許海彥

　　摘要：隨著近年來我國對節(jié)能創(chuàng)新技術的研究和裝配式建筑融合式發(fā)展的大力推動與支持，裝配式建筑也已經(jīng)成為未來建筑的主流模式，而太陽能光伏光熱的利用也在裝配式建筑中充分體現(xiàn)出了技術優(yōu)勢。太陽能系統(tǒng)與裝配式建筑的一體化結合與設計必將成為裝配式建筑未來發(fā)展的趨勢�；�于此，本文分析了太陽能建筑的設計方法并就太陽能光伏光熱技術與裝配式建筑的一體化設計提出實際見解和設計要點。

　　關鍵詞：太陽能系統(tǒng);裝配式建筑;一體化設計;太陽能住宅

　　前言：太陽能作為一種清潔、免費的永續(xù)能源，在建筑中應用已成為人生產(chǎn)生活的重要內(nèi)容，其意義影響深遠。隨著我國太陽能住宅及建筑的工業(yè)化發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化推動，裝配式建筑的設計模式也逐漸得到廣泛的認可與應用，并且越來越多先進的太陽能系統(tǒng)和安裝形式得以顯現(xiàn)。與此同時，太陽能利用技術也是傳統(tǒng)建筑向環(huán)保節(jié)能建筑轉(zhuǎn)型的必然手段。對于眾多建筑領域的設計工作者而言，如何將太陽能系統(tǒng)與裝配式建筑完美結合一直都是行業(yè)內(nèi)的重點討論問題。而本文也將根據(jù)太陽能成熟的光熱和光伏的利用技術，在動力供能方面進行探索與研究，為太陽能系統(tǒng)與裝配式建筑一體化設計提供借鑒基礎。

　　1太陽能建筑的設計方法

　　綠色、節(jié)能建筑是當前現(xiàn)代化建筑的主流發(fā)展趨勢，而太陽能系統(tǒng)在其中發(fā)揮重要作用。結合當然眾多的太陽能建筑的設計方法，能夠發(fā)現(xiàn)其中結合了多種節(jié)能技術，始終秉持著被動優(yōu)先設計，主動優(yōu)化設計的原則，引用先進的裝配式建筑設計理念，將健康、綠色、環(huán)保、節(jié)能作為核心設計理念，力求超低能耗[1]。

　　1.1被動式設計

　　被動式太陽能建筑是一種環(huán)保型建筑，在對室內(nèi)提供熱能的同時僅利用太陽能，不借助任何機械設備，通過傳導、對流和輻射實現(xiàn)自然熱的傳遞。通過對建筑物布置方面的設計和內(nèi)外構造材料的合理選擇實現(xiàn)對太陽能的采集、儲存和分配，有效提高建筑的溫度和光線。被動式設計可以僅通過自然方式在保障舒適性的同時降低建筑的整體能耗，利用太陽能實現(xiàn)外部能源與室內(nèi)熱能的自我調(diào)節(jié)。生活中常見的被動式太陽能建筑的主要體現(xiàn)包括溫室、垂直庭院和太陽能熱水器等。

　　1.2主動式設計

　　主動式太陽能建筑需要建立在被動式設計的前提與基礎之上，以太陽能的利用為核心原則，將太陽能資源合理化運用，實現(xiàn)傳統(tǒng)建筑能耗的抵消。主動式太陽能建筑利用先進的現(xiàn)代化技術手段，通過光熱和光電技術實現(xiàn)太陽能資源的采集、儲存與使用。因為我國西北地區(qū)的太陽能資源十分豐富，所以主動式太陽能建筑在我國西北地區(qū)的應用十分廣泛，并且應用前景深遠。由于主動式太陽能建筑的設計措施更加符合現(xiàn)代化新型建筑設計的體現(xiàn)與發(fā)展趨勢，所以主動式設計更有助于維持室內(nèi)環(huán)境與溫度的穩(wěn)定，更具全國推廣與應用的價值。

　　1.3裝配式設計

　　裝配式建筑因其生產(chǎn)方式和建筑方法也被稱為預制建筑或模塊化建筑，具體指的是將現(xiàn)場化建筑模式轉(zhuǎn)入工廠內(nèi)，分為工廠化生產(chǎn)和現(xiàn)場組裝兩個主要環(huán)節(jié)，具有快速、高效、安全、可重復的優(yōu)勢與特點。裝配式建筑設計以功能化區(qū)間為標準，將建造模式劃分為多個框架，徹底改變了傳統(tǒng)的建造模式和方法，真正實現(xiàn)了傳統(tǒng)式建筑設計向現(xiàn)代化建筑設計的轉(zhuǎn)型。裝配式設計在BIM平臺技術的指導下通過工廠生產(chǎn)與現(xiàn)場搭建的建造模式既保障了施工質(zhì)量，還在極大程度上縮短了施工工期，提高生產(chǎn)與施工的效率[2]。

　　2太陽能系統(tǒng)與裝配式建筑的一體化設計

　　2.1太陽能設計原則

　　太陽能建筑是當前階段最為符合建筑生態(tài)化發(fā)展理念的設計措施，同時也是超低能耗規(guī)劃建筑的良好開端。太陽能系統(tǒng)的類型及安裝形式的選擇需因地制宜，根據(jù)項目地區(qū)太陽能資源及常規(guī)能源配置情況確定。設計時需綜合考慮各綜合元素的影響;將太陽能利用形式同建筑功能、風格、結構特點相結合，使太陽能系統(tǒng)裝配化、構件化、模塊化、標準化，與建筑結構完美結合，在功能上、形體美學上高度統(tǒng)一。

　　2.2太陽能系統(tǒng)安裝形式

　　太陽能系統(tǒng)的核心部件為太陽能集熱器和光伏組件。太陽能集熱器根據(jù)結構可以分為兩個種類，即真空管型和平板型集熱器，從組成結構上來看，平板型集熱器更加適用于與裝配式建筑的一體化安裝，而真空管型集熱器更加適用于架空安裝[3]。太陽能集熱器的安裝位置的確定和安裝形式的選擇一般需要結合建筑的外圍結構進行綜合性考慮。平板型太陽能集熱器的常見設置位置包括建筑的屋面、陽臺和立面墻等，而安裝形式根據(jù)建筑結構特點的不同也存在一定的差異性。光伏系統(tǒng)組件主要的安裝形式與光熱系統(tǒng)基本相同;需要注意的是避免光照陰影的遮擋及對光熱組件“熱斑”效應的處理。以提高光伏系統(tǒng)安裝運行及發(fā)電效率。

　　2.3太陽能系統(tǒng)與裝配式建筑一體化的設計要點

　　由于裝配式建筑的組件均為工廠預加工而成，后進行現(xiàn)場組裝，所以對太陽能系統(tǒng)的預埋安裝節(jié)點精準度的要求更高，同時也需要太陽能系統(tǒng)與建筑的結構實現(xiàn)更加緊密的結合。首先在太陽能產(chǎn)品與建筑模數(shù)的匹配度方面就要求更高的匹配度，根據(jù)建筑的圍護結構和特點進行綜合考量，確定模數(shù)種類和組合方式，便于建筑模塊的工業(yè)化生產(chǎn)。其次在安裝基礎和建筑部品一體化方面，應當根據(jù)擬安裝太陽能系統(tǒng)設備的預制基礎，綜合考慮部品部件的選擇與預制構件形式的確定，根據(jù)太陽能光熱系統(tǒng)的設計需求，如：集熱器、熱水箱、設備荷重和基礎形態(tài)等，對預埋件進行規(guī)格和形狀的標準化設定和制作，便于后續(xù)的集成安裝

　　[4]。

　　3結束語

　　隨著低能耗裝配式建筑的發(fā)展，太陽能系統(tǒng)的結合可以真正實現(xiàn)建筑定制化的集成與生產(chǎn)，同時也成為標準化、模塊化裝配式建筑的關鍵部分，是環(huán)保建筑未來的新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，能夠為用戶提供綠色、健康、優(yōu)質(zhì)的生活環(huán)境。

　　參考文獻

　　[1] 黃斌,范偉鋒.太陽能系統(tǒng)與裝配式建筑一體化設計[J].中國房地產(chǎn)業(yè), 2020,21(030):178-179.

　　[2] 王麗,楊修.淺談山水城市中的太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化設計[J].中國住宅設施, 2022,07(6):41-43.

　　[3] 張培明.新型城鎮(zhèn)化進程中太陽能在裝配式建筑中的創(chuàng)新應用[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(全文版)工程技術, 2021,31(8):212-215.

　　[4] 趙中強,高立峰.裝配式建筑太陽能應用分析[J].智能城市, 2021,18(001):231-234.

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