Päikeseenergia teave: hoonete energiatõhususe tehnoloogia ja päikeseroheliste hoonete rakendus- ja arendusvisioon

Päikeseenergia tehnoloogia kasutamine on tulevikus inimeste jaoks oluline energia hankimise viis. Inimeste sotsiaalses tegevuses on maa-aluste ressursside kasutamine juba silmitsi dilemma puudumisega, mis kindlasti mõjutab inimeste ellujäämist. Päikeseenergiaga ehitamine on tee, mis töötab. Hoonete energiasääst on muutunud suureks probleemiks. Tänapäeva ühiskond pöörab suurt tähelepanu hoonetehnika energiatarbimisele ja pikaajalisele energiatarbimisele hoonete kasutamisel. Seetõttu on vaja edendada päikeseenergia ehitustehnoloogia rakendamist vastavalt hoone projekteerimise energiasäästunõuetele.

Päikeseenergia tehnoloogia kasutamine on tulevikus inimeste jaoks oluline energia hankimise viis. Inimeste sotsiaalses tegevuses on maa-aluste ressursside kasutamine juba silmitsi dilemma puudumisega, mis kindlasti mõjutab inimeste ellujäämist. Päikeseenergiaga ehitamine on tee, mis töötab. Hoonete energiasääst on muutunud suureks probleemiks. Tänapäeva ühiskond pöörab suurt tähelepanu hoonetehnika energiatarbimisele ja pikaajalisele energiatarbimisele hoonete kasutamisel. Seetõttu on vaja edendada päikeseenergia ehitustehnoloogia rakendamist vastavalt hoone projekteerimise energiasäästunõuetele.

x

1 Päikeseenergia ja arhitektuuri kombineerimise eelised ja eelised

1.1 Päikesetehnoloogia ja ehituse kombinatsioon võib hoonete energiatarbimist tõhusalt vähendada.

1.2 Päikeseenergia on kombineeritud hoonega. Paneelid ja kollektorid paigaldatakse katusele või katusele, mis ei nõua täiendavat maa hõivamist ja säästab maaressurssi.

1.3 Päikeseenergia ja ehituse kombineerimine, kohapealne paigaldamine, kohapealne elektritootmine ja sooja vee tarnimine ei nõua täiendavaid ülekandeliine ja kuumaveetorusid, mis vähendab sõltuvust munitsipaalrajatistest ja vähendab survet munitsipaalehitusele .

1.4 Päikeseenergiatoodetel ei ole müra, emissioone ega kütusekulu ning avalikkus neid kergesti aktsepteerib.

2 Hoonete energiasäästlikud tehnoloogiad

Hoonete energiasäästlikkus on oluline tehnoloogilise arengu näitaja ning uue energia kasutamine on oluline osa hoonete säästva arengu saavutamisel. Praegustes tingimustes rakendatakse hoone energiasäästmiseks viis tehnilist meedet:

2.1 Vähendada hoone välispinda. Joonistegur on hoone välispinna mõõt. Hoone kujuteguri kontrollimise fookus on tasapinnaline disain. Kui tasapindu ja kumerusi on liiga palju, suureneb hoone pindala. Näiteks elamute projekteerimisel tuleb sageli kokku magamistubade ja vannitubade akende avamise probleemiga. Kuna vannitoa aknad on tasapinnale süvistatud, suureneb hoone välispind nähtamatult. Lisaks on energia säästmiseks erkerid, kuivatusplatvormid ja muud konstruktsioonid. Väga ebasoodne. Seetõttu tuleb tasapinna projekteerimisel igakülgselt arvesse võtta mitmesuguseid tegureid, kusjuures kasutusfunktsiooni rahuldades on hoone kujukoefitsient kontrollitud mõistlikus vahemikus. Lisaks mõjutab fassaadi modelleerimisel kihi kõrguse juhtimine ka hoone kujutegurit. 21. sajandil on paljudes kõrghoonetes kasutusele võetud ristkülikukujulised tasapinnalised ja ristkülikukujulised kombinatsioonid, mis vähendavad hoone välispinda ja üldmõõtmed on harmoonilised. Samuti säilitab see hoone välimuse ja on kasulik hoone energiasäästu seisukohalt. See peegeldab arhitektuurse disaini kontseptsioonide uut mõtlemist.

2.2 Pöörake tähelepanu ümbriku struktuuri kujundusele. Hoonete energia- ja soojuskulu kajastub peamiselt välises kaitsekonstruktsioonis. Ümbriku konstruktsiooni kujundus hõlmab peamiselt: ümbriku struktuuri materjali ja struktuuri valimist, mis määrab ümbriku struktuuri soojusülekande koefitsiendi, arvutades välisseina keskmise soojusülekande koefitsiendi ümbritseva külma ja kuuma silla mõjul, arvutades ümbriskonstruktsiooni ja isolatsioonikihi soojusnäitaja paksuse arvutamine jne. Teatud paksusega soojusisolatsioonimaterjali lisamine välisseina välis- või siseküljele, et parandada seina soojusisolatsiooniomadusi, on oluline meede, et säästa seina soojust. sein selles etapis. Praegu on suurem osa välisseinte soojustusest vahtpolüstüreenplaadist. Ehitusprotsessis tugevdatakse vastavalt soojusisolatsioonimaterjali ehitusprotseduurile soojusisolatsiooniplaadi sidumist ja kinnitust ning tagatakse serva ja põhja kvaliteet soojusisolatsiooniefekti saavutamiseks. Samas on katus see osa, kus on kõige rohkem soojakõikumisi ning isolatsiooniefekti ja vastupidavuse suurendamiseks on vaja tõhusaid meetmeid.

2.3 Akna seina pindala osakaalu mõistlik kontroll. Samuti on välisuksed ja aknad, mis on kontaktis looduskeskkonnaga. Paljud analüüsid ja katsed on näidanud, et uksed ja aknad moodustavad ligikaudu 50% soojusenergia kogutarbimisest. Uste ja akende energiasäästlik disain parandab oluliselt energiasäästu. Tuleb valida suure soojustakistuse väärtustega ukse- ja aknaraami materjalid. Tänapäeval kasutatakse plastikust vooderdatud terasraamides, soojust hajutavates alumiiniumisulamist raamides ja vähese emissiooniga kaetud isoleerklaasides tavaliselt paljusid ukse- ja aknaraamide materjale. Akna õhutihedus peaks olema hea ja akna seina pindala osakaalu tuleks hoolikalt kontrollida. Põhjas ei tohiks olla suuri aknaid ja erkereid ning erkerit ei tohiks kasutada muudes suundades. Inseneripraktikas võtavad paljud elamud fassaadiefektide jaoks suuri aknaid. Juhul, kui akna suurt pinda ei ole võimalik vähendada, tuleks kasutusele võtta ka meetmed: kui aken on paigutatud võimalikult lõunapoolsesse külge, lisatakse akna fikseeritud ventilaator, lengi tihendus ja ventilaatori serv on pingutatud ning arvutus ja arvutus viiakse läbi vastavalt eeskirjadele, et saavutada hoone. Üldine energiatõhusus.

2.4 Tugevdada teiste osade soojusisolatsioonimeetmeid. Muud soojusisolatsioonimeetmete osad, nagu põrand, põrand, plaat ning sooja- ja külmasildade osad soojusisolatsiooniks. Põrandatöötlus hoone sees ja väljas külmas ja külmas piirkonnas, küttetrepi seina ja valgust läbilaskva akna puudumine, üksuse ukse sissepääsu töötlemine, rõdu põranda ja ukseakende töötlemine. Tähelepanu tuleb pöörata sellele, et välismaailmale vastav uks peaks valima isolatsiooniukse, välimine erker peaks kasutama ülemist ja alumist kogumisplaati ja külgplaati ning kõiki plaate, mis puutuvad kokku välispinnaga. peab olema isoleeritud ja energiasäästlik. Tänapäeval kasutatakse hoones spetsiaalset energiasäästlikku projekteerimistarkvara, et täita kõikehõlmava arvutuse kaudu erinevaid soojusnäitajaid. Soojusindeksi järgi tuleks kasutusele võtta vastavad konstruktsioonilised meetmed, et hoone tervikuna vastaks energiasäästunõuetele.

2.5 Energiasäästu eesmärkide saavutamiseks rakendage muid energiasäästumeetmeid. Lisaks on energiatarbimise vähendamiseks vajalikud vahendid ka muud energiasäästlikud kontrollimeetmed, nagu soojusarvesti, soojusjuhtimislüliti jms paigaldamine, et hoida tasakaalus temperatuuri. Tegelikult peaks hoone energiasäästu põhisisu lisaks küttele ja kliimaseadmetele hõlmama ventilatsiooni, majapidamiselektrit, sooja vett ja valgustust. Kui kogu majapidamises kasutatav elektrienergia on energiasäästlikud tooted, on energiasäästu potentsiaal veelgi suurem.

3 Päikeseenergia ehitustehnoloogia

Päikesehooned võib jagada aktiivseteks ja passiivseteks tüüpideks. Hooneid, mis kasutavad päikeseenergia kogumiseks ja salvestamiseks mehaanilisi seadmeid ning vajaduse korral ruumi soojust, nimetatakse aktiivseteks päikeseenergia hooneteks; vastavalt kohalikele kliimatingimustele läbi hoone planeeringu, ehitustöötlemise, valiku kasutamise Suure jõudlusega soojusmaterjalid võimaldavad hoonel endal neelata ja salvestada päikeseenergia hulka, saavutades seeläbi kütte, konditsioneerimise ja sooja veevarustuse, nn. passiivsed päikeseenergia hooned.

Päikesehoonete paigutus peaks püüdma kasutada põhja-lõuna suunana pikka külge. Muutke soojust koguv pind pluss-miinus 30° piiresse positiivses lõunasuunas. Vastavalt kohalikele meteoroloogilistele tingimustele ja asukohale tehke parima päikese käes viibimise saavutamiseks vajalikud kohandused. Soojust koguvate ja soojust salvestavate seinte vahele laekuv soojus on passiivse päikeseenergia hoone vorm. See kasutab täielikult ära lõunasuunalise päikesekiirguse soojuse omadused ning lisab lõunaseinale valgust läbilaskva väliskatte, et moodustada valgust läbilaskva katte ja seina vahele õhukiht. Päikesekiirguse maksimeerimiseks valgust läbilaskva katte sees kantakse õhu vahekihi siseseina pinnale soojust neelav materjal. Kui päike paistab, soojeneb õhk ja sein õhu vahekihis ning neeldunud soojus jagatakse kaheks osaks. Pärast osa gaasi soojendamist moodustatakse õhuvool temperatuuride vaherõhu mõjul ning siseõhk ringletakse ja konvekteeritakse siseruumiga ühendatud ülemise ja alumise tuulutusava kaudu, tõstes seeläbi sisetemperatuuri; ja teine ​​osa soojusest kasutatakse seina soojendamiseks ning kasutatakse ära seina soojussalvestusvõime. Soojus salvestub ning pärast ööd temperatuuri langetamisel vabaneb seinas salvestunud soojus tuppa, saavutades nii päevaks ja ööks sobiva temperatuuri.

Suvesooja saabudes avatakse valgust läbilaskvas kaanes olev õhukiht välisventilatsioonile ning siseruumidega ühendatud vent suletakse. Välisavade ülemine osa on avatud atmosfäärile ning alumised tuulutusavad on eelistatavalt ühendatud kohta, kus ümbritseva õhu temperatuur on madal, näiteks päikesevarjus või maa-aluses ruumis. Kui õhukihi temperatuur on kuumutatud, voolab õhuvool kiiresti ülemisse tuulutusavasse ja kuum õhk juhitakse välja. Kui õhk jätkab voolamist, siseneb alumist õhutusava läbiv jahe õhk õhukihti ja seejärel õhukihti. Temperatuur on välistemperatuurist madalam ja siseruumide kuum õhk hajutab soojuse läbi seina õhukihti saavutades suvel toatemperatuuri alandamise efekti.

Nagu nähtub passiivsest tööpõhimõttest, on materjali omadused päikeseenergiahoonetes olulisel kohal. Klaasi jaoks kasutatakse traditsiooniliselt valgust läbilaskvat materjali ja valguse läbilaskvus on üldiselt vahemikus 65–85% ja praegu kasutatava valgust vastuvõtva plaadi valguse läbilaskvus on 92%. Soojuse salvestamise materjal: kasutage teatud paksusega seina või muutke seina materjali, näiteks võtke soojust salvestavaks kehaks vesisein, et suurendada seina soojussalvestist. Lisaks on soojussalvesti ruum ka soojuse salvestamise meetod. Soojussalve ruumi traditsiooniline tava on kivike laotamine soojussalvestisse, kivikeste soojendamine, kui kuum õhk voolab läbi soojussalvestise ruumi, ja siseneda öösse või vihmasetesse päevadesse. Seejärel juhitakse hajutatud soojus ruumi. Kuna passiivsed päikeseenergiahooned on lihtsad ja hõlpsasti rakendatavad, kasutatakse laialdaselt päikeseenergiahooneid, nagu mitmekorruselised hooned, sidejaamad ja elamud. Tänapäeval kasutatakse seda põhimõtet ka kõrghoone: klaaskardina sein on kihiline ning välisseinaplaadi alumises ühenduskohas on reguleeritavad sisse- ja väljalaskeavad. See mitte ainult ei kasuta päikeseenergiat, vaid kaunistab ka hoone fassaadi, mis on päikeseenergia tehnoloogia konkreetne kehastus.

Aktiivsetes päikeseenergiahoonetes kasutatakse mehaanilisi seadmeid kogutud soojuse transpordiks erinevatesse ruumidesse. Nii saab laiendada päikeseenergia neeldumispinda, näiteks katust, kallet ja hoovi, kus päikesevalgus on tugev, ning seda saab kasutada päikeseenergia neeldumispinnana. Samas saab ka soojasalve ruumi rajada sinna, kuhu vaja. Nii ühendatakse küttesüsteem ja sooja veevarustussüsteem üheks ning rakendatakse efektiivseid soojusjuhtimisseadmeid, et muuta päikeseenergia kasutamine mõistlikumaks.

Aktiivse päikeseküttesüsteemi tööprotsess on järgmine: süsteem on varustatud kahe ventilaatoriga, millest üks on päikesekollektori ventilaator ja teine ​​kütteventilaator. Otse päikesekiirgusega kütmisel töötavad kaks ventilaatorit samaaegselt, nii et ruumis olev õhk siseneb otse päikesekollektorisse. Seejärel pöörduge tagasi tuppa, näiteks vihmastel päevadel, kui soojust on vähe, kasutatakse lisakütet ja soojussalvesti ei tööta. Kuuma õhu süsteem kasutab õhuvoolu reguleerimiseks elektrilist siibrit ja otsese kütmise korral suunatakse õhukontrolleri kaks elektrilist siibrit ümber, et õhk saaks ruumi voolata. Päikesekollektori väljalaskeava juures olev kuumaveespiraal võimaldab ruumi sooja veevarustussüsteemi integreerida päikeseküttesüsteemiga.

Kui päikesekollektori poolt kogutud soojus ületab ruumi vajadused, käivitub kollektori ventilaator ja soojendi ventilaator seiskub. Tuppa viiv mootoriuks on suletud. Päikesekollektorist tulev kuum õhk voolab alla soojussalvestise kivikihile ning kivises hoitakse soojust kuni kivikihi kuumutamiseni, nii et soojussalvestis olev soojussalvesti küllastub. Kui öösel päikesekiirgust pole, võetakse soojust soojussalvestist. Sel hetkel suletakse õhukontrolleri esimene elektriline siiber, avatakse teine ​​elektriline siiber ja käivitatakse kütteventilaator, nii et siseõhu tsirkulatsioon soojeneb alt üles läbi soojussalvestise munakivikihi. ja seejärel tagasi kütte reguleerimise süsteemi. Kui soojussalvestise ruumis on piisavalt soojust, on konditsioneeri siseneva õhu temperatuur ainult madalam kui otse päikesekollektorist lähtuv temperatuur. See tsükkel jätkub seni, kuni soojussalvestise munakivikihtide vaheline soojuserinevus pole ammendatud. Seejärel, kui on olemas lisakütteseade, aktiveerige see. Kui soojussalves olev soojussalvesti jõuab küllastumiseni või suvel küttevajadus puudub, töötab päikesekollektor siiski kütteks, et kasutada sooja veevarustussüsteemi.

Päikeseenergiahooneid on mitut tüüpi ja nende tööpõhimõtted on põhimõtteliselt sarnased. Mõned hooned kasutavad soojusvahetuse kandjana vett. Nii saab sama soojusefekti korral vähendada kogu süsteemis olevate seadmete mahtu ja kasutada ka sooja vee süsteemi koos teiste energiaallikatega. See on vee kandjana kasutamise suurim eelis. Teine energialiik on maasoojuse kasutamine soojusallikana. Tööprotsess seisneb soojuse eraldamises põhjaveest, soojuse suunamises küttesüsteemi kaudu tuppa ja jahutamisel tagurpidi. Tööpõhimõte on nagu kliimaseadmel. Puuduseks on see, et kui seade töötab pidevalt pikka aega, ei pruugi soojus olla piisav. Seetõttu sobib see paremini maasoojusressursside poolest rikastesse kohtadesse.

4 Energiahoone ootused

Päikeseenergiat saab koguda ainult siis, kui on päike. Pilvisel päeval ja öösel soojust ei koguta, mistõttu kogutav soojus on piiratud, kuid vihmased päevad ja ööd nõuavad sageli soojust, mis mõjutab päikeseenergia hooneid. arendus. Kui kasutame geotermilisi ressursse koos päikeseenergiaga, õpime üksteise tugevustest, võtame kasutusele tõhusad tehnilised meetmed energia muundamiseks, mõistliku soojusjuhtimise tehnoloogia ja suurepärased soojusmaterjalid, siis arendatakse jõudsalt uusi keskkonna- ja energiasäästlikke hooneid. On näha, et keskkonnakaitse ja energiasäästu rakendamine on väga laiahaardeline tehnoloogia ning jõuliseks arendamiseks on vaja lahendada mõned spetsiifilised probleemid.

4.1 Energiasäästumeetmed peaksid olema praktilised: uue energia kasutamine põhineb energiasäästumeetmetel ning hoone välispiirete isolatsiooniomadused on väga olulised. Seega välissein ja välisuks ja aken, kus tala on kontaktis välismaailmaga, tuleks soojustada ka põrandaosa, mis on külmasilla osa. Lühidalt öeldes on vaja täita spetsifikatsioonide, eeskirjade ja tööstuse isolatsiooni nõudeid.

4.2 Vajalik on lahendada soojusenergia terviklik kasutamise kontrolli tehnoloogia; kui ainult päikeseenergia kasutamisel on maasoojusenergial teatud piirangud. Uute energiaallikate kasutamine peab põhinema kohalikel loodusvaradel ning igakülgne rakendamine on tõhus. Lisaks vajalik abisoojusallikas normaalse kütte tagamiseks. Integreeritud juhtimistehnoloogia muundab automaatselt ruumi soojusvarustuse vastavalt hoone sisetemperatuuri nõudlusele ja soojusallika tarnimisele, et saavutada temperatuuri stabiilsus. Vastavalt automatiseerimise juhtimistehnoloogia, soojusmaterjalide, soojusvahetusseadmete ning soojus- ja elektrikomponentide arengule on neid tehnoloogiaid täiesti võimalik lahendada.

4.3 Parim valik energia säästmiseks ja uueks energiaks on endiselt päikeseenergia ning energiasäästu ja päikeseenergia rakendamine mõjutab mõnevõrra hoone välimust. Sel põhjusel töödeldakse hoone projekteerimisel hoone fassaadi ning soojusallika välimust kogub katus. See ei ole seotud mitte ainult soojusefektiivsusega, vaid ka hoone üldmõjuga.

x