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養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中太陽(yáng)能的應(yīng)用

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養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中太陽(yáng)能的應(yīng)用

摘要:針對(duì)養(yǎng)老建筑的需求以及養(yǎng)老規(guī)劃理念,分析了太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)的必要性,并對(duì)養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中的太陽(yáng)能應(yīng)用存在的問(wèn)題及策略進(jìn)行闡述,最后對(duì)太陽(yáng)能在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用的實(shí)際案例進(jìn)行探討,旨在進(jìn)一步提高我國(guó)養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中太陽(yáng)能的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì),太陽(yáng)能技術(shù),應(yīng)用策略

0引言

我國(guó)的人口老齡化問(wèn)題這幾年一直很嚴(yán)重,養(yǎng)老問(wèn)題也成為房屋建筑設(shè)計(jì)界的一個(gè)研究熱點(diǎn),養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)受到各大行業(yè)的關(guān)注。而太陽(yáng)能是人類賴以生存的自然能源,也是很多其他能源的來(lái)源,比如:石油能源、火能、電能和一些現(xiàn)代高科技的新能源等,這些能量都是由太陽(yáng)能通過(guò)轉(zhuǎn)化而來(lái)的??梢?jiàn)從過(guò)去到將來(lái),太陽(yáng)能都可以為人類生活提供能源和便利。

1養(yǎng)老規(guī)劃理念

養(yǎng)老規(guī)劃理念必須從地域環(huán)境入手進(jìn)行整體考慮,一般大致存在四個(gè)方面:1)從“以人為本”轉(zhuǎn)為以“自然環(huán)境”為本,規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)的規(guī)模,同時(shí)結(jié)合城市地理特點(diǎn)。2)建筑設(shè)計(jì)必須設(shè)計(jì)到室內(nèi)與室外的老年人活動(dòng)場(chǎng)所的細(xì)節(jié)部分,建筑一種老齡化養(yǎng)生場(chǎng)所。3)從環(huán)境氣候季節(jié)變化特點(diǎn)考慮老人們的養(yǎng)生活動(dòng)范圍,來(lái)選擇技術(shù)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法。4)推動(dòng)養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)模式,從簡(jiǎn)單的建筑設(shè)計(jì)開(kāi)始,向考慮老人的需求努力。

2太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用必要性分析

我們國(guó)家經(jīng)歷了工業(yè)革命之后,國(guó)家對(duì)石油以及一些化石燃料的應(yīng)用越來(lái)越多,然而化石燃料和一些石油都是不可再生的能源,導(dǎo)致現(xiàn)在我們的能源短缺,造成能源危機(jī),所以就需要挖掘一些新的能源來(lái)被人類利用?;剂系饶茉吹拇罅坷脤?duì)環(huán)境產(chǎn)生大量污染,運(yùn)用新的清潔能源對(duì)我們地球是非常重要的,而太陽(yáng)能作為一種比較典型的綠色能源,可以降低石油的利用率,降低環(huán)境污染。通過(guò)一些特定的裝置把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為我們所需要的能源,這種太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的方式和技術(shù)是我們研究的重點(diǎn)。

3養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)存在的問(wèn)題

雖然太陽(yáng)能技術(shù)已獲得各行業(yè)的重視,也在一些應(yīng)用中達(dá)到了一定的效果,但是依然存在一些問(wèn)題,在這些問(wèn)題的約束下,太陽(yáng)能技術(shù)無(wú)法充分被運(yùn)用。

3.1缺乏政策支持

雖然建筑行業(yè)中的太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)需要提高,但是國(guó)家政策的支持卻有一定的缺乏,所以就很難將太陽(yáng)能技術(shù)得到很好的推進(jìn),所以大部分的建筑技術(shù)中的太陽(yáng)能利用技術(shù)都是停留在傳統(tǒng)的技術(shù)上。國(guó)家政策還沒(méi)有意識(shí)到太陽(yáng)能技術(shù)的重要性,養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)無(wú)法得到推廣,無(wú)法刺激消費(fèi)者群眾進(jìn)行消費(fèi),約束了養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)運(yùn)用太陽(yáng)能。

3.2缺乏協(xié)調(diào)性

應(yīng)用太陽(yáng)能手段,在理論上可以達(dá)到很理想的效果,但是在具體實(shí)施的過(guò)程中,還是存在一些很明顯的問(wèn)題,很難將太陽(yáng)能技術(shù)和養(yǎng)老建筑技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。在實(shí)施的過(guò)程中,缺乏太陽(yáng)能應(yīng)用到建筑技術(shù)的統(tǒng)一規(guī)范,會(huì)導(dǎo)致兩者結(jié)合的時(shí)候引起惡劣的不良影響,在美觀上以及功能上都會(huì)存在一些問(wèn)題。

3.3人民群眾節(jié)能意識(shí)不強(qiáng)

建筑技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,太陽(yáng)能的運(yùn)用結(jié)合雖然存在比較大的缺陷,但是人民群眾的節(jié)能意識(shí)也并不強(qiáng)烈,僅僅是建筑設(shè)計(jì)師的積極態(tài)度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,沒(méi)有人民群眾的支持,無(wú)法促進(jìn)太陽(yáng)能的運(yùn)用。

4太陽(yáng)能在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

4.1太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用

太陽(yáng)能熱水器是比較傳統(tǒng)的設(shè)備,根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓?、環(huán)境因素以及年平均日照時(shí)間,確定太陽(yáng)能技術(shù)。結(jié)合太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的布置方案,選擇恰當(dāng)合適的太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)熱器,確保能夠?qū)⑻?yáng)能的熱量?jī)?chǔ)存下來(lái)太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)熱器一般都安裝在建筑物的屋頂,或者是懸掛在陽(yáng)臺(tái)外側(cè)或者窗口的下方,保證較好的太陽(yáng)光光照,有助于收集太陽(yáng)的熱量,同時(shí)集板安裝角度也需要一定的規(guī)范。合理設(shè)計(jì)熱水的分配管路,讓熱水能夠較快較好的進(jìn)入給排水體系中,實(shí)現(xiàn)熱水的充分利用,避免熱水浪費(fèi)。而太陽(yáng)能熱水器與建筑設(shè)計(jì)結(jié)合的方案有:雙排布置太陽(yáng)能集熱裝置方案、單排布置太陽(yáng)能集熱裝置方案、利用屋頂露臺(tái)布置太陽(yáng)能集熱裝置方案和集中供熱分戶計(jì)量的太陽(yáng)能綜合系統(tǒng)及熱布置方案。

4.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

光伏發(fā)電技術(shù)是產(chǎn)生電能、發(fā)電的方式,對(duì)環(huán)境零污染,產(chǎn)生的電能是清潔能源。太陽(yáng)能屬于可再生能源,能源利用不盡,裝置的成本較高,可使用的時(shí)間很長(zhǎng),占地面積很小,安裝的方式簡(jiǎn)單,沒(méi)有必要選擇場(chǎng)地,直接安裝在屋頂。白天光照強(qiáng)烈時(shí),電池可以長(zhǎng)時(shí)間地儲(chǔ)存太陽(yáng)的能源,吸收光能,可以避免陽(yáng)光直射建筑,減少建筑對(duì)光能的吸收。太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的電能隨時(shí)產(chǎn)生隨時(shí)用,只要有光就可以產(chǎn)生電能,可以大大地減少發(fā)電廠的輸電量,節(jié)省能源。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù),基本上都是零污染零排放,不僅美觀而且節(jié)能。光伏發(fā)電技術(shù)運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)中,它可以融入到建筑物中,作為常規(guī)的建筑材料,可以制作為桌面或者鋼筋混凝土做圍墻材料,主要保護(hù)建筑主體安全和美觀。吸收室內(nèi)保持高溫,可以減少空調(diào)使用頻率,降低建筑物對(duì)環(huán)境的破壞。

4.3太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的運(yùn)用

太陽(yáng)能集熱器作熱源代替常規(guī)能源做燃料的鍋爐,在建筑設(shè)計(jì)中采用低溫的輻射供暖,地板系統(tǒng)有效地利用太陽(yáng)能的熱量。太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的集熱器通過(guò)支架安裝在屋頂混凝土中,熱水管道布置在廚房或陽(yáng)臺(tái)的側(cè)面。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),太陽(yáng)充足光照情況下,通過(guò)屋頂?shù)奶?yáng)能集熱器收集太陽(yáng)能,通過(guò)循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)熱水。供暖水出水溫度達(dá)到40℃時(shí),燃?xì)鉄崴鏊艿膬赏乜亻y關(guān)閉,天然氣不工作,由太陽(yáng)能獨(dú)立供暖;供水的溫度小于40℃,溫控閥打開(kāi),燃?xì)馀c太陽(yáng)能同時(shí)供暖;出水溫度低于30℃時(shí),溫控閥關(guān)閉,太陽(yáng)能不參與,僅僅由燃?xì)鈫为?dú)供熱。

5太陽(yáng)能在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用的實(shí)際案例

5.1歐美建筑設(shè)計(jì)中太陽(yáng)墻的應(yīng)用

太陽(yáng)墻系統(tǒng)能夠把太陽(yáng)加熱的空氣輸送到室內(nèi),起到取暖和輸送風(fēng)的雙重作用,由集熱和氣流輸送兩個(gè)系統(tǒng)組成,包括垂直墻板、遮雨板支撐框架、氣流輸送系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和管道。太陽(yáng)墻建筑在外墻的外側(cè),墻面的小孔和墻體的間距,由建筑師們計(jì)算決定。小孔形成的空腔和建筑內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的管道相連,管道中設(shè)置風(fēng)機(jī)抽取空腔內(nèi)的空氣,從而達(dá)到換風(fēng)的效果。室外的空氣從小孔進(jìn)入空腔,在流動(dòng)的過(guò)程中獲得材料吸收的太陽(yáng)能輻射的熱量,受熱膨脹后進(jìn)入建筑物的通風(fēng)系統(tǒng),然后由管道平均分配到建筑的各個(gè)區(qū)域。太陽(yáng)墻的安裝位置位于屋頂,就形成了太陽(yáng)能屋頂,可以直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,提供給室內(nèi)發(fā)電。同時(shí),將太陽(yáng)墻和光伏發(fā)電技術(shù)相結(jié)合,形成光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng),發(fā)熱可以同時(shí)發(fā)電。

5.2太陽(yáng)能技術(shù)在我國(guó)北方養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

5.2.1溫差光伏聯(lián)合發(fā)電屋頂

將太陽(yáng)光進(jìn)行分頻利用,波長(zhǎng)短的太陽(yáng)光照射到光伏電子區(qū)域,而其余波長(zhǎng)的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為熱能,經(jīng)過(guò)溫差發(fā)電器發(fā)電,實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能全光譜高效利用。溫差發(fā)電墻類似于歐美的太陽(yáng)墻技術(shù),將北墻的內(nèi)側(cè)采用溫差板—冷水管—外墻,由內(nèi)到外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。沒(méi)有光照的時(shí)候,進(jìn)行溫差發(fā)電,在陰雨天也發(fā)電。而東、西、南側(cè)的外墻采用溫差板—冷水管—內(nèi)墻,由外到內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在陽(yáng)光光照下進(jìn)行溫差發(fā)電。

5.2.2光伏百葉窗

利用獨(dú)特的地理環(huán)境因素,白天陽(yáng)光強(qiáng)度太強(qiáng),避免陽(yáng)光直射造成光污染,同時(shí)不浪費(fèi)太陽(yáng)能的資源。這種窗戶可以控制室內(nèi)光照強(qiáng)度,使其在一定的適宜范圍內(nèi)。

5.2.3柔性薄膜電池

充分利用柔性薄膜電池,作為客廳的窗簾,同時(shí)增加光照傳感器技術(shù),能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)窗簾的開(kāi)閉。

6結(jié)語(yǔ)

充分掌握太陽(yáng)能的運(yùn)用技術(shù),將其和建筑設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái),結(jié)合養(yǎng)老規(guī)劃理念,降低老齡化問(wèn)題帶來(lái)的困擾。同時(shí),符合我國(guó)的綠色建筑理念,太陽(yáng)能運(yùn)用到養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中零排放零污染,對(duì)老人們的身體健康也有一定益處。

參考文獻(xiàn):

[1]劉剛,薛一冰,房濤.地域性與被動(dòng)式建筑技術(shù)結(jié)合的頤養(yǎng)服務(wù)中心設(shè)計(jì)———以2017年臺(tái)達(dá)杯建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)方案為例[J].建筑節(jié)能,2018,46(10):59-63,83.

[2]裘鞠,丁辛宇,丁怡文.太陽(yáng)能在養(yǎng)老建筑中的設(shè)計(jì)應(yīng)用———以2017年臺(tái)達(dá)杯競(jìng)賽優(yōu)秀獎(jiǎng)方案為例[J].吉林建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2018,35(3):63-68

作者:張崎峰 單位:大同市二院建筑設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司

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