許海彥

　　摘要：隨著近年來(lái)我國(guó)對(duì)節(jié)能創(chuàng)新技術(shù)的研究和裝配式建筑融合式發(fā)展的大力推動(dòng)與支持，裝配式建筑也已經(jīng)成為未來(lái)建筑的主流模式，而太陽(yáng)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(shù)優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)能系統(tǒng)與裝配式建筑的一體化結(jié)合與設(shè)計(jì)必將成為裝配式建筑未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。基于此，本文分析了太陽(yáng)能建筑的設(shè)計(jì)方法并就太陽(yáng)能光伏光熱技術(shù)與裝配式建筑的一體化設(shè)計(jì)提出實(shí)際見解和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能系統(tǒng);裝配式建筑;一體化設(shè)計(jì);太陽(yáng)能住宅

　　前言：太陽(yáng)能作為一種清潔、免費(fèi)的永續(xù)能源，在建筑中應(yīng)用已成為人生產(chǎn)生活的重要內(nèi)容，其意義影響深遠(yuǎn)。隨著我國(guó)太陽(yáng)能住宅及建筑的工業(yè)化發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化推動(dòng)，裝配式建筑的設(shè)計(jì)模式也逐漸得到廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用，并且越來(lái)越多先進(jìn)的太陽(yáng)能系統(tǒng)和安裝形式得以顯現(xiàn)。與此同時(shí)，太陽(yáng)能利用技術(shù)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(duì)于眾多建筑領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工作者而言，如何將太陽(yáng)能系統(tǒng)與裝配式建筑完美結(jié)合一直都是行業(yè)內(nèi)的重點(diǎn)討論問(wèn)題。而本文也將根據(jù)太陽(yáng)能成熟的光熱和光伏的利用技術(shù)，在動(dòng)力供能方面進(jìn)行探索與研究，為太陽(yáng)能系統(tǒng)與裝配式建筑一體化設(shè)計(jì)提供借鑒基礎(chǔ)。

　　1太陽(yáng)能建筑的設(shè)計(jì)方法

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

　　1.1被動(dòng)式設(shè)計(jì)

　　被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑是一種環(huán)保型建筑，在對(duì)室內(nèi)提供熱能的同時(shí)僅利用太陽(yáng)能，不借助任何機(jī)械設(shè)備，通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射實(shí)現(xiàn)自然熱的傳遞。通過(guò)對(duì)建筑物布置方面的設(shè)計(jì)和內(nèi)外構(gòu)造材料的合理選擇實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的采集、儲(chǔ)存和分配，有效提高建筑的溫度和光線。被動(dòng)式設(shè)計(jì)可以僅通過(guò)自然方式在保障舒適性的同時(shí)降低建筑的整體能耗，利用太陽(yáng)能實(shí)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(dòng)式太陽(yáng)能建筑的主要體現(xiàn)包括溫室、垂直庭院和太陽(yáng)能熱水器等。

　　1.2主動(dòng)式設(shè)計(jì)

　　主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑需要建立在被動(dòng)式設(shè)計(jì)的前提與基礎(chǔ)之上，以太陽(yáng)能的利用為核心原則，將太陽(yáng)能資源合理化運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)建筑能耗的抵消。主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑利用先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)手段，通過(guò)光熱和光電技術(shù)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能資源的采集、儲(chǔ)存與使用。因?yàn)槲覈?guó)西北地區(qū)的太陽(yáng)能資源十分豐富，所以主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑在我國(guó)西北地區(qū)的應(yīng)用十分廣泛，并且應(yīng)用前景深遠(yuǎn)。由于主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的設(shè)計(jì)措施更加符合現(xiàn)代化新型建筑設(shè)計(jì)的體現(xiàn)與發(fā)展趨勢(shì)，所以主動(dòng)式設(shè)計(jì)更有助于維持室內(nèi)環(huán)境與溫度的穩(wěn)定，更具全國(guó)推廣與應(yīng)用的價(jià)值。

　　1.3裝配式設(shè)計(jì)

　　裝配式建筑因其生產(chǎn)方式和建筑方法也被稱為預(yù)制建筑或模塊化建筑，具體指的是將現(xiàn)場(chǎng)化建筑模式轉(zhuǎn)入工廠內(nèi)，分為工廠化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)組裝兩個(gè)主要環(huán)節(jié)，具有快速、高效、安全、可重復(fù)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。裝配式建筑設(shè)計(jì)以功能化區(qū)間為標(biāo)準(zhǔn)，將建造模式劃分為多個(gè)框架，徹底改變了傳統(tǒng)的建造模式和方法，真正實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)式建筑設(shè)計(jì)向現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)型。裝配式設(shè)計(jì)在BIM平臺(tái)技術(shù)的指導(dǎo)下通過(guò)工廠生產(chǎn)與現(xiàn)場(chǎng)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(yáng)能系統(tǒng)與裝配式建筑的一體化設(shè)計(jì)

　　2.1太陽(yáng)能設(shè)計(jì)原則

　　太陽(yáng)能建筑是當(dāng)前階段最為符合建筑生態(tài)化發(fā)展理念的設(shè)計(jì)措施，同時(shí)也是超低能耗規(guī)劃建筑的良好開端。太陽(yáng)能系統(tǒng)的類型及安裝形式的選擇需因地制宜，根據(jù)項(xiàng)目地區(qū)太陽(yáng)能資源及常規(guī)能源配置情況確定。設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮各綜合元素的影響;將太陽(yáng)能利用形式同建筑功能、風(fēng)格、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相結(jié)合，使太陽(yáng)能系統(tǒng)裝配化、構(gòu)件化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，與建筑結(jié)構(gòu)完美結(jié)合，在功能上、形體美學(xué)上高度統(tǒng)一。

　　2.2太陽(yáng)能系統(tǒng)安裝形式

　　太陽(yáng)能系統(tǒng)的核心部件為太陽(yáng)能集熱器和光伏組件。太陽(yáng)能集熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為兩個(gè)種類，即真空管型和平板型集熱器，從組成結(jié)構(gòu)上來(lái)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(yáng)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(jié)合建筑的外圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合性考慮。平板型太陽(yáng)能集熱器的常見設(shè)置位置包括建筑的屋面、陽(yáng)臺(tái)和立面墻等，而安裝形式根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(duì)光熱組件“熱斑”效應(yīng)的處理。以提高光伏系統(tǒng)安裝運(yùn)行及發(fā)電效率。

　　2.3太陽(yáng)能系統(tǒng)與裝配式建筑一體化的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　由于裝配式建筑的組件均為工廠預(yù)加工而成，后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝，所以對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的預(yù)埋安裝節(jié)點(diǎn)精準(zhǔn)度的要求更高，同時(shí)也需要太陽(yáng)能系統(tǒng)與建筑的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更加緊密的結(jié)合。首先在太陽(yáng)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(hù)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)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(chǔ)和建筑部品一體化方面，應(yīng)當(dāng)根據(jù)擬安裝太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)備的預(yù)制基礎(chǔ)，綜合考慮部品部件的選擇與預(yù)制構(gòu)件形式的確定，根據(jù)太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，如：集熱器、熱水箱、設(shè)備荷重和基礎(chǔ)形態(tài)等，對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行規(guī)格和形狀的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定和制作，便于后續(xù)的集成安裝

　　[4]。

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　隨著低能耗裝配式建筑的發(fā)展，太陽(yáng)能系統(tǒng)的結(jié)合可以真正實(shí)現(xiàn)建筑定制化的集成與生產(chǎn)，同時(shí)也成為標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化裝配式建筑的關(guān)鍵部分，是環(huán)保建筑未來(lái)的新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，能夠?yàn)橛脩籼峁┚G色、健康、優(yōu)質(zhì)的生活環(huán)境。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 黃斌,范偉鋒.太陽(yáng)能系統(tǒng)與裝配式建筑一體化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)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(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)住宅設(shè)施, 2022,07(6):41-43.

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

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

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