养老建筑设计中太阳能的应用

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摘要:针对养老建筑的需求以及养老规划理念，分析了太阳能应用技术的必要性，并对养老建筑设计中的太阳能应用存在的问题及策略进行阐述，最后对太阳能在建筑设计中运用的实际案例进行探讨，旨在进一步提高我国养老建筑设计中太阳能的应用。

关键词:养老建筑设计，太阳能技术，应用策略

0引言

我国的人口老龄化问题这几年一直很严重，养老问题也成为房屋建筑设计界的一个研究热点，养老建筑设计受到各大行业的关注。而太阳能是人类赖以生存的自然能源，也是很多其他能源的来源，比如:石油能源、火能、电能和一些现代高科技的新能源等，这些能量都是由太阳能通过转化而来的。可见从过去到将来，太阳能都可以为人类生活提供能源和便利。

1养老规划理念

养老规划理念必须从地域环境入手进行整体考虑，一般大致存在四个方面:1)从“以人为本”转为以“自然环境”为本，规划建筑设计的规模，同时结合城市地理特点。2)建筑设计必须设计到室内与室外的老年人活动场所的细节部分，建筑一种老龄化养生场所。3)从环境气候季节变化特点考虑老人们的养生活动范围，来选择技术优化的设计方法。4)推动养老建筑设计模式，从简单的建筑设计开始，向考虑老人的需求努力。

2太阳能技术应用必要性分析

我们国家经历了工业革命之后，国家对石油以及一些化石燃料的应用越来越多，然而化石燃料和一些石油都是不可再生的能源，导致现在我们的能源短缺，造成能源危机，所以就需要挖掘一些新的能源来被人类利用。化石燃料等能源的大量利用对环境产生大量污染，运用新的清洁能源对我们地球是非常重要的，而太阳能作为一种比较典型的绿色能源，可以降低石油的利用率，降低环境污染。通过一些特定的装置把太阳能转化为我们所需要的能源，这种太阳能转换的方式和技术是我们研究的重点。

3养老建筑设计中太阳能应用技术存在的问题

虽然太阳能技术已获得各行业的重视，也在一些应用中达到了一定的效果，但是依然存在一些问题，在这些问题的约束下，太阳能技术无法充分被运用。

3．1缺乏政策支持

虽然建筑行业中的太阳能应用技术需要提高，但是国家政策的支持却有一定的缺乏，所以就很难将太阳能技术得到很好的推进，所以大部分的建筑技术中的太阳能利用技术都是停留在传统的技术上。国家政策还没有意识到太阳能技术的重要性，养老建筑设计无法得到推广，无法刺激消费者群众进行消费，约束了养老建筑设计运用太阳能。

3．2缺乏协调性

应用太阳能手段，在理论上可以达到很理想的效果，但是在具体实施的过程中，还是存在一些很明显的问题，很难将太阳能技术和养老建筑技术进行结合。在实施的过程中，缺乏太阳能应用到建筑技术的统一规范，会导致两者结合的时候引起恶劣的不良影响，在美观上以及功能上都会存在一些问题。

3．3人民群众节能意识不强

建筑技术的发展过程中，太阳能的运用结合虽然存在比较大的缺陷，但是人民群众的节能意识也并不强烈，仅仅是建筑设计师的积极态度是远远不够的，没有人民群众的支持，无法促进太阳能的运用。

4太阳能在建筑设计中的应用策略

4．1太阳能热水系统的应用

太阳能热水器是比较传统的设备，根据当地的气候变化、环境因素以及年平均日照时间，确定太阳能技术。结合太阳能热水系统的布置方案，选择恰当合适的太阳能集热器和储热器，确保能够将太阳能的热量储存下来太阳能集热器和储热器一般都安装在建筑物的屋顶，或者是悬挂在阳台外侧或者窗口的下方，保证较好的太阳光光照，有助于收集太阳的热量，同时集板安装角度也需要一定的规范。合理设计热水的分配管路，让热水能够较快较好的进入给排水体系中，实现热水的充分利用，避免热水浪费。而太阳能热水器与建筑设计结合的方案有:双排布置太阳能集热装置方案、单排布置太阳能集热装置方案、利用屋顶露台布置太阳能集热装置方案和集中供热分户计量的太阳能综合系统及热布置方案。

4．2太阳能光伏发电技术的应用

光伏发电技术是产生电能、发电的方式，对环境零污染，产生的电能是清洁能源。太阳能属于可再生能源，能源利用不尽，装置的成本较高，可使用的时间很长，占地面积很小，安装的方式简单，没有必要选择场地，直接安装在屋顶。白天光照强烈时，电池可以长时间地储存太阳的能源，吸收光能，可以避免阳光直射建筑，减少建筑对光能的吸收。太阳能转换的电能随时产生随时用，只要有光就可以产生电能，可以大大地减少发电厂的输电量，节省能源。太阳能光伏发电技术，基本上都是零污染零排放，不仅美观而且节能。光伏发电技术运用到建筑设计中，它可以融入到建筑物中，作为常规的建筑材料，可以制作为桌面或者钢筋混凝土做围墙材料，主要保护建筑主体安全和美观。吸收室内保持高温，可以减少空调使用频率，降低建筑物对环境的破坏。

4．3太阳能供暖系统的运用

太阳能集热器作热源代替常规能源做燃料的锅炉，在建筑设计中采用低温的辐射供暖，地板系统有效地利用太阳能的热量。太阳能供暖系统的集热器通过支架安装在屋顶混凝土中，热水管道布置在厨房或阳台的侧面。在整个系统运行时，太阳充足光照情况下，通过屋顶的太阳能集热器收集太阳能，通过循环泵强制循环热水。供暖水出水温度达到40℃时，燃气热水出水管的两通温控阀关闭，天然气不工作，由太阳能独立供暖;供水的温度小于40℃，温控阀打开，燃气与太阳能同时供暖;出水温度低于30℃时，温控阀关闭，太阳能不参与，仅仅由燃气单独供热。

5太阳能在建筑设计中运用的实际案例

5．1欧美建筑设计中太阳墙的应用

太阳墙系统能够把太阳加热的空气输送到室内，起到取暖和输送风的双重作用，由集热和气流输送两个系统组成，包括垂直墙板、遮雨板支撑框架、气流输送系统、风机和管道。太阳墙建筑在外墙的外侧，墙面的小孔和墙体的间距，由建筑师们计算决定。小孔形成的空腔和建筑内部通风系统的管道相连，管道中设置风机抽取空腔内的空气，从而达到换风的效果。室外的空气从小孔进入空腔，在流动的过程中获得材料吸收的太阳能辐射的热量，受热膨胀后进入建筑物的通风系统，然后由管道平均分配到建筑的各个区域。太阳墙的安装位置位于屋顶，就形成了太阳能屋顶，可以直接将太阳能转化为电能，提供给室内发电。同时，将太阳墙和光伏发电技术相结合，形成光热转换系统，发热可以同时发电。

5．2太阳能技术在我国北方养老建筑设计中的运用

5．2．1温差光伏联合发电屋顶

将太阳光进行分频利用，波长短的太阳光照射到光伏电子区域，而其余波长的太阳光转化为热能，经过温差发电器发电，实现太阳能全光谱高效利用。温差发电墙类似于欧美的太阳墙技术，将北墙的内侧采用温差板—冷水管—外墙，由内到外的结构设计。没有光照的时候，进行温差发电，在阴雨天也发电。而东、西、南侧的外墙采用温差板—冷水管—内墙，由外到内的结构设计，在阳光光照下进行温差发电。

5．2．2光伏百叶窗

利用独特的地理环境因素，白天阳光强度太强，避免阳光直射造成光污染，同时不浪费太阳能的资源。这种窗户可以控制室内光照强度，使其在一定的适宜范围内。

5．2．3柔性薄膜电池

充分利用柔性薄膜电池，作为客厅的窗帘，同时增加光照传感器技术，能够自动调节窗帘的开闭。

6结语

充分掌握太阳能的运用技术，将其和建筑设计结合起来，结合养老规划理念，降低老龄化问题带来的困扰。同时，符合我国的绿色建筑理念，太阳能运用到养老建筑设计中零排放零污染，对老人们的身体健康也有一定益处。

参考文献:

［1］刘刚，薛一冰，房涛．地域性与被动式建筑技术结合的颐养服务中心设计———以2017年台达杯建筑设计竞赛获奖方案为例［J］．建筑节能，2018，46(10):59-63，83．

［2］裘鞠，丁辛宇，丁怡文．太阳能在养老建筑中的设计应用———以2017年台达杯竞赛优秀奖方案为例［J］．吉林建筑大学学报，2018，35(3):63-68

作者：张崎峰 单位：大同市二院建筑设计研究有限责任公司