太阳能光热应用

 项目中太阳能建筑方案效果图

 胶囊式地板

随着昼夜温差、白天还呈现为液态晚上却成固态的地板你见过没？这是由于在普通地板的下面有一处夹层，里面是胶囊式的组合，胶囊里填充了石膏、蜡和石墨等组成的特殊材料，可储能保温。

天窗式屋顶

在阿里地震观测站，通过在墙体和屋顶开窗的方式，白天尽可能吸收阳光，储存在玻璃背后的蓄热体上，过多的热量被储存起来，晚间拉下卷帘，储存的热量释放出来，保持室内的温暖舒适。

很多人都知道变色龙，但你听说过随着昼夜温差、白天还呈现为液态晚上却成固态的地板吗？房子要采光一般都得开窗，但你见过除了朝阳面有窗户，连屋顶都开了窗的房子吗？此外，还有一系列更“抠门”的节能招数，不放过每一丝洒进屋内的阳光，相当于给窗户“穿”了一层“保暖衣”。

这是在阅读科幻小说？非也。您刚刚读到的建筑类型，有一个共同点——它们都是建在高原上的房子。由于高原具有低气压缺氧、寒冷干燥、昼夜温差大、海拔3000米以上等特点，要解决高原地区建筑面临的节能环保技术难题，当然就要根据高原的自身特点来修，所以房子才如此特殊。

最近在我省科学技术奖励大会上荣获“四川省科技进步一等奖”、名为“青藏高原地区气候适应性节能建筑关键技术研究”项目，让高原上的居民住上了用高科技手段打造的房屋，其中的奥妙让人惊叹。

日前，华西都市报记者专访了该项目的牵头负责人——中国建筑西南设计研究院副总工程师冯雅博士，他对该项目在牧民定居点中的具体应用做了介绍。

咋宜居？

高原的房子也要水土相合

高原，一个让不少住在内地的人初次去了，会感到胸闷气短、头昏乏力的地方。那修在高原的房子，能不能照搬内地的建筑技术呢？

冯雅说，当然不行，房子就像人一样，需要水土相合，才能宜居。此前，高原工程一直没有相适应技术标准和措施以及工程设计相关基础数据，加上青藏高原生态极度脆弱、属多震地区。所需的建筑材料和能源，主要靠内地生产，运输、工程施工极为艰难，因此照搬内地的建筑标准根本不可行。

我国的青藏高原涉及6省（区），面积200万平方公里以上，人口近2000万。冯雅带领的团队从2001年开始投入研究。

在10年间，系统地开展了青藏高原地区气候适应性节能建筑关键技术相关研究。建立了高原太阳辐射参数确定模型，完成了青藏高原主要城市设计计算参数，高原被动式太阳能采暖设计区划、自风能设计区划，为高原节能建筑设计提供了科学的室外设计参数与原则。

科研成果根据高原气候的特点，通过大量的人体生理调查和生理基础实验研究，以及高原人们的工作、生活特点，创建了与地域气候相适应的高原建筑室内热环境设计参数确定原理和方法，得出不同海拔高度人体生理基础实验数据，提出了高原建筑室内热环境设计参数。

系统提出高原地区气候适应性建筑规划设计、高原可再生能源利用优化设计、高原极端气候条件下低能耗建筑优化设计理论和方法，并推广应用于高原工程建设中。

咋保温？

地板胶囊式夹层储能保暖

冯雅说，高原的房屋很讲究朝向，一般是南向或东南向。白天大量阳光照进屋内，晚间温度急剧降低，这种情况下，高原的建筑都考虑到了白天蓄热，夜间防止散热的功能。

譬如，在阿里地震观测站，就通过在墙体和屋顶开窗的方式，白天尽可能吸收阳光，储存在玻璃背后的蓄热体上，过多的热量被储存起来，晚间拉下卷帘，储存的热量释放出来，保持室内的温暖舒适。除了室外的窗玻璃挂上了窗帘式的保温板，屋内的地板也采用了特殊材料。在普通地板的下面有一处夹层，里面是胶囊式的组合，胶囊里填充了石膏、蜡和石墨等组成的特殊材料。

这样一来，当白天阳光照射进屋内，室内温度达到20℃以上后，原本为固态的胶囊材料转化为液态，将过多的热量储存起来，避免室内温度过高；晚间高原气温骤降，在降到20℃以下后，液态的胶囊材料转化为固态，释放出白天储存的热量，起到保暖的作用。

咋节能？

设计围合式的阳光房校园

而由中建西南设计院设计的玉树红旗小学，所有的墙体上的玻璃都用隔板隔开，一面墙体上有数块玻璃。为什么设计得这么奇怪？

冯雅说，这是因为高原的光照射厉害，如果直射进入室内，同学们和老师无法正常上课，阳光进入隔断的玻璃后层层反射，不会直射到人体，既能解决太阳能进入室内的问题，又充分考虑到人体热舒适和视觉舒适，改善了采光环境。

另外，考虑到当地气候，红旗小学是一种围合建筑，即四面通过走廊连接，这样即使遇到雨雪天气，同学们可以通过走廊正常活动，不必担心。更妙的是，学校中庭建筑的上方可以盖上一个钢结构的阳光板，形成一个阳光房。夏天打开通风口，自然通风。

正在建设中的西藏自然科学博物馆，也采用了该科研项目组关于节能和被动太阳能建筑设计的建议。建筑顶上覆盖了一个遮阳架，并形成了哈达的造型，做到了艺术和科学相结合。建筑向南面设计了一种镂空的遮阳格栅，阳光透进来后，会洒在地板上形成明暗阴影，而令人惊叹的是，这些阴影恰好是具有民族特色的艺术图案。

应用于牧民定居点

每年节约能源费2.58亿

据冯雅介绍，该科研项目成果在我省川西高原工程建设和牧民定居、西藏自治区、青海省玉树地震灾后重建、西藏军区营房采暖等项目中得到了应用，科研成果应用于工程逾2000万平米。并已成功应用于牧民定居点建设，直接示范工程面积超过300万平方米，目前每年可为当地节约能源费2.58亿元。

在2011年世界太阳能大会上，联合国工业发展组织国际太阳能中心主任喜文华教授在大会上给出以下评价，“青藏高原气候适应性太阳能建筑技术是最适合这一地区的研究成果，是世界被动太阳能建筑最高成果，中国的‘南墙计划’将对世界太阳能应用作出重要贡献”。

华西都市报记者罗琴图片由中建西南院提供