建筑設(shè)計初級職稱論文范文太陽能建筑設(shè)計研究

　　摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會的進(jìn)步，對于能源的消耗也是與日俱增。據(jù)調(diào)相關(guān)數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計顯示，我國現(xiàn)有建筑中，93%以上屬于高耗能建筑，建筑耗能占社會總能耗約達(dá)20%，而節(jié)能已成為當(dāng)代社會發(fā)展的一個必然趨勢，因此人們對于房屋建筑節(jié)能的設(shè)計提出了更高的要求。本文就建筑節(jié)能設(shè)計之太陽能建筑一體化設(shè)計與研究作了簡要的分析。

　　關(guān)鍵字：太陽能,建筑設(shè)計,一體化

　　引言

　　為滿足房屋建筑設(shè)計能夠達(dá)到節(jié)能、環(huán)保等要求，并充分利用太陽能，在我國掀起了太陽能建筑設(shè)計一體化新浪潮，太陽能建筑一體化設(shè)計已充分得到了重視。太陽能作為一種可再生能源，有著取之不盡和用之不竭的特點，太陽能建筑的發(fā)展尤其在北方等地區(qū)已經(jīng)得到了充分的肯定，對太陽能的開發(fā)與利用已經(jīng)滲入到我國建筑行業(yè)的各個組成部分。下面我就從太陽能建筑一體化的概念、我國太陽能利用現(xiàn)狀以及太陽能建筑一體化設(shè)計等多個方面進(jìn)行論述。

　　一、 太陽能建筑一體化設(shè)計的概念以及現(xiàn)實意義

　　1.1太陽能建筑一體化設(shè)計的概念

　　所謂太陽能建筑一體化實際是指將太陽能利用設(shè)施與建筑進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，利用太陽能集熱器替代屋頂覆蓋層或替代屋頂保溫層，巧妙的將太陽能系統(tǒng)的各個部件融入建筑之中，"相加"設(shè)計，統(tǒng)一施工，使太陽能系統(tǒng)成為建筑不可分割的一部分。既消除了太陽能對建筑物形象的影響，又避免了重復(fù)投資，降低了成本。太陽能與建筑一體化是未來太陽能技術(shù)發(fā)展的方向。

　　1.2太陽能建筑一體化設(shè)計的現(xiàn)實意義

　　太陽能建筑一體化設(shè)計把太陽能的利用納入環(huán)境的總體設(shè)計，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽能設(shè)施成為建筑的一部分，相互間有機(jī)結(jié)合，取代了傳統(tǒng)太陽能的結(jié)構(gòu)所造成的對建筑的外觀形象的影響。綜合利用太陽能，全面實現(xiàn)太陽能與建筑一體化，可補充15%的熱水能耗，采暖、制冷系統(tǒng)可解決60%的建筑能耗，光伏發(fā)電可節(jié)約30%的建筑能耗。因此，太陽能建筑一體化設(shè)計可以有效利用太陽能，形成多功能建筑構(gòu)件，巧妙高效地利用了空間，使得建筑構(gòu)造更為合理，并減輕了建筑負(fù)荷，降低了建筑總造價。

　　二、 我國太陽能建筑一體化設(shè)計現(xiàn)狀

　　從世界太陽能建筑一體化開發(fā)的狀況上看，美國無論是從太陽能建筑的研究以及設(shè)計優(yōu)化，還是材料和房屋部件結(jié)構(gòu)產(chǎn)品開發(fā)、應(yīng)用，均處于領(lǐng)先地位。日本于1974年通產(chǎn)省制定了“陽光計劃”，在太陽能建筑一體化設(shè)計與應(yīng)用方面等領(lǐng)域也處于世界前列。此外，法國、德國、英國等許多的發(fā)達(dá)國家也擁有相當(dāng)先進(jìn)的太陽能建筑應(yīng)用技術(shù)。

　　與世界上發(fā)達(dá)國家相比，我國太陽能建筑一體化設(shè)計起步相對較晚，目前太陽能建筑一體化設(shè)計主要存在著如下問題：首先，太陽能技術(shù)在建筑上的應(yīng)用比較單一，另外，由于可供太陽能集熱用的建筑表面積有限，加之現(xiàn)有太陽能利用技術(shù)效率低下，對于太陽能的利用程度還不高;其次，我國太陽能建筑一體化在建筑行業(yè)中的應(yīng)用尚處于起步階段，對太陽能的利用效果并不理想。究其原因是由于對太陽能的利用缺乏太各行業(yè)之間的相互配合。許多設(shè)計單位對太陽能利用的原理、設(shè)計以及認(rèn)識不足，并沒有把太陽能利用裝置作為建筑的一部分去進(jìn)行考。

　　三、 太陽能建筑一體化設(shè)計實施方案

　　建筑是一個完整的統(tǒng)一體，太陽能建筑一體化設(shè)計要求在保持原有建筑物文化內(nèi)涵的同時，將太陽能系統(tǒng)包含的各種要素視為建筑不可或缺的設(shè)計元素同時加以考慮，巧妙的從技術(shù)以及美學(xué)角度將太陽能系統(tǒng)的各個部件融入建筑之中，統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計與施工，使太陽能系統(tǒng)成為建筑不可分割的一部分。太陽能建筑一體化設(shè)計要求通過太陽能完全滿足采暖、制冷、熱水以及用電等一些生活中的常見需求。

　　3.1 屋頂型

　　就住宅而言。我國現(xiàn)階段住宅以高層為主。屋頂處于最高位置，所受的遮擋相對較少，故屋頂是熱水器安裝的首選位置。以此為依據(jù)，屋頂型又可進(jìn)一步細(xì)分為以下兩種形式：

　　3.1.1屋頂結(jié)合型

　　建筑物屋面具有沒有遮擋且以及陽光接觸面廣等特點，對于太陽能熱水設(shè)備的采光和集熱是非常有利的。太陽能熱水器與屋頂?shù)慕Y(jié)合，使得熱水器可替代建筑的隔熱層與保溫層，這樣熱水器就構(gòu)成了建筑屋頂?shù)囊粋€組成部分，完全或部分取代屋頂覆蓋層。屋頂結(jié)合型不僅減少了屋頂屋面自重，還提高了屋頂?shù)谋匦Ч龠M(jìn)了效益。

　　3.1.2屋頂架空構(gòu)架式

　　在建筑造型上，屋頂是重點設(shè)計部位之一，特別是中高檔住宅小區(qū)，屋頂?shù)脑O(shè)計對建筑整體美觀來說顯得尤為重要。建筑的設(shè)計者做出各種各樣的突出構(gòu)架屋面，打破常規(guī)的平直輪廓線來塑造建筑的標(biāo)志。然而，據(jù)調(diào)查顯示，絕大多數(shù)的構(gòu)架只是起著建筑純裝飾作用，卻沒有具體的實用性功能。通過太陽能建筑一體化設(shè)計將凸出構(gòu)架與太陽能熱水器結(jié)合起來，不僅能滿足形式上的需要，而且滿足了實用功能。這樣的設(shè)計更具有了合理性，做到形式以及功能的完美統(tǒng)一。

　　3.2太陽能與墻體的一體化設(shè)計

　　對于高層建筑的外墻而言，作為與太陽光接觸面積最大的外表面，我們可以利用集熱蓄熱墻、太陽能集熱器保溫墻板等設(shè)計方式，充分收集與利用太陽能。

　　3.2.1集熱蓄熱墻

　　傳統(tǒng)的集熱墻由于采用黑色表面，這樣不僅影響了建筑物的美觀，使人產(chǎn)生一種十分壓抑的感覺，而且對提高太陽能的吸收率并不明顯。這時為了有效地收集太陽能，可以設(shè)計采用選擇性的涂層來提高太陽能的吸收率，減少高溫吸熱表面的長波敷設(shè)熱損失。再根據(jù)實際情況，設(shè)計顏色較突出的搭配，這樣不僅豐富了建筑面，提高了美觀效果，而且營造了宜人的建筑外觀環(huán)境。

　　3.2.2太陽能集熱器保溫墻板設(shè)計

　　太陽能與建筑一體化設(shè)計還可以通過將集熱器與墻體進(jìn)行一體化設(shè)計--即太陽能集熱器保溫墻板設(shè)計。太陽能集熱器保溫墻板設(shè)計是將固定安裝在有呈槽型拋物面狀的熱反射板的墻體依次按建筑要求排列對接，通過太陽能集熱器保溫墻板內(nèi)的導(dǎo)熱管將其所接收的太陽光熱量傳遞進(jìn)室內(nèi)。

　　3.3太陽能住宅的朝向設(shè)計

　　在無遮擋的情況下，建筑物的朝向決定著建筑物能否獲得充足的陽光。如何進(jìn)行建筑物朝向的選擇，可以依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、地理環(huán)境以及建筑用地情況等。對于太陽能住宅的朝向設(shè)計要求是以節(jié)約用地的前提下，做到冬季能爭取較多的日照，夏季避免過多的日照，要滿足自然通風(fēng)的要求。實踐告訴我們，在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合各種影響條件，因地制宜，合理的確定建筑朝向的范圍，以達(dá)到獲取足夠太陽光熱的要求。要做到建筑設(shè)計的要求精益求精，既要滿足一般住宅建筑關(guān)于日照時間以及日照面積等要求的選擇朝向的標(biāo)準(zhǔn)，又要達(dá)到太陽能建筑充分利用太陽輻射的要求

　　對于建筑物朝向的具體設(shè)計，選擇房屋朝向的關(guān)鍵在于其垂直墻面接受的太陽輻射。通過對朝向垂直面上的太陽輻射強進(jìn)行比較，可以確定出太陽能住宅的最佳朝向以及適宜朝向的范圍。實驗得知，無論冬季還是夏季，偏西的朝向比相應(yīng)的偏東的朝向所接受的太陽輻射熱量高，朝向的輕微變化可以導(dǎo)致垂直墻面上太陽輻射強度很大的改變。所以，從太陽能輻射強度的角度來得知，建筑的方位在15°以內(nèi)是較好的，在30°以內(nèi)是適用的。

　　結(jié)語：

　　我國太陽能建筑一體化設(shè)計，還處于學(xué)步的階段。發(fā)達(dá)國家一體化設(shè)計方案在我國并不完全適合，因此，研究與推廣適合我國國情的一體化設(shè)計建筑，面臨著新的挑戰(zhàn)和更高的要求。但是，我們從事住宅建筑設(shè)計規(guī)劃的工作者更要有責(zé)任為此付出努力。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 王艷紅.太陽能住宅建筑一體化的設(shè)計研究. 建筑節(jié)能.2010.1.

　　[2] 丁國華、繆素華.《太陽能建筑一體化》[J] .《建筑節(jié)能》,2006年 07:100-101.