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《中國住宅設施雜志》2014年第七期

1太陽能的幾種利用方式

1.1光導照明光導照明又叫管道式日光照明。基本原理是通過采光裝置采集室外的自然光線并導入室內照明。光導照明的裝置是由采光裝置、導光裝置、漫射裝置三部分組成，光線經(jīng)過導光裝置高效傳輸后，由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光線均勻導入到室內在白天提供室內照明。光線通過調光裝置調整并經(jīng)過漫射，到達室內的光線柔和、照度分布均勻、光譜分布自然、顯色性好、視覺效果好、眼睛不易疲勞。光導照明可以提供給住宅中不能自然采光或采光不足的空間照明，比如進深大采光不足的房間、無外窗的房間或者地下室等空間。地下車庫光導照明布置點位時，可選在坡道出入口處、轉彎處、車道交會等重點部位，既有照明功效又有提醒的功能。采光裝置可以安裝在屋面、外墻或地面等陽光充足的部位，室內漫射裝置形式結合室內環(huán)境風格統(tǒng)一設置。

1.2光纖照明光纖照明是透過光纖導體的傳輸將光源傳導到需要照明的地方，太陽能光纖照明是利用太陽光作為光源的光纖照明系統(tǒng)。光纖照明系統(tǒng)由集光器、光纖及投射裝置等配件組成。光纖照明可以通過濾光裝置獲得所需要的不同顏色的光線，以滿足不同環(huán)境下對光的需求，由于光纖可以自由彎曲和導光率強的特性，光纖在理論上可以把光線傳播到無限遠的地方，該系統(tǒng)同時可以大幅攔截紫外線，利于身心健康。光纖照明可以在住宅內做照明使用，也可以做照明裝飾使用。光纖照明發(fā)光方式分成端點發(fā)光和體發(fā)光，可根據(jù)室內環(huán)境風格選用，點發(fā)光和體發(fā)光點綴裝飾效果顯著，很適合做室內藝術裝飾照明。集光器安裝在室外陽光充足的地方，也可以加裝太陽方位追蹤器，使集光器采光效率更高。

1.3太陽能熱水器太陽能熱水器是通過將太陽光能轉化為熱能來提供生活熱水的設備。太陽能熱水器按結構形式通常分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器，家用太陽能熱水器是由集熱管和儲水箱及相關附件組成，其中核心部件是集熱管，集熱器吸收陽光熱量加熱水溫來供應熱水。住宅太陽能熱水器一般分集中集熱系統(tǒng)和分散集熱系統(tǒng)兩大類型。集中集熱系統(tǒng)特點是太陽能集熱器集中設置，集中布置在屋面或外墻面，并設置集中的大容量儲水設備，通過管道分戶供應熱水，供熱終端設有計量裝置，該系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)與建筑一體化設計結合度高，集熱器的布置形式更容易與建筑造型協(xié)調，缺點是需要集中管理和計量收費，管理難度增加。另一類太陽能熱水器是分散集熱系統(tǒng)，這類系統(tǒng)是目前住宅普遍使用的太陽能熱水系統(tǒng)，系統(tǒng)特點是以戶為單位，每戶設有獨立的小型太陽能熱水系統(tǒng)，集熱器集中安裝或安裝在每戶住宅立面或陽臺欄板等位置，儲水箱和輔助熱源等設施設置在戶內，該系統(tǒng)優(yōu)點是每戶獨立使用，自行管理和維護。太陽能熱水器與住宅的一體化是從選型、設計、采購和安裝全過程的一體化。建筑屋面日照充足，是安裝太陽能集熱器的理想場所，一般屋頂集中安裝集熱器可以滿足低層或多層住宅樓的生活熱水需求，由于屋面面積有限，小高層、高層住宅樓集熱器需要安裝在建筑外墻或陽臺欄板上。

1.4光伏發(fā)電光伏發(fā)電是太陽光能轉換成電能的過程。光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池板、蓄電設備、直流控制設備、逆變器等輔助設備組成。光伏電池板是組成光伏發(fā)電系統(tǒng)最核心的設備，通過光照產(chǎn)生電流，再通過其它設施儲存和利用。光伏系統(tǒng)可為建筑供電，也可為電網(wǎng)供電。太陽能電池板一般集中成組設置，量多面大，如何與住宅造型有機結合是一體化設計的關鍵。太陽能電池板可以制成不同形狀和構件與建筑結合，太陽能電池板與建筑結合主要有三種類型，第一種是建材型，指將太陽能電池板與屋面瓦、外墻飾板、玻璃幕墻等建筑材料復合在一起成為新型建筑材料；第二種是構件型，指與建筑構件組合的光伏構件，如光伏雨蓬構件、光伏遮陽構件、光伏欄板構件等；第三種是標準化型，標準化電池板以光伏發(fā)電為主要功能，在屋頂或墻面安裝，沒有建筑圍護的其它功能。太陽能電池板設置在屋頂，可以最大限度的接受太陽光的照射，使光伏效能最大化，同時電池板大面積鋪設屋面，兼做屋頂隔熱通風，改善建筑熱工環(huán)境。電池板也可兼為屋頂構造層次的部件，這時要求電池板合成材料具有建筑材料所要求的各項性能，比如防水性能、保溫性能、密閉性、耐久性能等。太陽能電池板設置在外墻面，電池板需要與墻面飾面材料進行集成，集成類型一般分電池板外墻裝飾板和電池板玻璃幕墻兩種。電池板外墻裝飾板包括電池板與金屬板、石材板、混凝土預制板等集成新的外墻飾面材料。電池板玻璃幕墻是指透光型電池板和玻璃集成的光電幕墻，光電幕墻既可發(fā)電，也具有隔熱功能，調整光電幕墻構造圖案為室內提供藝術化的光照效果。

2結語

太陽能利用歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，技術已逐漸成熟。太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)的實際應用已經(jīng)非常廣泛，加上近幾年政府的產(chǎn)業(yè)引導和強力推行，住宅太陽熱水器的應用將會廣泛普及。而太陽能光伏發(fā)電技術難度較大、成本較高，實際應用還未像光熱技術那么普及，但隨著光伏技術進一步完善和產(chǎn)業(yè)化后成本的降低，光伏發(fā)電技術在住宅中的應用也是發(fā)展的必然趨勢。中國政府對CO2減排國際義務的承諾和大氣污染防治的落實，以及建筑節(jié)能全民意識的提高，為住宅利用太陽能提供了良好機遇?？梢钥隙ǎ磥淼慕ㄖ袌鰧⑹枪?jié)能減排的市場，太陽能利用將迎來快速發(fā)展的春天。

作者：賈江海單位：中國建筑標準設計研究院有限公司