利條件設置太陽能發電設備，利用雨水處理場地的開闊地面、光照條件等有利條件設置太陽能發電等，多余的電力可輸入至蓄電箱；濾池上方空間可進太陽能發電，其濾池大面積的暴露在陽光中，如在濾池上方加設防護罩，在活動罩上設置太陽能電池，以進行雨水處理系統的應用；取水口也可設置太陽能發電，貯水池水面可設置太陽能電池以加強水質管理，以進行水質的處理。

2 雨水轉化為景觀及洗漱用水的相關處理技術

1）雨水的收集與截污。雨水收集主要包括屋面雨水、廣場雨水、綠地雨水和污染較輕的路面雨水等，雨水的收集應該根據地形的特點，考慮部分垂直面上的雨水采用直接泵送雨水利用系統進行泵送，計量采用外收集或內外兩種收集方式進行收集，多采用檐溝、收集管、水落管和連接管進行收集，可設置一些攔截樹葉等大的污染物的截污裝置或初期雨水的棄流裝置，截污裝置可以安裝在雨水斗、排水立管和排水橫管上，定期進行處理。2）雨水調蓄。首先可以采用雨水調蓄池，設計地表調蓄池時應盡量利用天然洼地或池塘，減少土方，減少對原地貌的破壞，并應與景觀設計相結合。多采用地上開敞式調蓄池，應結合景觀設計和小區整體規劃以及現場條件進行綜合設計，設計要將園林、水景、雨水的調蓄利用等有機的結合。3）雨水處理。雨水處理可采用常規處理，①沉淀處理，在沉淀池中將雨水的固體顆粒在流動中從水中分離，待雨停止后再靜沉一段時間，之后取出其上清液，有條件的可利用景觀水池、濕地水塘進行沉淀，并可進行沉淀試驗確定其沉淀效果；②過濾處理，可采用過濾池直接過濾掉懸浮固體等，主要應用表面過濾，采用粗濾、微濾和膜濾的順序進行過濾；③消毒，通過消毒劑或其他消毒手段滅活水中的病原體，可采取液氯消毒、臭氧消毒、次氯酸鈉消毒、紫外線和二氧化氯消毒，使其水質符合相關生活用水的指標要求。

3 處理雨水用于景觀及洗漱水量計算

雨水回收系統中收集池有效容積確定與其計算是確定景觀和洗漱用水的依據，首先是雨水量的計算，可以根據當地氣象部門提供的該地區的年平均降雨量及逐月降雨量等水文資料，采用徑流系數法確定，設計用水量則按照景觀目標用量分類需求計算，還要考慮雨水流經系統中各裝置的損失，一般按照設計水量的5%-10%確定。生活洗漱用水則較多，且不可循環，設計該住宅小區雨水用于生活用水可根據用水定額，大致制定如下：早晨用水2 L/（m2?d）；中午用水1 L/（m2?次），晚上用水2 L/（m2?d），依據以上數據計算該小區年生活洗漱雜用水量。

4 處理雨水應用景觀用水要點

1）雨水處理。雨水污染對地表水影響很大，雨水所攜帶的污染物進入水體后容易造成水質惡化與富營養化。因此雨水作為景觀用水前，要進行合理合格的處理。需要根據風景區河湖及雨水水質的分析結果，選取合理可行的雨水處理方法。從綜合分析和歸納所知，一般小區區內雨水水質主要污染物為CODCr、SS、TN，雨水B/C約為1/6，可生化性較差，可用生態方法-人工濕地來處理雨水。通過利用基質―微生物―植物這個復合生態系統的物理、化學和生物的三重協調作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對水體的高效凈化。有關研究結果表明，一般人工濕地對BOD5的去除率可達85%-95%，CODCr的去除率可達80%以上，出水中BOD5的濃度在10 mg/L左右，SS濃度小于20 mg/L。2）景觀用水回流。景觀用水回流可在景觀場設置大型水面、戲水池和溪流三部分。配合建筑設計，在水面的長軸一端分多個入水口配水入池，在長軸的另一端分上、下兩層多個回水口回流。在回水總管末端設兩道不銹鋼格柵及篩網， 以利于清理格柵時，互換截污。格柵后設置總閥門，用來控制和調節水位高度。除大型水面進、出水部分應注意盡可能地避免死水區，適當地設置沖洗噴頭之外，溪水的回流也應考慮對小溪結構本身的利用。

5 處理雨水應用生活洗漱用水要點

1）明確年雨水收集影響因素，家庭式的雨水收集利用，可以解決廣大人民的生活洗漱用水問題，一般小區年均可收集雨量受氣候條件、降雨量在各季節的分配、雨水水質情況等自然因素以及特定地區建筑物的布局和結構等其他因素的制約。2）保證其水質，這也是最重要的措施。①加強地面環境衛生管理，最大限度地減少地面的垃圾等污染物；②屋面表層采用水泥磚等非污染性材料，避免用瀝青油氈類污染性表面鋪裝防水材料；③設計中盡可能讓屋面雨水和路面雨水先流入低勢綠地或路邊綠化淺溝，發揮綠地植被和土壤的截污和凈化功能。第四雨水的主要通道和集中入湖口設置必要的格柵或濾網等截污裝置。

6 結束語

目前太陽能處理雨水的應用技術還處于初級階段，尤其是在大多數城市大量利用直接水源的情況下，因此應該擴展該技術，使得城市的建設與生態環境與此相結合，使雨水利用合理化、安全化和規范化。

基金項目：安徽建筑工業學院2011年度大學生科技創新基金項目。

參考文獻

[1]車伍,等主編.城市雨水利用技術與管理[M].中國建筑工業出版社,2006.

[2]車武,等.生態住宅小區雨水利用與水景觀系統案例分析[J].城市環境與城市生態2002,15(5):34-36.

[3]李梅,等.某住宅小區雨水資源利用分析[J].山東建筑大學學報,2010,25(2):184-187.

[4]中國建筑設計研究院.GB 50400―2006建筑與小區雨水利用工程技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2006.

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論文關鍵詞：太陽能，方案優化，貨幣時間價值

 

一、引言

我國是世界第二能源消費國，同時也是世界生產大國，自然資源豐富，但人口眾多，人均資源不到世界平均水平的一半。資源的緊缺使得我國的能源產品價格總體走勢保持高位運行。由于科技水平和經濟實力等原因，中國在能源方面過度依賴化石燃料，在資源的可持續供應上存在很大壓力。能源儲量與未來幾十年的需求之間存在一個巨大的缺口。

隨著社會的發展，人民生活水平的提高，人們對建筑功能以及舒適度方面的要求也越來越高。與建筑相關的如空調、熱水供應、餐飲、照明、電器、電梯等方面的能耗也日益增加。目前我國的建筑能耗已占到全社會終端能耗的27.5％期刊網，按照這樣的水平，到2020年，我國建筑能耗將達到1089億噸標準煤。建筑用能將危及國家能源安全。因此，在我國開展建筑節能工作刻不容緩。

太陽能作為一種可持續利用的清潔能源，被認為是2l世紀以后人類可期待的、最有希望的能源，得到了國際社會的普遍重視。各類建筑是利用太陽能等可再生能源的良好載體，結合建筑充分利用太陽能等可再生能源是實現建筑能源結構可持續發展的重要內容。其中太陽能熱水系統用于提供熱水，可大大節省燃料費用。

由于工程對象的特殊性：初始投資成本大，項目壽命周期長，所耗能源的持久性等特點，更應該綜合考慮后續能源消耗資金對現時初始投資項目選擇的影響。這樣更能客觀公正地選擇出最優解。

在價值工程中，認為資金進入社會再生產過程后會隨著時間的推移，貨幣產生價值增值，即貨幣是具有時間價值的，運用模型，考慮貨幣時間價值因素對數據產生的影響：

其中：P—現值；A—年金； i—利率；n—期限

在方案的初始選擇中，考慮項目周期內能源的耗費相當重要，在工程設計中，我們不能只顧初始投資成本的選擇期刊網，而要兼顧后續費用是否與初始投資成本之間存在合理的性價比。

本文就貨幣時間價值在無錫某小區太陽能熱水系統設備選型中所起作用與同行共同探討。

二、工程概況

無錫某酒店地下一層，地上十層，建筑高度36.7m。地下一層為汽車庫和酒店輔助用房，地上一層為酒店大堂和咖啡廳，二層為酒店人員辦公層，三層以上為酒店客房。酒店建筑面積約為1萬平方米。共有客房104間，均為雙人房，共有床位208個。

三、太陽能熱水系統原理

本工程熱水系統原理圖如下：

本工程太陽能熱水系統的運行控制原則是：在確保24小時熱水充足供應的前提下，盡可能利用太陽能加熱。

太陽能熱水系統的運行原理是：

1.設儲熱水箱內溫度為T1，集熱水箱內溫度為T2，高區熱水回水管網最低點溫度為T3，太陽能集熱板最高點溫度為T4。

2.當T3<50℃時，啟動熱水循環泵，當T3>58℃時，關閉熱水循環泵。

3.當儲熱水箱內水位低于三分之一時，啟動供熱泵，同時開啟F4電控閥，關閉F3電控閥。此時，如果集熱水箱內水溫>55℃期刊網，則開啟F1電控閥，關閉F2電控閥；否則關閉F1電控閥，開啟F2電控閥，采用燃氣熱水器輔助加熱。當儲熱水箱內水位滿時，關閉供熱泵，關閉F3電控閥。

4.當T1<50℃時，則開啟供熱泵，開啟F2、F3電控閥，關閉F1、F4電控閥。

5.當T1達到60℃時，則關閉供熱泵，關閉F3電控閥。本條優先級低于第3條，當第3條發生時，暫緩執行本條。

6.當T4-T2>10℃時，啟動集熱循環泵；當T4-T2<2℃時，關閉集熱循環泵。

四、集熱板的安裝

由于本酒店外墻安裝幕墻，并且幕墻高出屋面9米左右。如果將太陽能集熱器直接安裝在屋面上，太陽光將完全被幕墻擋住，無法起到集熱效果。經與甲方協商后，決定在幕墻頂部高度的位置做構架。構架主體為混凝土井字梁期刊網，集熱板安裝在梁上，每排集熱板前后的梁上擱置鑄鐵格柵，作為檢修通道。見下圖一和圖二。

圖一

圖二

五、經濟比較

現行設計思路均為常識性的做法或根據甲方要求進行設計，很少在設計當時就通過理論公式進行科學的設備選型，本文主要基于價值工程理論結合實際進行熱源選擇。

該項目集中供應熱水系統比較適合選用的熱源有：

（1）傳統耗能熱源：蒸汽、燃氣、電能；

（2）新型節能環保熱源：太陽能、空氣源熱能和水源熱能。

（一）輔助熱源經濟性分析

設定系統每天將20噸15℃的水升溫到60℃，總共耗費的能量為37.62×105kJ。

計算如下：

Q=CpmT＝4.18×20×103×（60－15）＝37.62×105kJ

式中：Q—該熱水系統運行需要的能量（kJ）

Cp—水的定壓熱容（Cp=4.18KJ/kg?℃）

T—水的溫升（即熱水溫度與基礎水溫之差）

m—水的質量（kg）。

1、各種燃料的當量熱值分別為：

燃油：42500kJ/kg；電：3600kJ/Kwh；工業煤：29300kJ/kg；天然氣：39757kJ/m3

2、鍋爐效率及能源費用如下表：

 

類別

燃油鍋爐

電鍋爐

燃煤鍋爐

燃氣鍋爐

空氣源熱泵

效率

80％

95％

50％

90%

380%

能源費用

柴油：5.0元/ kg

電：1.00元/KWh

煤：0.85元/ kg

篇10

關鍵詞：應用型；工程力學；思維能力；教學方式

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0133-02

一、引言

2014年6月，國務院提出要推動一批本科高校轉型發展，建立中國高校的分類體系，更多地培養應用型人才和技術技能型人才，其根本目的是使高等教育培養的人更加符合經濟社會對人才的需求。然而在實踐過程中，高校除了面臨著更新教學理念、提高教師能力、增加教育投入、加強學風考風建設等諸多課題之外，課程建設同樣面臨著配套改革的艱巨任務。工程力學課程作為給排水、工程管理、熱能動力、建筑環境、機械等相關專業的重要專業基礎課，其課程體系、教學內容與教學方法能否適應“應用型”人才培養要求，對于后續專業課的開展及學生科學思維能力的前期培養具有深遠影響。目前工程力學課程仍沿用傳統的教學模式，教學效果難以令人滿意。本文以東北電力大學開設的工程力學課程為背景，以培養學生思維能力為主題進行了專題探討，并在實踐中進行了驗證，取得了較好的應用效果，為探索工程力學課程在應用型人才培養過程中改革途徑，提高教學質量提供了有益的經驗。

二、高等學校轉型發展，推動了工程力學課程改革

工程力學課程是一門與工程實際聯系緊密且體系完整的經典課程，屬于一門實踐應用型的工科學科，具有較強的理論性、邏輯性和系統性。課程由理論力學和材料力學組成，理論力學以物體的受力分析、力系的簡化和物體的平衡分析為主，要求學生掌握匯交力系、力偶系和任意力系的平衡分析及帶有摩擦力的物體的平衡分析方法；材料力學以桿件的變形破壞分析為主，要求學生掌握桿件的內力、應力和變形的分析研究方法，能對桿件進行合理的強度、剛度和穩定性設計。從知識的角度看，該課程的理論性強、教學推導多，因而授課過程很容易陷入“填鴨”模式，學生只能疲于應付。在高等學校轉型發展的要求下，為充分發揮工程力學的基礎先導作用，必須首先培養好學生的科學思維能力，這也是培養學生學習能力、應用能力的先決條件。轉型發展的核心就是要培養“應用型人才”，培養學生工程能力和工程創新能力，提高學生社會職業素養和就業競爭力。工程力學課程改革就是要構建“應用型人才”培養需要的新型體系，對教育理念、教學內容、教學方法等方面諸多方面進行系統優化。

三、課程改革的具體內容及措施

1.統籌設計，從教學內容及方法上注重培養學生科學思維能力。科學思維能力包括理性思維能力、辯證思維能力、系統思維能力、邏輯思維能力和創新思維能力。培養科學思維能力就是指通過訓練，使學生掌握科學思維的靈活性、敏感性、邏輯性、周密性和條理性。為此，在教學中我們著重從課程內容和教學方法入手，有意識地引導學生在學習知識的同時注重思維能力的訓練和提高。①利用力學問題的解題特點，培養學生思維的靈活性和敏感性。力學問題多數具有一題多解的特點，教學過程中在靜力學中處理物體系的平衡問題中，通過先取整體然后取部分為研究對象進行求解，再變成分別以物體系的組成部分為研究對象進行求解；在材料力學中，已知力求位移先通過卡氏第二定理求解，再用單位荷載法求解，自然可以使解決問題過程妙趣橫生，而相同題型采用不同的求解方法，不但能培養學生思維的靈活性，還能使學到的知識及方法融會貫通。久而久之，自然形成了遇到問題勤于思考、善于思考的良好思維習慣，思維靈活了，對問題實質的敏感性提高了，解決問題的方法也就更多了。由此可見，通過自己的探索，找出最佳方案，對于提高學生學習興趣和自信心的培養都至關重要。②通過梳理概念與定理之間的關系，培養學生思維的邏輯性。教學過程中，始終貫穿對各概念與定理之間關系的內在邏輯描述，從力的概念推廣到力系的平衡條件；從工作應力、極限應力、許用應力推廣到強度條件；從變形推廣到剛度條件。教學中每個概念的提出，每個定理的推導及應用，都通過教師的引導展現出環環緊扣、層層遞進的嚴密邏輯。讓學生通過學習和聯系，建立起思維的嚴密邏輯。整個課程下來，學生既學到了知識，又對課程的體系有了深刻的了解。同時，學生通過對重要定理推導和相關聯系題的訓練，構成了邏輯嚴謹的認知體系，邏輯思維能力也會有較大的提高。③利用問題求解過程，培養學生思維的周密性和條理性。教學中注重總結工程力學的解題思路及過程，再把分析問題的過程加以強化，帶領學生進行周密思考，并把結果讓學生進行準確表達。鍛煉學生表達能力的同時就客觀鍛煉了學生的思維條理性。比如在靜力學中，為解決復雜力系的平衡問題，首先將復雜力系簡化，然后得到平衡方程，再利用平衡方程求解；在材料力學中，為研究構件在組合變形中某一橫截面處的最大應力，先將引起構件發生每一種單一變形時在該截面處的應力求出來，然后再將這些應力疊加即為所求的構件在組合變形中在該橫截面處的應力，同時可以從中找到最大應力值。在這些內容教學時注意強調分析過程和解決辦法。一旦學生理解了解決問題的思路，就能觸類旁通，并靈活應用。通過對受力分析時受力圖的繪制；各種變形中構件內力圖和截面應力分布圖的繪制；計算求解時，各種方程式的列寫，都可以較好地培養學生的學術表達能力。④利用知識之間的內在聯系，啟發學生的創新思維。創新能力的培養是當代教育的核心內容，而創新思維的培養是創新能力培養的前提條件。利用工程力學課程培養創新思維，就要求在教學內容及教學方式上首先進行創新。提煉課程內容里的創新要素，以此啟發學生的創新思維不失為最有效的方法。

2.優化教學內容，增強思維能力訓練。工程力學課程是東北電力大學熱能動力工程、建筑環境等多個專業開設的課程，學時安排略有差異。根據培養方案確定的學時安排，在教學大綱的制定上把增強學生科學思維能力的訓練作為貫穿始終的一條主線。理論學時中，以知識帶動思維訓練；實踐環節中，以工程問題為驅動進行科學思維能力的訓練，通過開設討論課和綜合課，培養學生全局觀念和解決問題能力。實踐中，引入了樓宇、電廠廠房、桁架結構、支撐物體的三角支架設計等工程實例，引導學生的思維創新。突出應用型的人才特色，根據工程需求整合教學內容及結構。將原來課程中單一的知識體系分解成思維培訓體系和知識結構體系兩部分，教材順序進行適當調整，如將軸向拉壓變形、扭轉變形及彎曲變形的超靜定問題歸納到一起講解，優化了課程結構。在縮減課時的同時突出了思維能力培養。結合本校實際，抓住應用型這個特點，進一步精選傳統內容，強調技術應用性知識。根據最新科技發展對工程力學課程的要求及“應用型人才”培養需要，及時充實新的教學內容。

3.借助科技競賽，拓展思維能力訓練。學校圍繞“思維能力”與“創新思維”，組織學生積極參加大學生創新活動計劃項目及國家或省市技能競賽，接受創新思維和工程能力的訓練，使學生把課堂上學到的方法應用于實際競賽之中，在緊張的競賽中拓展思維訓練的成果，鍛煉分析問題和解決問題的能力。與工程力學課程直接相關的競賽（如結構設計競賽、機械設計競賽、大學生力學競賽等各種大學生科技競賽）可以作為拓展思維能力訓練的重要實踐平臺。以2013年吉林省高校聯合舉辦的結構設計競賽中，學生根據所學的力學知識，查閱桁架結構的設計資料，從結構構件的受力特點出發，對構件的結構形式、截面選擇及節點的受力分析做了大量創造性工作，設計出了多種高蹺方案，并取得了良好的競賽成績，讓所學知識能夠學以致用，通過實戰培養了學生的工程創新思維。目前學生正在積極準備參加2014年東北電力大學即將舉辦的賽題為《三重檐攢尖頂仿古樓閣模型制作與測試》的結構設計競賽（全國大學生結構設計競賽），競賽基于當前全球已進入巨震期這一工程背景，引入模擬地震作用作為模型的測試條件，需要學生考慮的受力因素較之以往的大學生結構設計競賽更為復雜。借助科技競賽來拓展學生科學思維的訓練具有很好的效果。

工程力學課程改革方案，經過近兩年的實踐，在更新教育觀念，優化教學內容，改進教學方法、探索新的教學手段方面進行了廣泛探索，進行了大膽改革和實踐。結果表明，通過科學規劃及設計，工程力學課程通過課堂內以知識帶動思維訓練、實踐環節中以問題為驅動思維訓練、競賽上以創新拓展思維訓練，循序漸進，知識與能力并舉，既鍛煉了教師的整合課程資源能力，又使學生喜聞樂見，在學習中增長了才干，提高了能力，為提高應用型人才培養質量創造了良好的條件。

參考文獻：