太陽墻技術在節(jié)能型建筑中的應用

戚豹 康文梅 季翔

徐州建筑職業(yè)技術學院 江蘇徐州221008

引言

    2007年世界太陽能大會組委會提供的一份調查報告顯示，中國現(xiàn)有的大型建筑95％是高耗能的，造成大量能源浪費，能源消費是發(fā)達國家的2至3倍。目前建筑耗能已經(jīng)占中國商品能源消耗的30％，其中僅空調和采暖耗能就占建筑耗能的65％。但目前我國節(jié)能技術在建筑工程的應用中直接面對市場的剛性需求，盛行快餐式設計，不僅沒有利用各種可再生能源，反而存在大量對能源的耗費。如許多建筑號稱環(huán)保和節(jié)能，實際是采用大片玻璃幕墻，然后耗費大量資金做遮陽和隔熱設施，諸如此類不合理的設計普遍存在于建筑市場。隨著我國對資源危機、能源危機的認識不斷提高和對建筑節(jié)能技術的重視程度不斷提升，以及準備加大力度出臺更完善的建筑節(jié)能法規(guī)，實施激勵政策鼓勵開發(fā)和研究新技術和新材料應用到建筑工程中，節(jié)能技術在建筑工程中的開發(fā)和應用逐步普及。其中，完善建筑節(jié)能技術支撐體系是我國建設部2005年-2007年建筑節(jié)能規(guī)劃中5個重要方面之一。太陽能和建筑一體化的應用技術又成為完善建筑節(jié)能技術支撐體系的重要組成部分。太陽能和建筑一體化利用風光互補和聚合熱量方式應用到各種建筑中，將對我國的建筑節(jié)能技術的發(fā)展起到巨大的推動作用，太陽墻就是一種可提供經(jīng)濟適用的采暖通風解決方案、風光互補和聚合熱量原理在建筑中應用的太陽能新技術。

1、太陽墻技術的應用現(xiàn)狀

　　1.1太陽墻技術的應用原理

　　太陽墻系統(tǒng)核心組件是太陽墻板。太陽墻板是在鋼板或鋁板表面鍍上一層熱轉換效率達80％的高科技涂層．并經(jīng)過特殊設計和加工處理制成的，能最大限度地將太陽能轉換成熱能。太陽墻板組成太陽墻系統(tǒng)的外殼，通透型板式太陽能吸收體，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。太陽墻板還能提供一定的除塵功能，從而減少空氣過濾設備的維護費用。

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

墻板被陽光加熱的熱量。

    另外，太陽墻系統(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輻射熱。

　　1.2太陽墻技術的特點

　　1.2.1適用地區(qū)廣，冬季制熱效果好

    太陽墻技術在冬季為建筑輸送熱風，又能在炎熱的夏季為建筑遮擋強烈的陽光，還可以節(jié)約玻璃幕墻的安裝費用，可謂一舉多得，可普遍適用于嚴寒地區(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．本文對冬季太陽墻節(jié)能教學樓室內外溫度進行了測試對比。

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

　　1.2.2造價低廉且不需維護，微能耗且運行費用低

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

    太陽墻板造價約為l600元/m(包括框架材料)，玻璃幕墻造價約為800元/m2 --1000元/m2，用太陽墻板代替玻璃幕墻造價高600元/m2 --800元/m2。但太陽墻在冬季基本以4元/d的速度回報用戶，不需一年便能收回投資。太陽墻板使用壽命在30年以上，無須維護，一次投資后可在壽命期內持續(xù)節(jié)約采暖投入，經(jīng)濟效益、環(huán)境效益好。如山東建筑工程學院研究生公寓．太陽墻系統(tǒng)試點部分建筑面積2300m，用了l43m3的太陽墻板。造價20萬元左右。平均算下來每m2建筑面積增加造價不到l00元。

　　1.2.3可提供新鮮空氣．改善室內衛(wèi)生狀況

    由于太陽墻系統(tǒng)需要泵入室外空氣，加熱后輸入室內，每h可處理新風35 m，故可實現(xiàn)室內外的空氣流通，改善室內衛(wèi)生狀況。本文對太陽墻節(jié)能教學樓和非節(jié)能普通教學樓室內二氧化碳濃度進行了測試和對比。

    由于教學樓內使用人數(shù)多，非太陽墻建筑在6：00-21：30使用高峰期時間段，室內空氣質量差，幾乎全部超出國家室內空氣質量標準的要求，而太陽墻建筑室內空氣全天均符合國家室內空氣質量標準的要求，空氣質量較好。1.24有利于資源、能源的節(jié)約和環(huán)境保護

    我國廣泛用于建筑工程的空調用電和采暖主要來源于熱電廠。耗費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。在中國華北地區(qū)每年100m2太陽墻可節(jié)能折合人民幣約3萬元～5萬元，同時減少二氧化碳排放量約40t。

　　1.2.5太陽墻的缺陷

    太陽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實施方案．比如把PVC管預埋到水泥地面下。

2、結論與展望

    太陽墻系統(tǒng)的突出優(yōu)點在于造價低廉、不需維護，且冬季制熱效果好、改善室內空氣質量的效果突出，適宜于營造“低能耗、高舒適度”的室內環(huán)境，可以廣泛應用于廠房、住宅、學校、辦公樓等工業(yè)和民用建筑中，是一種極有發(fā)展空間和推廣應用價值的節(jié)能技術。

參考文獻

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

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

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)