2.太陽能建筑技術在日本的發展
日本是自然資源極其匱乏的經濟大國,非常重視太陽能等可再生能源的發展,用新能源替代傳統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展。至1993年,包括太陽能在內的新能源消費量約占全日本能源消費總量的3%,規劃到2010年,太陽能發電量要達到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成功屋頂建材太陽光發電系統,并已在日本各地建造許多采用太陽光發電的住宅小區,其中,規模最大的是北海道“山莊花園清田”小區,總戶數為503戶,發電量達1500KW。
3.太陽能建筑技術在歐洲的發展
歐共體早在20世紀80年代,就開始在建筑上大規模開發和應用太陽能技術。
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,房屋底座在環形軌道上以每分鐘轉動3厘米的速度隨著太陽旋轉,當太陽落山以后,該房屋便反向轉動,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電功率的1%,而所吸收的太陽能則相當于一般不能轉動的太陽能房屋的2倍。這棟造價為133000英鎊的房子已經有10戶居民入住,入住者感覺很好。房屋設計者,至2005年,已收到另外50個建筑訂單。
1997年,德國在慕尼黑貿易展覽中心安裝了世界最大的屋頂并網光伏系統,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。
法國國家實用技術研究所最近發明了一種建筑外墻玻璃兼作太陽能熱水器的產品,這種一體化產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,有一個聞名遐邇的“日與風”住宅區。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,擔當整個住宅區采暖重任的是一座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節約了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,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獲得大量陽光,在寒冷的季節為室內供暖。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區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在開辟成了廣闊、安靜、公園般的綠色園區。這種公寓的耗能比傳統住宅樓低50%多,在冬天,可節約大量采暖能耗。
瑞士科學家發明了一種可利用太陽能發電的住宅用窗玻璃,其發電原理,類似植物葉片的光合作用。這種玻璃的結構很象樹葉,是夾心式的,含有捕捉光能的涂料及半導體物質。當光線激發涂料層中的電子,經過定向傳遞,便產生電流。其光電轉化率為10%以上,每平方米可發電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展前景。