2.太陽能建筑技術(shù)在日本的發(fā)展
日本是自然資源極其匱乏的經(jīng)濟大國,非常重視太陽能等可再生能源的發(fā)展,用新能源替代傳統(tǒng)能源是舉國上下的共同愿望和追求。國家頒布各種政策和法令全力支持太陽能等新能源的發(fā)展。至1993年,包括太陽能在內(nèi)的新能源消費量約占全日本能源消費總量的3%,規(guī)劃到2010年,太陽能發(fā)電量要達到482萬千瓦(為1999年的23倍)。
日本也在積極推行“太陽能房屋計劃”。至2003年,全日本約有5萬戶居民安裝了太陽能電池板。到2010年,要求所有新建的房屋都將采用太陽能供電。為鼓勵太陽能電池板在居民住宅中應(yīng)用,1997年~2004年,日本政府共投入1230億日元的資助金。
日本三澤住宅研究有限公司已研究和開發(fā)成功屋頂建材太陽光發(fā)電系統(tǒng),并已在日本各地建造許多采用太陽光發(fā)電的住宅小區(qū),其中,規(guī)模最大的是北海道“山莊花園清田”小區(qū),總戶數(shù)為503戶,發(fā)電量達1500KW。
3.太陽能建筑技術(shù)在歐洲的發(fā)展
歐共體早在20世紀(jì)80年代,就開始在建筑上大規(guī)模開發(fā)和應(yīng)用太陽能技術(shù)。
歐共體也積極推行“太陽能房屋計劃”。計劃到2010年,將安裝50萬套太陽能房屋,其中德國10萬套。
德國建筑師塞多?特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋,房屋被安裝在一個圓盤底座上,由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪,房屋底座在環(huán)形軌道上以每分鐘轉(zhuǎn)動3厘米的速度隨著太陽旋轉(zhuǎn),當(dāng)太陽落山以后,該房屋便反向轉(zhuǎn)動,回到起點位置,它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發(fā)電功率的1%,而所吸收的太陽能則相當(dāng)于一般不能轉(zhuǎn)動的太陽能房屋的2倍。這棟造價為133000英鎊的房子已經(jīng)有10戶居民入住,入住者感覺很好。房屋設(shè)計者,至2005年,已收到另外50個建筑訂單。
1997年,德國在慕尼黑貿(mào)易展覽中心安裝了世界最大的屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng),容量為1.06MW。
德國還建造了零能量的住房,所需能量100%靠太陽能。零能量住房向南開放的平面被設(shè)計成扇形平面,可以獲得很高的太陽能輻射能,墻面采用儲熱能力較好地灰砂磚、隔熱材料和裝飾材料。陽光透過保溫材料,熱量在灰砂磚墻中存儲起來。白天,房屋通過窗戶由太陽來加熱,夜間則通過隔熱材料和灰砂磚墻來加熱。
法國國家實用技術(shù)研究所最近發(fā)明了一種建筑外墻玻璃兼作太陽能熱水器的產(chǎn)品,這種一體化產(chǎn)品是一種雙層中空玻璃,其中40%面積是透明的,余下的部分被盤旋狀的可以通水的銅管及銀反射管所覆蓋,覆蓋物位于玻璃內(nèi)層。這種雙層中空玻璃可以吸收太陽能,并利用它把水加熱。對于一個大樓來說,僅僅利用建筑外墻玻璃,就能把熱水問題解決,每年可以節(jié)省大量的電力和煤氣。因此,具有很強的市場競爭力。
丹麥北部奧爾胡斯市的塔首地區(qū),有一個聞名遐邇的“日與風(fēng)”住宅區(qū)。那里的建筑新穎獨特,幾乎所有房屋的門窗都朝南開,屋頂與地面成45度角,南面窗戶極多,北面窗戶極少,擔(dān)當(dāng)整個住宅區(qū)采暖重任的是一座650平方米的太陽能集熱器和一個天然氣供暖中心,其太陽能集熱器使這一住宅區(qū)節(jié)約了28%的能源。
奧地利維也納新近建成了一個名叫“利奧波德城”的住宅區(qū),由狹長的6~9層高的公寓樓組成。這些樓房的向陽面有寬大的窗戶和陽臺,背陰面卻只有射擊孔大的小窗戶,向陽面高大的窗戶可使室內(nèi)獲得大量陽光,在寒冷的季節(jié)為室內(nèi)供暖。而背陰面的小窗戶有很好的隔熱作用,同時,對住宅后面車輛來往的商業(yè)區(qū)也有很好的隔音效果。而各樓房之間通常要修建通道的地方現(xiàn)在開辟成了廣闊、安靜、公園般的綠色園區(qū)。這種公寓的耗能比傳統(tǒng)住宅樓低50%多,在冬天,可節(jié)約大量采暖能耗。
瑞士科學(xué)家發(fā)明了一種可利用太陽能發(fā)電的住宅用窗玻璃,其發(fā)電原理,類似植物葉片的光合作用。這種玻璃的結(jié)構(gòu)很象樹葉,是夾心式的,含有捕捉光能的涂料及半導(dǎo)體物質(zhì)。當(dāng)光線激發(fā)涂料層中的電子,經(jīng)過定向傳遞,便產(chǎn)生電流。其光電轉(zhuǎn)化率為10%以上,每平方米可發(fā)電150瓦左右,雖與普通太陽能電池差不多,但其成本只有太陽能電池的1/5,因此,有著很好的使用價值和廣闊的發(fā)展前景。