太阳能充电器的设计摘要：设计了基于LP3947的太阳能充电电路，通过脉宽调制对锂电池充电进行智能控制，从而提高太阳能电池输出功率及锂电池的使用效率，达到延长电池使用寿命和时间的目的。关键词：太阳能；LP3947；锂电池1.引言 太阳能作为一种新型的资源越来越多地被人们关注，它所带来的一系列的产业也逐渐成为目前非常具有开发潜力的产业。太阳能光伏发电是太阳能应用的主要产业之一。在我国太阳能资源极其丰富，陆地每年接受的太阳辐射能相当惊人。如果将这些太阳能充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且可以有效地减少常规能源所带来的环境污染。 目前光伏发电在小型电器电路上的运用也逐渐的成熟，随着人们生活中越来越多的离不开手机、mp3、数码相机等一系列的数码产品，它们的充电问题成为了使用者极其关心的问题之一。设计一个利用光伏充电原理的充电器来为这些数码产品进行充电可以在很多方面解决各种问题。太阳能充电器具有携带方便、外型美观时尚，甚至可以在没有电源的情况下为手机等一系列的数码产品进行充电。2.太阳能电池板种类及工作原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，目前处于主流的是应用光电效应原理工作的太阳能电池，其基本原料为以半导体.当P-N 结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子，即引起光伏效应，产生一与P-N 结内建电场方向相反的光生电场，其方向由P 区指向N区.此电场使势垒降低，其减小量即为光生电势差，P 端正，N 端负，由此生产的结电流由P 区流向N 区，形成单向导电，发挥出与电池一样的功能。由于太阳电池板输出电压不稳定，故增加了稳压电路，通过稳压电路、充电电路为负载电池充电，同时还可以为内部蓄电池充电以备应急之用;光照条件较差时，太阳电池板输出电压较低，达不到充电电路的工作电压，因此增加了升压、稳压电路，以便为充电电路提供较稳定的工作电压.阴天、夜间等光照条件极差的情况下，可利用系统内部的蓄电池，通过升压电路为后续设备充电。另外，充电器还设计有照明灯，当夜间光线较暗时，通过蓄电池为照明灯供电，可供应急使用。3.充电器设计电池充电原理 锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命，图3为锂电池的充电曲线，共分三个阶段：预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。以800 mAh 容量的电池为例，其终止充电电压为。用1/10C（约80 mA）的电池进行恒流预充，当电池端电压达到低压门限V（min）后，以800 mA（充电率为1C）恒流充电，开始时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压接近 V 时，改成恒压充电，电流渐降，电压变化不大，到充电电流降为1/10C（约80 mA）时，认为接近充满，可以终止充电。 手机电池充电曲线充电器设计思想 太阳能手机充电控制电路的设计思想，从手机锂离子二次电池的恒流/恒压充电控制出发，同时配有锂离子蓄电池.当在户外无220V 交流电时，采用太阳能对手机锂离子直接充电，同时对锂离子蓄电池充电；当阴雨天天气或夜晚等阳光不足时，采用配置的锂离子蓄电池对手机锂离子充电，以保证任何情况下不间断.即：系统的设计以太阳能充电为主，在有足够的阳光且蓄电池又有足够供电能力的情况下，系统能够以太阳能充电为主给手机充电，蓄电池给手机补电；在无阳光或阳光弱时，以蓄电池充电为主给手机充电，太阳能为手机补电。充电控制电路设计升压电路设计由于在不同的时间、地点太阳光照强度不同，太阳电池板输出电能不稳定，需加人相应的升压、稳压等控制环节。直流升压就是将电池提供的较低的直流电压提升到需要的电压值。稳压电路设计稳压电路的设计以三端集成稳压器W7800为核心，它属于串联稳压电路，其工作原理与分立元件的串联稳压电源相同。由启动电路、取样电路、比较放大电路、基准环节、调整环节和过流保护环节等组成，此外还有过热和过压保护电路，因此，其稳压性能要优于分立元件的串联型稳压电路。而且三端集成稳压器设置的启动电路，在稳压电源启动后处于正常状态下，启动电路与稳压电源内部其他电路脱离联系，这样输入电压变化不直接影响基准电路和恒流源电路，保持输出电压的稳定。充电电路设计 锂电池以体积小、容量大、重量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多(寿命长)等优点，广泛地被使用在许多数码产品中。但锂电池对使用条件要求较严格，如充电控制要求精度高，对过充电的承受能力差等。因此，为了保护锂电他，该充电电路包括电池充电控制电路与电池电量检测控制电路两部分。电池充电控制电路，用来控制升压或稳压电路对锉电池进行充电，同时也是锂电池的充电电路。电池电量检测电路，用以检测充电电量的多少，当电池充满电时，充满指示灯亮，逻辑电路控制充电电路断开，停止充电。4结束语 随着现代的科技发展电子产品几乎可以普及,但电子产品的电池却一直困扰这我们。我着次的研究的目的不是让电池的容量增大,而是把太阳能充电器安装在电子产品表面上这样就可以大量增加电池的使用时间。
水热法生长二氧化钛纳晶及在染料敏化太阳能电池板的应用1 引言1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池，其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极，其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度，且具有足够大的比表面积，能够吸附大量的染料，并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用，许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。在纳晶TiO2 的三种晶型中，锐钛矿相的光电活性最好，最实用于染料敏化太阳能电池中，所以在制备纳晶TiO2 时，金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。对TiO2 纳晶的生长，许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶，其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是，如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。在本章中，采用水热法基础上，分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵（TMAOH）、四乙基氢氧化铵（TEAOH）、四丁基氢氧化铵（TBAOH）做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。2 实验主要药品和仪器钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶（TBP）、OP乳化剂（Triton X-100）（AR，均购于中国医药集团上海化学试剂公司）；敏化染料（cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2]，SOLARONIX SA.）；四甲基氢氧化铵（TMAOH）(25 %)、四乙基氢氧化铵（TEAOH）(20 %)、四丁基氢氧化铵（TBAOH）(10 %) （均购于中国医药集团上海化学试剂公司）；可控温磁力搅拌器（C-MAG HS4，德国IKA）；马弗炉（上海实验电炉厂）；100 W 氙灯（XQ-100 W，上海电光器件有限公司）；导电玻璃基片（FTO，15 Ω/cm2，北京建筑材料研究院）；X 射线粉末衍射仪（XRD） D8-advance(Bruker 公司)；扫描电子显微镜(SEM)S-3500N（日本日立公司)；透射电镜(TEM)JEM-2010(日本)；红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer；紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。3 实验部分 纳晶TiO2 的制备根据文献的制备方法[6-11]，把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟（[H2O]/[Ti(OBu)4] = 150），过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。在强烈搅拌下，把所得到的沉淀加入到pH=的含有有机碱的溶液中，在100 °C搅拌24小时，得到半透明的胶体。将得到胶体装入高压釜（填充度小于80%）。在200 oC水热处理12小时。水热处理后，得乳白色混合物并伴有鱼腥味，这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯，经50 oC浓缩至原来的1/5，加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100，搅拌至均匀，得稳定的TiO2纳晶浆体。 纳晶薄膜电极的制备将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖，通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12]，中间留出约1×1 cm2空隙，将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后，在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟，使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物，冷却至80 ?C，经过仪器测量，薄膜的平均厚度在6微米左右。将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时，使染料充分地吸附在TiO2上，取出后用乙醇浸泡3-5分钟，洗去吸附在表面的染料，在暗处自然晾干，即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜，制备的薄膜平均厚度在微米左右，将其重新用透明胶带覆盖，把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后，重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟，反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在微米左右，热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。 DSSC 的组装以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极，以镀铂电极为对阴极[13]，将染料敏化电极与对阴极用夹子固定，在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以 mol/L LiI+ mol/L I2+ TBP为溶质的液态电解质，封装后即得到染料敏化太阳能电池。 光电性能测量采用100 W氙灯作为太阳光模拟器，其入射光强Pin为100 mW/cm2。在室温下进行测量，记录其短路电流ISC和开路电压VOC，并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。 表征与分析采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构，测试条件为：Cu Kα(λ= ?)，电压：40 KV，电流：40 mA。扫描速度:6?/min，扫描范围：10?-80?。采用KBr 压片法测量样品的红外光谱，测试条件：400-4000 cm-1，软件：OMNIC ，扫描次数30 次。采用JEM-2010（日本)型透射电子显微镜(TEM)观察TiO2 纳晶的表面形貌及粒径大小。用紫外-可见分光光度计（UV-3100）测试不同粒径TiO2 纳晶多孔薄膜电极吸附染料的吸光度。TG 的升温速度：10 ℃/min，范围：室温至1000 ℃，测试仪器：SDT 2960 同步DSC-TGA 装置 (USA TA 设备)。4 结果与讨论 有机碱对TiO2 纳晶的形貌和粒径的影响Sugimoto 和他的合作者们研究了影响TiO2 纳晶生长的一些因素，其中pH 的值、有机碱的烷基链的长短、水热的温度以及水热的时间等因素都对TiO2 纳晶颗粒的大小和形貌有很大的影响[14-17]。通过研究发现，四烷基有机碱作为模板来控制TiO2 纳晶的形貌和大小。所以可以使用不同的有机碱来制备适合于染料敏化太阳能电池光电传输的晶型完整并具有较大的比表面积的TiO2 纳晶。是在不同的有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的TEM 图，a 图是采用TMAOH 做胶溶剂，b 图是采用TEAOH 做胶溶剂，c 图是采用TBAOH 做胶溶剂。从图中可以看出，在相同pH 值下，不同的有机碱做胶溶剂时，制备的纳晶明显不同，这说明胶溶剂对TiO2纳晶的粒径大小和形貌有很大的影响，而且随着有机碱胶溶剂烷基链的加长，TiO2 纳晶的粒径减小，并且粒子为多面体。当用TMAOH 做胶溶剂时，制备的TiO2 纳晶的粒子多为四方体，颗粒宽12-20 nm，粒子长20-40 nm，如图1a 所示。当用TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的粒子颗粒不均匀，而且形貌也不规则有多面体形的也有四面体形的，粒子宽度8-10 nm，长度10-25 nm，如图1b 所示。而当有机碱的烷基链长从两个碳原子增加到四个碳原子时，即用TBAOH 用作胶溶剂时制备的纳晶颗粒粒子大小较均匀而且形貌也较规则，多为正方体，粒子大小一般在5nm 左右，如图1c 所示。在TiO2 纳晶的水热生长过程中，有机碱首先是吸附在TiO2 的晶核上，而烷基链的长短不同吸附的能力不同，吸附能力越大则就会阻碍纳晶的生长。研究发现[6]，烷基链越长则有机碱吸附在晶核上的吸附力越大，则会阻碍晶体的生长，所以随着有机碱烷基链的长度的增加，纳晶颗粒在不断的减小；并且研究发现，胶溶剂的浓度不能太大，太大时制备的TiO2 纳晶就会出现严重的团聚现象[10]。 有机碱对TiO2 纳晶晶型的影响是用三种有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的XRD 图，a 是制备的TiO2 纳晶经过自然风干后的XRD，b 是制备的三种TiO2 纳晶经过50 °C 热处理30 分钟中后的XRD 图。从图2a 中可以看出，2θ = °是TiO2 纳晶锐钛矿的特征峰，但是还有一些其它的杂峰，这些杂峰证明是有机胺类化合物的峰。当把制备的纳晶经过450 °C 热处理30 分钟中后，a 图中的杂峰就消失，TiO2 在2q ＝°，°，°，°，°和°的衍射峰的d 值均与标准PDF 卡片锐钛矿型TiO2 衍射峰相符，说明所制备的TiO2 的晶型为锐钛矿，没有金红石相和板钛矿相出现，制备的为纯的锐钛矿相TiO2 纳晶。在传统水热方法中，采用硝酸做胶溶剂，制备的纳晶TiO2 中，含有少量的金红石相和板钛矿相，而这两种的光电性能较差，影响染料敏化太阳能电池的光电转换效率。而用有机碱做胶溶剂制备的TiO2 纳晶可满足染料敏化太阳能电池中对锐钛矿相的要求。随着有机碱烷基链的增加，样品的特征衍射峰宽逐渐变大，并且衍射峰值逐渐减小，这表明制备纳晶颗粒不断减小，这与TEM 的结果一致。 TiO2 纳晶的热稳定性分析是用三种有机碱制备的TiO2 纳晶的红外光谱图，(a) 是制备的纳晶粉末在80 °C 烘干24 小时，(b)是制备的纳晶粉末在450 °C 热处理1 小时，光谱范围是400-4000 cm-1。从红外光谱图可知，三种纳晶红外图谱相近。图3(a)中出现了有机化合物的一些键如C-H, N-H,和O-H 等键，但随着在450 °C 热处理1 小时后，这些化合键就消失了，而TiO2 薄膜的红外谱图中主要有Ti-O-Ti 键伸缩振动峰在500cm-1 附近，没有出现宽的吸收带，如图3(b)所示，这一结果与文献中的结果相一致[7]。这说明在有机碱条件下制备的TiO2 纳晶在经过450 °C后为稳定的锐钛矿相，吸附在其表面的有机物分解完全。从XRD 的结果也可以得出(图 3b)，所有有机化合物在经过450 °C 热处理后都消失完全了，这说明二氧化钛化合物在高于450 °C热处理后，可以晶化为稳定的锐钛矿相TiO2 纳晶。是用有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉末热稳定性的TG 分析。这些纳晶粉末是在105 °C 下烘干24 小时，而没有进行任何热处理的。从图中可以看出，有两个失重过程。第一个过程是100～250 °C 之间的明显失重，可以认为是失去了吸附在纳晶粉末表面的水分子和一些醇。第二个过程是250～400 °C 之间的失重，是因为粉体中吸附的有机物成份的失去。有机物与制备的氧化物之间有很强的键和作用，这些有机物包裹着氧化物，当温度达到400 °C 时，这些键和作用才会消失，有机物完全分解，这说明有机物与纳晶颗粒之间的力结合不是太大不影响纳晶的晶化。另外发现，在不同有机碱胶溶剂下制备的纳晶粉末的失重情况明显不同，在采用TBAOH 做胶溶剂时的失重明显要高于使用TMAOH 做胶溶剂时的，这说明前者表面吸附了更多的有机物。吸附有机物的量不同，表明制备的纳晶粉末的形貌和粒径大小也明显不同[14]，这与TEM 的结果一致，在采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2纳晶颗粒较小表面积较大，这就使吸附在纳晶表面的有机物就增多，所以在进行热分解时失重较多；而采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶颗粒明显大许多，表面积又小所以吸附的有机物就会减小，所以在热分解时失重较少。从失重量的多少也可以简单分析出制备的纳晶颗粒和形貌的异同。用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶，会对其晶型及其晶型的稳定性有一定的影响。图5 为有机碱TEAOH 做胶溶剂的条件下制备的TiO2 纳晶及其分别在300 °C，500 °C，700 °C，800 °C，900 °C 烧结1 小时样品的XRD 谱图。在TiO2 纳晶的晶型中，峰位于2θ=°是锐钛矿相的特征衍射峰，峰位于2θ=°是金红石相的特征衍射峰。从图中可知，TiO2 纳晶在800 °C 烧结前，晶型没有发生变化。在800 °C 烧结之后，才出现了金红石相晶型，这一结果与Young 等人的研究结果一致[18]。据报道在酸性条件下制备的TiO2 纳晶，在烧结温度达600 °C 时，锐钛矿晶型就开始向金红石晶型转变[19]。而用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶从锐钛矿相向金红石相转变的温度有所提高，这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶热稳定性提高了，这一稳定性说明，可以对锐钛矿型TiO2 纳晶在较高的温度下进行烧结，而不改变其晶型，即没有金红石型纳晶出现。 BET 和吸附染料能力的研究用不同的有机碱做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶粉的表面积进行分析，实验得出，在使用有机碱TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为66 m2·g-1，但是当使用TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时，制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为78 m2·g-1 和82 m2·g-1。这一结果与粒径越大比表面积越小相一致，颗粒大小如图1 所示，这说明颗粒越小比表面积越大。研究发现，吸附的染料（RuL2(SCN)2）的多少并不一定随着比表面积的增大而增大。为了研究用于染料敏化太阳能电池测试的TiO2 纳晶多孔薄膜吸附染料的多少，把敏化的电极在5 mL mol/L NaOH 溶液中让染料进行脱附，之后对染料的碱性溶液进行吸光度的分析，UV-vis 吸收光谱的结果如图5 所示。图中a、b 和c 三条曲线分别是采用TMAOH、TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶。根据朗伯-比尔定律可知吸光度随浓度增加而增大，结果显示，采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶吸收的染料最少，这与比表面积越小吸附的染料越少相吻合，但比其它两种纳晶的吸附量要少很多。虽然采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的比表面积比用TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的比表面积大，但是后者却比前者所吸附的染料多，这里可能的解释就是因其用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的颗粒太小还不足10nm，所以用其制备的纳晶多孔薄膜太致密而使得吸附的染料减小。 染料敏化太阳能电池光电性能研究采用有机碱制备的三种不同形貌和粒径大小的TiO2 纳晶，并用其制备了敏化电极应用于染料敏化太阳能电池光电性能的研究，如图6 所示。表1 给出了三种不同电极的所组装的电池的短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率的值。在100 mW/cm2 光照条件下，三种电池的短路电流分别为、、 mA/cm2，开路电压分别为、、，填充因子分别为，光电转换效率分别达到了。从实验结果可知，采用有机碱TEAOH 制备的TiO2 纳晶所组装的电池的光电转换效率比其它两种电池的光电转换效率要高。可知，采用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的开路电压要比采用有机碱TMAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的要低，但是其电池的短路电流和填充因子都要比其它两种有机碱所制备TiO2 所组装的电池要高。这可能是因为（1）用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 纳晶粒经比较适中，制备的多孔薄膜粒子与粒子之间结合比较紧密，这样就提高了电子在薄膜中的传播速度；（2）较其它两种多孔薄膜吸附的染料要多，研究表明吸附的染料的量与所产生的光电流成正比，吸附的染料越多，则产生的光电流越大，用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 多孔薄膜所吸附的染料最多，所以用其所组装的染料敏化太阳能电池的短路电流最高，电池的光电转换效率也达到最好。5 结论本章采用了钛酸四正丁酯为原料，以三种有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶，以三种制备的敏化的纳晶多孔薄膜为电极组装了染料敏化太阳能电池，并对其进行了电池光电性能的测试。研究了这三种有机胶溶剂对TiO2 纳晶晶体生长的影响，采用三种不同烷基链的有机碱做胶溶剂制备的纳晶形貌和大小有很大的不同，研究发现，随着烷基链的加长，纳晶的形貌开始变得规整，粒径也减小，但是有机碱的浓度不能太大，浓度过高时，会使制备的纳晶出现团聚，所以在使用有机碱做胶溶剂时，采用的是在pH= 的条件下制备的。通过热稳定性分析发现，吸附在TiO2 纳晶表面的有机碱在450 °C 热处理后，有机物分解完全，这说明在制备纳晶多孔薄膜时，有机物分解完全，多孔薄膜中为纯的TiO2 纳晶。因为三种TiO2纳晶形貌和大小不同所以制备的多孔薄膜吸附染料的量也不相同。实验发现采用有机碱TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 的敏化电极吸附的染料最多，电池光电性能测试也显示用此TiO2 纳晶制备的电池开路电流达到 mA cm-2，光电转换效率达到，比其它两种电池的光电转换效率要高，这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的形貌和大小比其它两种有机碱胶溶剂制备的TiO2 更适合应用于染料敏化太阳能电池。更多毕业论文请到
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水热法生长二氧化钛纳晶及在染料敏化太阳能电池板的应用1 引言1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池，其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极，其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度，且具有足够大的比表面积，能够吸附大量的染料，并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用，许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。在纳晶TiO2 的三种晶型中，锐钛矿相的光电活性最好，最实用于染料敏化太阳能电池中，所以在制备纳晶TiO2 时，金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。对TiO2 纳晶的生长，许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶，其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是，如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。在本章中，采用水热法基础上，分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵（TMAOH）、四乙基氢氧化铵（TEAOH）、四丁基氢氧化铵（TBAOH）做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。2 实验主要药品和仪器钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶（TBP）、OP乳化剂（Triton X-100）（AR，均购于中国医药集团上海化学试剂公司）；敏化染料（cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2]，SOLARONIX SA.）；四甲基氢氧化铵（TMAOH）(25 %)、四乙基氢氧化铵（TEAOH）(20 %)、四丁基氢氧化铵（TBAOH）(10 %) （均购于中国医药集团上海化学试剂公司）；可控温磁力搅拌器（C-MAG HS4，德国IKA）；马弗炉（上海实验电炉厂）；100 W 氙灯（XQ-100 W，上海电光器件有限公司）；导电玻璃基片（FTO，15 Ω/cm2，北京建筑材料研究院）；X 射线粉末衍射仪（XRD） D8-advance(Bruker 公司)；扫描电子显微镜(SEM)S-3500N（日本日立公司)；透射电镜(TEM)JEM-2010(日本)；红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer；紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。3 实验部分 纳晶TiO2 的制备根据文献的制备方法[6-11]，把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟（[H2O]/[Ti(OBu)4] = 150），过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。在强烈搅拌下，把所得到的沉淀加入到pH=的含有有机碱的溶液中，在100 °C搅拌24小时，得到半透明的胶体。将得到胶体装入高压釜（填充度小于80%）。在200 oC水热处理12小时。水热处理后，得乳白色混合物并伴有鱼腥味，这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯，经50 oC浓缩至原来的1/5，加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100，搅拌至均匀，得稳定的TiO2纳晶浆体。 纳晶薄膜电极的制备将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖，通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12]，中间留出约1×1 cm2空隙，将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后，在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟，使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物，冷却至80 ?C，经过仪器测量，薄膜的平均厚度在6微米左右。将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时，使染料充分地吸附在TiO2上，取出后用乙醇浸泡3-5分钟，洗去吸附在表面的染料，在暗处自然晾干，即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜，制备的薄膜平均厚度在微米左右，将其重新用透明胶带覆盖，把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后，重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟，反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在微米左右，热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。 DSSC 的组装以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极，以镀铂电极为对阴极[13]，将染料敏化电极与对阴极用夹子固定，在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以 mol/L LiI+ mol/L I2+ TBP为溶质的液态电解质，封装后即得到染料敏化太阳能电池。 光电性能测量采用100 W氙灯作为太阳光模拟器，其入射光强Pin为100 mW/cm2。在室温下进行测量，记录其短路电流ISC和开路电压VOC，并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。 表征与分析采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构，测试条件为：Cu Kα(λ= ?)，电压：40 KV，电流：40 mA。扫描速度:6?/min，扫描范围：10?-80?。采用KBr 压片法测量样品的红外光谱，测试条件：400-4000 cm-1，软件：OMNIC ，扫描次数30 次。采用JEM-2010（日本)型透射电子显微镜(TEM)观察TiO2 纳晶的表面形貌及粒径大小。用紫外-可见分光光度计（UV-3100）测试不同粒径TiO2 纳晶多孔薄膜电极吸附染料的吸光度。TG 的升温速度：10 ℃/min，范围：室温至1000 ℃，测试仪器：SDT 2960 同步DSC-TGA 装置 (USA TA 设备)。4 结果与讨论 有机碱对TiO2 纳晶的形貌和粒径的影响Sugimoto 和他的合作者们研究了影响TiO2 纳晶生长的一些因素，其中pH 的值、有机碱的烷基链的长短、水热的温度以及水热的时间等因素都对TiO2 纳晶颗粒的大小和形貌有很大的影响[14-17]。通过研究发现，四烷基有机碱作为模板来控制TiO2 纳晶的形貌和大小。所以可以使用不同的有机碱来制备适合于染料敏化太阳能电池光电传输的晶型完整并具有较大的比表面积的TiO2 纳晶。是在不同的有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的TEM 图，a 图是采用TMAOH 做胶溶剂，b 图是采用TEAOH 做胶溶剂，c 图是采用TBAOH 做胶溶剂。从图中可以看出，在相同pH 值下，不同的有机碱做胶溶剂时，制备的纳晶明显不同，这说明胶溶剂对TiO2纳晶的粒径大小和形貌有很大的影响，而且随着有机碱胶溶剂烷基链的加长，TiO2 纳晶的粒径减小，并且粒子为多面体。当用TMAOH 做胶溶剂时，制备的TiO2 纳晶的粒子多为四方体，颗粒宽12-20 nm，粒子长20-40 nm，如图1a 所示。当用TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的粒子颗粒不均匀，而且形貌也不规则有多面体形的也有四面体形的，粒子宽度8-10 nm，长度10-25 nm，如图1b 所示。而当有机碱的烷基链长从两个碳原子增加到四个碳原子时，即用TBAOH 用作胶溶剂时制备的纳晶颗粒粒子大小较均匀而且形貌也较规则，多为正方体，粒子大小一般在5nm 左右，如图1c 所示。在TiO2 纳晶的水热生长过程中，有机碱首先是吸附在TiO2 的晶核上，而烷基链的长短不同吸附的能力不同，吸附能力越大则就会阻碍纳晶的生长。研究发现[6]，烷基链越长则有机碱吸附在晶核上的吸附力越大，则会阻碍晶体的生长，所以随着有机碱烷基链的长度的增加，纳晶颗粒在不断的减小；并且研究发现，胶溶剂的浓度不能太大，太大时制备的TiO2 纳晶就会出现严重的团聚现象[10]。 有机碱对TiO2 纳晶晶型的影响是用三种有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的XRD 图，a 是制备的TiO2 纳晶经过自然风干后的XRD，b 是制备的三种TiO2 纳晶经过50 °C 热处理30 分钟中后的XRD 图。从图2a 中可以看出，2θ = °是TiO2 纳晶锐钛矿的特征峰，但是还有一些其它的杂峰，这些杂峰证明是有机胺类化合物的峰。当把制备的纳晶经过450 °C 热处理30 分钟中后，a 图中的杂峰就消失，TiO2 在2q ＝°，°，°，°，°和°的衍射峰的d 值均与标准PDF 卡片锐钛矿型TiO2 衍射峰相符，说明所制备的TiO2 的晶型为锐钛矿，没有金红石相和板钛矿相出现，制备的为纯的锐钛矿相TiO2 纳晶。在传统水热方法中，采用硝酸做胶溶剂，制备的纳晶TiO2 中，含有少量的金红石相和板钛矿相，而这两种的光电性能较差，影响染料敏化太阳能电池的光电转换效率。而用有机碱做胶溶剂制备的TiO2 纳晶可满足染料敏化太阳能电池中对锐钛矿相的要求。随着有机碱烷基链的增加，样品的特征衍射峰宽逐渐变大，并且衍射峰值逐渐减小，这表明制备纳晶颗粒不断减小，这与TEM 的结果一致。 TiO2 纳晶的热稳定性分析是用三种有机碱制备的TiO2 纳晶的红外光谱图，(a) 是制备的纳晶粉末在80 °C 烘干24 小时，(b)是制备的纳晶粉末在450 °C 热处理1 小时，光谱范围是400-4000 cm-1。从红外光谱图可知，三种纳晶红外图谱相近。图3(a)中出现了有机化合物的一些键如C-H, N-H,和O-H 等键，但随着在450 °C 热处理1 小时后，这些化合键就消失了，而TiO2 薄膜的红外谱图中主要有Ti-O-Ti 键伸缩振动峰在500cm-1 附近，没有出现宽的吸收带，如图3(b)所示，这一结果与文献中的结果相一致[7]。这说明在有机碱条件下制备的TiO2 纳晶在经过450 °C后为稳定的锐钛矿相，吸附在其表面的有机物分解完全。从XRD 的结果也可以得出(图 3b)，所有有机化合物在经过450 °C 热处理后都消失完全了，这说明二氧化钛化合物在高于450 °C热处理后，可以晶化为稳定的锐钛矿相TiO2 纳晶。是用有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉末热稳定性的TG 分析。这些纳晶粉末是在105 °C 下烘干24 小时，而没有进行任何热处理的。从图中可以看出，有两个失重过程。第一个过程是100～250 °C 之间的明显失重，可以认为是失去了吸附在纳晶粉末表面的水分子和一些醇。第二个过程是250～400 °C 之间的失重，是因为粉体中吸附的有机物成份的失去。有机物与制备的氧化物之间有很强的键和作用，这些有机物包裹着氧化物，当温度达到400 °C 时，这些键和作用才会消失，有机物完全分解，这说明有机物与纳晶颗粒之间的力结合不是太大不影响纳晶的晶化。另外发现，在不同有机碱胶溶剂下制备的纳晶粉末的失重情况明显不同，在采用TBAOH 做胶溶剂时的失重明显要高于使用TMAOH 做胶溶剂时的，这说明前者表面吸附了更多的有机物。吸附有机物的量不同，表明制备的纳晶粉末的形貌和粒径大小也明显不同[14]，这与TEM 的结果一致，在采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2纳晶颗粒较小表面积较大，这就使吸附在纳晶表面的有机物就增多，所以在进行热分解时失重较多；而采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶颗粒明显大许多，表面积又小所以吸附的有机物就会减小，所以在热分解时失重较少。从失重量的多少也可以简单分析出制备的纳晶颗粒和形貌的异同。用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶，会对其晶型及其晶型的稳定性有一定的影响。图5 为有机碱TEAOH 做胶溶剂的条件下制备的TiO2 纳晶及其分别在300 °C，500 °C，700 °C，800 °C，900 °C 烧结1 小时样品的XRD 谱图。在TiO2 纳晶的晶型中，峰位于2θ=°是锐钛矿相的特征衍射峰，峰位于2θ=°是金红石相的特征衍射峰。从图中可知，TiO2 纳晶在800 °C 烧结前，晶型没有发生变化。在800 °C 烧结之后，才出现了金红石相晶型，这一结果与Young 等人的研究结果一致[18]。据报道在酸性条件下制备的TiO2 纳晶，在烧结温度达600 °C 时，锐钛矿晶型就开始向金红石晶型转变[19]。而用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶从锐钛矿相向金红石相转变的温度有所提高，这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶热稳定性提高了，这一稳定性说明，可以对锐钛矿型TiO2 纳晶在较高的温度下进行烧结，而不改变其晶型，即没有金红石型纳晶出现。 BET 和吸附染料能力的研究用不同的有机碱做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶粉的表面积进行分析，实验得出，在使用有机碱TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为66 m2·g-1，但是当使用TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时，制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为78 m2·g-1 和82 m2·g-1。这一结果与粒径越大比表面积越小相一致，颗粒大小如图1 所示，这说明颗粒越小比表面积越大。研究发现，吸附的染料（RuL2(SCN)2）的多少并不一定随着比表面积的增大而增大。为了研究用于染料敏化太阳能电池测试的TiO2 纳晶多孔薄膜吸附染料的多少，把敏化的电极在5 mL mol/L NaOH 溶液中让染料进行脱附，之后对染料的碱性溶液进行吸光度的分析，UV-vis 吸收光谱的结果如图5 所示。图中a、b 和c 三条曲线分别是采用TMAOH、TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶。根据朗伯-比尔定律可知吸光度随浓度增加而增大，结果显示，采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶吸收的染料最少，这与比表面积越小吸附的染料越少相吻合，但比其它两种纳晶的吸附量要少很多。虽然采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的比表面积比用TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的比表面积大，但是后者却比前者所吸附的染料多，这里可能的解释就是因其用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的颗粒太小还不足10nm，所以用其制备的纳晶多孔薄膜太致密而使得吸附的染料减小。 染料敏化太阳能电池光电性能研究采用有机碱制备的三种不同形貌和粒径大小的TiO2 纳晶，并用其制备了敏化电极应用于染料敏化太阳能电池光电性能的研究，如图6 所示。表1 给出了三种不同电极的所组装的电池的短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率的值。在100 mW/cm2 光照条件下，三种电池的短路电流分别为、、 mA/cm2，开路电压分别为、、，填充因子分别为，光电转换效率分别达到了。从实验结果可知，采用有机碱TEAOH 制备的TiO2 纳晶所组装的电池的光电转换效率比其它两种电池的光电转换效率要高。可知，采用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的开路电压要比采用有机碱TMAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的要低，但是其电池的短路电流和填充因子都要比其它两种有机碱所制备TiO2 所组装的电池要高。这可能是因为（1）用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 纳晶粒经比较适中，制备的多孔薄膜粒子与粒子之间结合比较紧密，这样就提高了电子在薄膜中的传播速度；（2）较其它两种多孔薄膜吸附的染料要多，研究表明吸附的染料的量与所产生的光电流成正比，吸附的染料越多，则产生的光电流越大，用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 多孔薄膜所吸附的染料最多，所以用其所组装的染料敏化太阳能电池的短路电流最高，电池的光电转换效率也达到最好。5 结论本章采用了钛酸四正丁酯为原料，以三种有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶，以三种制备的敏化的纳晶多孔薄膜为电极组装了染料敏化太阳能电池，并对其进行了电池光电性能的测试。研究了这三种有机胶溶剂对TiO2 纳晶晶体生长的影响，采用三种不同烷基链的有机碱做胶溶剂制备的纳晶形貌和大小有很大的不同，研究发现，随着烷基链的加长，纳晶的形貌开始变得规整，粒径也减小，但是有机碱的浓度不能太大，浓度过高时，会使制备的纳晶出现团聚，所以在使用有机碱做胶溶剂时，采用的是在pH= 的条件下制备的。通过热稳定性分析发现，吸附在TiO2 纳晶表面的有机碱在450 °C 热处理后，有机物分解完全，这说明在制备纳晶多孔薄膜时，有机物分解完全，多孔薄膜中为纯的TiO2 纳晶。因为三种TiO2纳晶形貌和大小不同所以制备的多孔薄膜吸附染料的量也不相同。实验发现采用有机碱TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 的敏化电极吸附的染料最多，电池光电性能测试也显示用此TiO2 纳晶制备的电池开路电流达到 mA cm-2，光电转换效率达到，比其它两种电池的光电转换效率要高，这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的形貌和大小比其它两种有机碱胶溶剂制备的TiO2 更适合应用于染料敏化太阳能电池。更多毕业论文请到
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摘 要:随着太阳能热水器行业的迅速发展,一些比较落后的太阳能热水器的技术以及服务等问题已经越来越多的显现出来,严重地制约着太阳能热水器行业的发展,尤其是家庭式太阳能热水器。传统的太阳能热水器的设计、安装以及太阳能热水器与城市建筑的相协调方式的落后目前已经成为目前太阳能热水器发展行业的一个突出存在的问题。挂壁式太阳能热水器的诞生,是太阳能热水器行业的一个新突破。本论文将介绍壁挂式太阳能热水器的概念,指出壁挂式太阳能热水器与传统太阳能热水器相比较自身所具备的优势,分析介绍壁挂式太阳能热水器的创新,同时,阐述壁挂式太阳能热水器的发展趋势和应用。 关键词:壁挂式太阳能热水器 太阳能集热技术 储水器技术 发展前景和应用 中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0003-011 壁挂式太阳能热水器的概念 利用太阳能资源获取热水,可以大大地减少自然界中煤、石油、天然气等自然资源的消耗,而且太阳能环保,无污染,更重要的是它是完全免费的。在我们的国家,利用太阳能获取热水在经济和住宅方面上占据全国总能量需求的百分比很大。在2005年,太阳能热水在居民这块的消耗达到30%,利用烧天然气获取热水的比例为7%,利用发电获取热水的比例为12%。太阳能热水器作为无污染的太阳能能源接收、传输系统在太阳能热水的获取上占据着相当重要的地位。 太阳能热水器就是利用太阳能获取热水的一种装置或者系统。它主要是由热能收集器、热能传输器、储水箱组成。该系统有着广泛的应用,包括家用、商业用、工业用。 本文主要涉及用于家用的太阳能热水器,即居民式太阳能热水器。现如今用于居民住宅的太阳能热水器的比较先进的技术是壁挂式太阳能热水器,壁挂式太阳能热水器顾名思义就是太阳能热水器被挂在阳台上或者墙上。我们也可以将壁挂式太阳能热水器定义为如下:壁挂式太阳能热水器是一种以太阳能为热源,集热器和储水箱分开,集热器被挂在室外,储水箱被安装在室内,并且通过热能传输系统来获得热水的太阳能热水器。通过壁挂式太阳能热水器的定义,我们知道壁挂式太阳能热水器的集热器与储水器是相互分开的,而且集热器是挂在外面墙壁或者阳台上,储水器放在室内的,这个设计与传统的太阳能热水器相比较会有什么区别,什么优势呢？接下来我们将介绍壁挂式太阳能热水器相较于传统太阳能热水器的一些突出优势。 2 壁挂式太阳能热水器的优势 与传统的太阳能热水器相比较,壁挂式太阳能热水器有它独特的优势:主要表现在以下几个方面。 首先,由于传统的太阳能热水器的体积比较大,一些居民楼住宅区禁止住户私自在自家安装太阳能热水器,一来影响建筑美观,二来有可能会影响到邻居,引发不必要的纷争。而壁挂式的太阳能热水器基本上解决了这两个难题,由于这种热水器的集热器器和储水器被分开,储水器放在室内,集热器挂在室外,这不仅减少了占用面积,而且室外,或者阳台上不会显得很凌乱。 其次,从宏观上来说,整栋楼房,甚至整座城市,大部分的楼房的格局都是有多层并且整座楼房都比较高,传统的太阳能热水器都被安装在整座楼的顶层,由于楼层高度比较高,维修安装起来会比较麻烦,同时,由于要将体积比较大的热水器运到比较高的顶层也比较困难。然而,壁挂式的太阳能热水器由于安装在自家阳台或者室外墙壁上,维修安装相对来说比较容易,灵活。 第三,壁挂式的太阳能热水器采用了比较先进的技术,包括集热技术、传热技术、储水技术、温控等,这些先进的技术大大第提高了太阳能的利用率,延长了太阳能热水器的使用寿命等优点。 3 壁挂式太阳能热水器的技术革新 壁挂式太阳能热水器采用了集热器与储水器分离的技术,集热技术,储水技术、智能控制多层保护技术、温控技术、保温技术等技术。这些部分要相互协调的适当,先进的技术使得太阳能热水器的实用性更强。 集热技术 传统的太阳能热水器存在的一个普遍问题就是集热管在冬季很容易被冻裂,夏天容易爆管,经常出现漏水不断的现象,造成了水资源损失。而壁挂式太阳能热水器的集热器采用了高真空的金属超导热管, 这种管子抗冻抗高温,它能经受高达300℃温度的高温,在-50℃的环境中也不会发生冻管的现象。 储水器技术 我们都知道每个热水器中都有至少一个阳极棒,这个阳极棒的主要作用是防止储水箱被腐蚀,延长储水箱的寿命。但是传统的太阳能热水器的防腐蚀镁阳极棒的防腐蚀效果比较差,因此,电子阳极防腐蚀技术被应用到壁挂式太阳能的储水器中,电子阳极防腐蚀技术能更好地防止储水箱被腐蚀的速度过快,这个技术使得储水箱的能存储技术有了一个很大的突破。 热传输技术 壁挂式太阳能热水器的热传输技术也是太阳能热水器技术中一个历史性的突破,壁挂式太阳能热水器在传输热的过程中做到了不堵塞、不泄露,保证了能量的传输效率和传输速度。 4 发展趋势和应用 壁挂式太阳能热水器产业已经进入了一个新的时代,伴随着国家的推广政策,技术的成熟,壁挂式太阳能热水器的普及将会逐渐实现。但是一些开发者和消费者还是缺乏壁挂式太阳能热水器这一概念,仍然局限于传统的太阳能热水器的模式。壁挂式太阳能热水器毕竟从当初的概念型产品到现在有较为成熟的技术、批量的生产时间还很短,消费者对它的认识还不多,对它的性能、质量、安装等因素不太放心,这些因素都影响着它的市场份额。 虽然壁挂式太阳能热水器具有可观的市场前景,但其要大面积推广还存在很多障碍。高昂的价格是其短时间内不会被市场大面积接受的主要原因之一。另外,壁挂式太阳能热水器是集热器与水箱分体的,考虑到成本等问题,通常都把水箱放在离集热器很近的阳台上而不是放在卫生间里,这就需要把上下水的管路铺设到阳台上,如果房屋装修完毕后,安装壁挂式太阳热水器就很麻烦,所以壁挂式太阳能热水器只能在装修前安装,这也影响到它的推广。因此,商家应与房地产开发商联手合作,在建筑主体建设完工后,在卫生间到阳台墙面预留两根水管,这样房主装修不受影响,从而对壁挂热水器的发展起到推动作用。 由此,我们可以看出,壁挂式太阳能热水器的推广还有很长的一段路需要走,这需要政府的大力支持,投资商的积极参与,相关知识的大力推广,多做消费者的工作,进一步提高壁挂式太阳能热水器的科技含量,争取将壁挂式太阳能热水器的成本降到最低,便于广大消费者接受。 参考文献 [1] 姚伟.太阳能利用与可持续发展[J].中国能源,2005,27(2):46～47. [2] 沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥:安徽科学技术出版社,206. [3] 杨雏菊.太阳能热水器与建筑一体化的探讨[J].华中建筑,2000,18(1):62～64. [4] 王长贵,郑瑞澄.新能源在建筑中的应用[M].北京:中国电力出版社,2003.
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随着我国经济的快速发展，建筑业对经济增长的推动作用明显增强。下文是我为大家搜集整理的关于建筑工程类毕业论文5000字左右的内容，欢迎大家阅读参考! 建筑工程类毕业论文5000字左右篇1 浅议我国绿色建筑对于节能与低碳经济的作用及影响 1 绿色建筑的解释 我国对Green Building的定义是：全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。 由此可见绿色建筑并不是指屋顶花园，小区内的绿化越多越好，而是需要表达出一种概念。这就要求从设计之初便注重“绿色”的概念，将建设房屋所需消耗的能耗控制在一定量之内;还需要为居住者提供舒适、健康的使用感受;并且能够与周围的环境融为一体。 2 绿色建筑是我国发展低碳经济的必然要求 低碳经济提出的现实背景是全球气候变暖给人类生存环境和发展带来了严峻的挑战。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平，所以低碳经济必然是我国未来发展的方向。 作为我国经济的支柱产业――建筑业，其具有规模大、能耗高、相关产业链广、寿命周期长的特点。因而Green Building在我国的推广、应用具有非常迫切的现实要求。 2009年12月全球气候变化峰会在哥本哈根召开，温家宝在会上发言说：我国正处于工业化、城镇化快速发展的关键阶段，能源结构以煤为主，降低排放存在特殊困难。但是，我们始终把应对气候变化作为重要战略任务。 3 绿色建筑的发展 国外Green Building的发展 1990年世界首个Green Building标准在英国发布 1993年美国创建Green Building协会 1996年香港地区推出自己Green Building的标准 1999年台湾地区推出自己Green Building的标准 2000年加拿大推出Green Building标准 我国Green Building的发展 建设部于2004年9月启动了“全国绿色建筑创新奖”。 2006年，住房和城乡建设部正式颁布了《绿色建筑评价标准》。 2007年8月，住房和城乡建设部又出台了《绿色建筑评价技术细则(试行)》和《绿色建筑评价标识管理办法》。 2008年，住房和城乡建设部组织推动Green Building评价标识和绿色建筑示范工程建设等一系列措施。 截至2011年底，中国取得Green Building标志的项目达353项，其中设计标识项目330项，运行标识项目23项。 2014年我国又发布了新的《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014。 4 绿色建筑的认识误区 绿色并不等于高价格和高成本 Green Building是一个广泛的概念，绿色并不意味着高价和高成本。比如新疆有一种当地的特色建筑，墙壁由石膏和秸秆组合，保温性好，加上当地样式的屋顶，就是典型的绿色建筑，造价非常便宜。再比如延安的窑洞冬暖夏凉，经过改造后就是一种很好的绿色建筑。 绿色建筑不仅局限于新建建筑 好多以前的老旧小区经过改造后也可以成为绿色建筑。比如在北方冬天供热时，一部分居民家里暖气不热，另一部分居民家里却热的开窗散热。政府应给每户安装热计量表，使得热量可以像电表和水表一样，按需所用，而不是像以前的大锅饭一样，一些人吃不饱，另一些人却吃的太撑。 建筑节能不只是政府的职责 政府应大力进行宣传，要让老百姓明白绿色建筑的概念和含义，并不是有鲜花绿草、喷泉水池、绿化得好的楼盘就是“绿色建筑”。 5 我国绿色建筑的推广与运用 研究和推广符合我国国情的绿色建筑 我国人均收入不高的情况下，我们引进绿色建筑标准和技术时，要充分考虑建筑的建造成本和使用成本，这样的绿色建筑和节能技术才符合中国国情。比如采用太阳能热水器、节能灯、节水马桶、节能空调等，这样百姓不但能够减少电费、水费等日常费用的支出，还可以在几年内收回增加的成本。 大力推广“绿色建筑”的标识 绿色建筑的标识需要在一系列的标准下进行评价。 ①在评价过程中，为了完善我国的Green Building评价标识体系，成立了专门的Green Building评价标识专家委员会并发布相关技术文件。 ②通过召开Green Building评价标识记者见面会、国际绿色大会Green Building评价与标识分论坛和Green Building评价标识推进会，将Green Building评价标识活动在全国范围内进行了广泛宣传和推广。 ③中国建筑科学研究院上海分院、环境测控优化研究中心开展Green Building标识咨询服务，协助地方政府和业主方申请Green Building标识。 我国绿色建筑推广的实例 国内首座智能化生态电厂投产绿建指日可待：随着华电莱州发电有限公司第二台百万千瓦超临界燃煤机组投产，我国首座智能化生态电厂一期工程全面投产，年发电量将达110亿千瓦时，有效地填补了我国东部沿海电力缺口。同时，以此为标志，华电集团发电装机容量突破1亿千瓦。 “升级版零碳馆”在沪现身可由卡车运到任何地方：在日前举行的零碳馆发布会上，零碳中心总裁、上海世博会英国零碳馆馆长陈硕说。世博零碳馆“升级版”，它集成了众多低碳、智能技术，能自行发电、供水。 海淀：海淀北部地区的低碳生态建设实施方案正式启动，项目负责人俞东伟透露，海淀北部新区将设准入门槛，区域内的所有建筑都将达到绿色建筑标准。北部还将规划“绿道”系统，鼓励人们绿色出行。这里将建设成北京市最大的低碳生态区。 建筑工程类毕业论文5000字左右篇2 浅析建筑装修施工技术管理 近几年来，随着装饰行业的不断发展，装饰施工企业的经营管理和科技含量都在提高，建筑装饰装修市场竞争目益激烈，各建筑装饰装修企业为适应市场需 要，提高市场竞争都加大了编制拖工组织设计工作的力度，施工组织设计编制工作的方法和水平都有很大提高。许多施工企业的施工组织设计文件，已经突破了多年因袭的土建工程施工组织设计的内容和形式，在其施工管理中发挥了一定作用。我们应当尽快提高编制建筑装饰工程施工组织设计的工作水平，使我们的施工组织设计真正能够起到指导施工达到优质高效的作用。 一、施工前的准备工作要充分设计要细致 1.装修工程的准备工作应该更加充分 因装修工程具有最新技术应用多、材料样式种类多、工种涉及要求多、中间穿插的程序多以及对成品的保护要求高等特点，因此装修工程的准备工作应该更加充分，更加完善。对照设计图纸，施工管理人员要进行细致的比对分析，对每项装修工程都要设计出最优化的施工方案。 2.施工管理人员是整个项目能够顺利进行的核心 项目的正常运转要通过施工管理人员的相互协作完成，因此一个项目中应有比较完善的人员管理体系。通常在一个项目中应包括项目总监、施工人员、技术人员、质检人员、预算人员以及安全管理人员等岗位，每个岗位所需人员数量应根据该岗位的需求以及实际情况来确定。 二、施工组织设计方案要求 1.针对性： 认真编写“工程概况”：根据招标文件、施工图纸、现场踏勘记录、招标答疑文件准确扼要地叙述工程概况十分重要，它显示了投标单位对施工项目的理解和把握程度。“工程概况”中着重点应有施工项目的主要分部分项工程及工程施工特点分析，这是施工组织设计中针对施工项目拟定和编制施工的准备、部署、施工工艺、各项保证措施、各项计划的前提和依据。编写“施工部署”：“施工部署”是施工的战略部署、战术安排，是施工组织设计文件体现针对性的重要组成部分。 “施工部署”主要应有如下内容：①施工区段划分各区段的施工特点); ②主要分部分项工程量表; ③主要施工顺序、主要工艺流程(流水、交叉施工); ④工程施工所需工种安排(说明主要工种的工作范围); ⑤重点施工空问说明; ⑥施工现场平面布置图; ⑦与业主、设计、监理建筑各专业的协调配合措施 等。若招标要求投标方对施工质量和工期等做出承诺，施工组织设汁中必须明确做出承诺回答。施工组织设计文件编制的内容、顺序、结构形式必须符合招标文件要求。对施工项目需要的项目部人员、组织结构、劳动力、材料、机具设备、施工工艺、进度计划等几大要素做出安排。 对于招标书中提出的与施工有关的问题，必须做出具体明确的回答，满足招标的要求。对招标书中提出或未提出，但工程项目施工中实际存在的难点、重点问题，必须编制出相应的对应措施和解决办法，能显示出自身的能力和实力。施工组织设计，必须根据招标要求和项目施工需要，具备有项目经理部主要成员工程履历、资质证明文件，项目经理履历及资质证明文件。 2.可行性： 在拟定工程施工项目部人员的组成时，所需任职人员的安排必须全面，避免缺职，以免造成现场管理失控，与项目施工各部管理，需保证体系的人员职务安排必须前后一致，证明项目部各管理系统清晰、明确、高效、运作畅通。针对招标要求的施工质量目标、工期目标，拟定各项保证措施时，必须切合工程施工的特点需要。对以下可能出现的问题拟定有相对应的可靠措施，证明该施工组织设计的可行。 ①招标要求的超常规施工或提前竣工(施工工作时问短于实际需要时间)，或在特殊环境条件下(如外装修冬季施工、场地限制等)施工。 ②招标要求的或投标承诺的通过施工进一步降低成本。 ③落实施工中采用新技术、新工艺。 三、现场施工技术问题处理 建筑装饰工程的施工工艺复杂，材料品种繁多，现场施工工种的班组多，要求现场施工管理人员务必做好各种技术准备。 首先。必须熟悉施工图纸，针对施工合同要求，尽最大限度去优化每一道工序，每一分项分部工程，同时考虑公司内部的资源(比如施工队伍、材料供应、资金、设备等以及气候等自然条件，认真、合理地做好施工组织计划。确保每一分项工程能纳入受控范嗣之中。 其次。针对工程特点.除了合理的施工组织计划外，还必须在具体施工工艺上作好技术准备，特别是高新技术要求的施工工艺。技术储备包括技术管理人员、技术工长 及工人的新技术新工艺培训，施工规范、技术交底等工作。通过有计划有目的的培训，技术交底，可以使施工技术工人、工长熟悉新的施工工艺。新的材料特性。共同提高技术操作、施工水平，进而保证施工质量。 此外。从技术角度出发，施工质量能否达到相关的设计要求和有关规范标准要求，仅仅从施工过程中的每一道工序作出严格的要求是远远不够的，必须有相应的质量检查制度。而建立完善的质检制度、质检手段都必须经过科学的论证，所以，必须针对每一工序、每一施工工艺的具体情况提出不同的质量验收标准。以确保工程质量。 现场质量控制的主要工作包括： (1)进场材料、设备的验收管理; (2)施工样板的质量控制和确定; (3)各施工工序的质量验收; (4)出现质量问题后的整改监督管理等。 在质量控制上，相关的负责人一定要有较强的原则性和认真的工作态度。 猜你喜欢： 1. 建筑毕业论文5000字 2. 建筑工程造价毕业论文5000字 3. 5000字建筑毕业论文 4. 建筑工程造价管理毕业论文5000字 5. 建筑工程造价控制论文5000字
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建筑节能技术中太阳能的应用论文
摘要： 在建筑行业飞速发展与人们生活质量不断提升的背景下，清洁性能源—太阳能在现代建筑中得到广泛应用。鉴于此，本文主要结合太阳能的技术特征和应用优势，具体探讨了太阳能在建筑节能方面的应用方式，旨在缓解当前能源短缺的紧张局面，不断丰富现代建筑节能技术内容，从而营造节约型社会。
关键词： 建筑节能技术；太阳能；优势；应用
环境污染和能源短缺是全世界目前面临的重要挑战，严重限制了社会与经济的可持续发展。在人们生活质量逐渐提升的背景下，加剧了对建筑能源的耗费。现代建筑行业的发展方向，在于及时发现新能源，并应用到建筑节能设计中。而太阳能作为可再生能源的一种，在现代建筑节能设计中得到尤为广泛的应用。
1太阳能技术的特征、应用优势及必要性
太阳能技术特征
太阳能属于新型能源、可再生能源的一种，具备其他能源无法相比的功能特征。
1）普遍性。我国的太阳能资源较为丰富，国土面积中有2/3以上的年日照量超出2200小时，可以实现对太阳能资源的最大化利用[1]。
2）无污染。石油与煤炭等不可再生能源在燃烧过程中，容易形成废渣与有害、有毒气体，对环境造成严重污染。而太阳能资源的利用，不会对环境造成污染，也不会形成有害气体。
3）安全性。核能发电一旦出现安全事故，则会对环境造成严重污染，形成生态环境危机。而太阳能发电则全然不同，其可靠性与安全性不会对环境造成污染。
4）取之不尽，用之不竭。太阳内部通过裂变而释放出的能量，属于太阳能。在漫长的11亿年发展进程中，太阳对自身能量的消耗不超过20%[2]；因此，相对于人类短暂的生活年限而言，太阳能资源是取之不尽、用之不竭的。
太阳能的应用优势
1）能源蕴藏的丰富性。通过相关专家研究发现，太阳在漫长的11亿年间，只消耗了自身能源的20%左右。同时，太阳能资源在地球中的供应，可以保证几十亿年的使用或者更久，具备取之不尽且用之不竭的特征。
2）广泛的适用空间。太阳能资源的应用不会受到地域因素的制约。在地球任何地方都可以开发应用太阳能，不需要进行运输，为交通状况落后的农村、山区等提供了较大便利性。而我国处于地球北半球的东部，蕴藏的太阳能资源较为丰富。
3）使用的安全性与环保性。太阳能作为清洁能源的一种，在使用过程中存在较大便利因素。在利用与开发太阳能的过程中，不会形成有害气体、废渣、废水等，同样不会产生噪音污染，可以实现对生态环境平衡的维护，并降低环境污染。
太阳能应用于建筑节能技术中的必要性
在改革开放逐渐深入的背景下，人们的生活质量得到飞速提升，实现了对热水淋浴设备的广泛应用。在建筑能源消耗中，生活热水的能源消耗占据较大比重；由于煤气热水器、电热水器对煤炭与石油资源的消耗过大，面临能源短缺的紧张现状。而太阳能热水器属于我国建筑行业当前最为成熟完善的技术，可以切实解决居民住宅中对部分生活热水的利用问题。
2太阳能在建筑节能技术中的实际应用分析
太阳能空调方面
太阳能空调，主要是以太阳能为动力源，实现空调的正常运转；其工作原理主要分为两个方面，即吸收式制冷技术与吸附式制冷技术。
1）吸收式制冷技术。能够借助于吸收剂的蒸发与吸收功能，进行制冷工作。依据吸收剂的差异性，具体包括溴化锂—水吸收式制冷与氨—吸收式制冷两个方面；主要利用太阳能集热器对太阳能进行收集，形成热空气和热水，实现太阳能热空气或太阳能热水对锅炉热水输入制冷机的替代，进一步展开制冷工作。考虑到造价、工艺与效率等因素，需要保证制冷机尺寸的合理性，不可以过小。因此，吸收式制冷技术的太阳能空调系统，在中央空调中得到普遍应用，其规模相对较大。
2）吸附式制冷技术。通过固体吸附剂对制冷剂形成的吸附作用进行制冷，对分子筛—水以及活性炭—甲醇吸附质制冷技术的应用较广泛。由上述论述可知，在建筑节能技术不断成熟完善的背景下，太阳能空调在建筑节能工程中发挥着尤为关键的影响及作用。
太阳能热水器方面
在人们的日常生活中，对太阳能热水器的应用较为普遍，可以通过太阳能热水器获取相应的生活热水。对太阳能热水器的充分利用，能够有效缓解建筑能源的短缺局面，最大限度节约建筑能源[3]。比如，某一居民住宅区将太阳能供热系统安装在中央热水系统中，对小区内4栋住宅建筑与1栋写字楼的热水进行供应。在安装工作完成后，日出水量较稳定，通过对太阳能热水器的应用，该小区在1年以内节约了10万元左右。
太阳能发电方面
利用太阳能电池，光伏发电可以借助半导体界面具备的光生伏特特点，实现光能向电能的直接转变。在串联太阳能电池之后，展开封装保护工作，可以组成大面积的太阳能电池构件，并结合功率控制设备构成光伏发电装置。光伏行业方面要结合自身丰富的发展经验，适当扩大生产量与生产规模，并降低成本。其中，发电成本需要具体参考经济使用年限、整体系统价格、利率、运行费用与维护、保险费用等因素，对成本造价进行合理预算。现阶段，我国现代居民住宅区内部的工程照明系统，选用太阳能发电为辅助性电源。通过太阳能发电，在一定程度上实现了对能源消耗量的降低，同时降低了太阳辐射能带来的影响，实现了对生态环境的优化与保护。此外，太阳能热发电内容主要是将太阳辐射能直接转变为热能，然后利用热能进行发电，在建筑节能技术方面同样得到广泛应用。
太阳能沼气技术方面
太阳能的转换形式丰富多样，其中，植物秸秆属于重要的转换形式之一。通过生物质实现对建筑物的照明活动与供暖活动，构建了集成太阳能恒温沼气池系统，可以视为太阳能在现代建筑节能技术中的应用手段之一[4]。太阳能沼气技术在我国农村得到普遍应用，其工作原理体现在：通过部分太阳光线进行的加热与加热发酵。分析发酵过程发现，可以展开连续工作且具备一定规模的发酵池，极少需要采用辅助加热措施。所以不难发现，现代太阳能沼气技术的功能优势，不是采光与加热功能，而是较小的土建工程，并且构建成本不高。通常在照明、炊事、保鲜、储粮以及发电等多方面的生产与生活活动中，沼气的应用较为普遍。一般的沼气池为6立方米，每天可以生产出立方米左右的沼气，同时每立方米的沼气等同于原煤的公斤，可以实现对水的煮沸，充分满足1个家庭1天之内的'生活用水量。此外，沼气还可以进行照明工作，每一立方米的沼气可以将一盏沼气灯的照明时间保持在6h范围内。由太阳能在建筑节能技术中的应用可见，建筑物能源的消耗比重过大，尤其是照明、供暖以及空调方面对能源的消耗比重最为明显。在现代建筑节能设计中对太阳能技术的应用，在降低能源消耗的同时，可以实现对生态环境的保护。将太阳能技术应用在供电、供暖以及照明等活动中，有助于改善现代人们居住的生活环境，如对排放温室气体而形成的“热岛效应”的改善。
3结束语
综上所述，在现代建筑节能工作中，太阳能技术已经成为建筑节能的关键所在。尽管目前对太阳能的利用依然停留在热水设备阶段，在光电转换过程中依然存在高成本、低效率的问题。通过国家方面对建筑节能环保工作的大力支持，充分借助太阳能资源巨大的功能优势，可以有效改善这一现状。同时，建筑节能是现代科技进步的关键标志，太阳能资源的高效利用在推动建筑行业可持续发展方面发挥着关键作用，需要相关领域的专业人才不断完善新型的太阳能利用方案与技术、产品等，严格遵循“因地制宜”的原则合理应用太阳能，从而为建筑物可以大规模使用太阳能资源提供可靠保障。
参考文献
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随着经济的迅速发展，能源和环境问题日益尖锐。在特别炎热的夏天，我们都切身地体会到了电力的紧张。可以预见，这种状况在今后还会出现，并且会日趋严重。一、暖通空调领域节能的重要性和可行性随着社会的发展，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，在发达国家已达到40%，据统计在湖南省也达到。在城市远高于这个比例。而在建筑能耗里，用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%-50%，且在逐年上升。随着人均建筑面积的不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。另一方面，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来严重的环境问题，如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题呈日益严重之势，对生态环境和可持续发展带来了很大影响。以湖南长沙地区为例，2003年夏季电力系统最大负荷大约为160万千瓦，据有关部门推算，其中空调系统的负荷就占了约60万千瓦。在最热的夏天，如果对暖通空调系统采取节能措施，不仅可以大大缓解电力紧张状况，同时对于降低不可再生能源的消耗、保护生态环境、维持可持续发展、振兴湖南经济等都有着重要的意义。根据暖通空调行业的研究成果，现有空调系统的能耗是惊人的，如果采用节能技术，现有空调系统节能20%-50%完全可能。显然，如果对长沙地区的空调系统和建筑系统采用节能措施，那么即使遇到今夏那样的炎热天气，长沙也不会超过现有电力系统峰值而停电了。二、暖通空调领域节能的途径与方法科学技术的不断进步，使暖通空调领域新的技术不断出现，我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。1、精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量，以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。2、改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失我们知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。3、提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度。显然是不全面的，势必带来许多问题，如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数，如采用PMV或SET*指标对空调系统进行调控，不仅可以解决传统控制方法存在的弊病，而且可以实现大幅度的节能，据我们的初步研究表明，采用这种控制方法可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。4、采用新型节能舒适健康的空调方式如上所述，影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同 的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热（如低温地板辐射采暖），此时所需要的空气温度降显著下降，一般可达到12~14度，而传统方式一般在18~20度，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。5、推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的，它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值，使得同等制热（或制冷）量下的系统能耗大幅度下降。另外，利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。6、开展冷热回收利用的研究运用工作，实现能源的最大限度利用目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展，如空调系统排风的全热回收器，夏季利用冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提高了空调系统能源利用率。三、存在的问题与对策要实现空调系统的节能降耗，已经具备了许多成熟的条件，但同时也存在许多问题有待于解决：1、暖通空调系统的设计管理问题如前所述，空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响。然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，使得设计建造的系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。据实测，有的公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的60%。为此， 我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查，对未达到国家有关节能标准的设计严禁施工建造。2、暖通空调系统的运行管理问题除设计外，我们发现运行管理也起着重要的作用。有些单位的空调系统，一年四季只有开机关机和冬夏季转换操作，显然系统达不到相应的节能效果。为此 要求运行管理人员不仅要有强烈的责任心，上岗前还必须要进行系统的培训和考核，对没有达到要求的，应重新培训，考核合格后才能上岗。在调查中我们发现，同样一套系统，管理人员不同，系统的能耗大不相同，有的甚至相差50%以上。3、新型空调方式、控制方法及新的节能技术的开发应用问题如前所述，采用新型空调方式、新的控制方法，不仅能显著提高热舒适性而且可以使系统大幅度节能。在我省对新型空调方式和控制方法的研究可以说在全国都是比较早的，并且已经取得了一些可喜的成果，只要政府部门略加扶持这些成果将很快能得到适用，并形成产业化，对这些项目的实施，将对我省的能源、环境和经济都将起到巨大的推动作用。4、公众对空调系统作用的理解观念问题对于舒适性空调系统，从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。而在社会上我们常常发现一种这样的观念：认为空调在夏季是越冷冬季越热效果越好。这显然与舒适性空调的出发点相违背的。事实上，这样不仅大大增大了空调系统的能耗，同时由于室内外温差的增大，也使人体对不同环境的适应性下降，身体免疫力降低。这些可以通过宣传改变人们的观念。5、使用可再生能源空调系统的开发推广应用问题利用可再生能源的暖通空调系统，如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统，不仅有着显著的环境和社会效益，有的还有着显著的经济效益（如地源热泵空调系统），应大力开发推广。当然，和其他任何新技术一样，这些技术也存在着一些问题（如地源热泵系统的地源热提取问题等），也需要进一步研究完善，也需要政府部门的重视和支持。综上所述，暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用，节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础，政府职能部门的重视和支持，则是实现大幅度节能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。
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随着我国经济的快速发展，建筑业对经济增长的推动作用明显增强。下文是我为大家搜集整理的关于建筑工程类毕业论文5000字左右的内容，欢迎大家阅读参考! 建筑工程类毕业论文5000字左右篇1 浅议我国绿色建筑对于节能与低碳经济的作用及影响 1 绿色建筑的解释 我国对Green Building的定义是：全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。 由此可见绿色建筑并不是指屋顶花园，小区内的绿化越多越好，而是需要表达出一种概念。这就要求从设计之初便注重“绿色”的概念，将建设房屋所需消耗的能耗控制在一定量之内;还需要为居住者提供舒适、健康的使用感受;并且能够与周围的环境融为一体。 2 绿色建筑是我国发展低碳经济的必然要求 低碳经济提出的现实背景是全球气候变暖给人类生存环境和发展带来了严峻的挑战。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平，所以低碳经济必然是我国未来发展的方向。 作为我国经济的支柱产业――建筑业，其具有规模大、能耗高、相关产业链广、寿命周期长的特点。因而Green Building在我国的推广、应用具有非常迫切的现实要求。 2009年12月全球气候变化峰会在哥本哈根召开，温家宝在会上发言说：我国正处于工业化、城镇化快速发展的关键阶段，能源结构以煤为主，降低排放存在特殊困难。但是，我们始终把应对气候变化作为重要战略任务。 3 绿色建筑的发展 国外Green Building的发展 1990年世界首个Green Building标准在英国发布 1993年美国创建Green Building协会 1996年香港地区推出自己Green Building的标准 1999年台湾地区推出自己Green Building的标准 2000年加拿大推出Green Building标准 我国Green Building的发展 建设部于2004年9月启动了“全国绿色建筑创新奖”。 2006年，住房和城乡建设部正式颁布了《绿色建筑评价标准》。 2007年8月，住房和城乡建设部又出台了《绿色建筑评价技术细则(试行)》和《绿色建筑评价标识管理办法》。 2008年，住房和城乡建设部组织推动Green Building评价标识和绿色建筑示范工程建设等一系列措施。 截至2011年底，中国取得Green Building标志的项目达353项，其中设计标识项目330项，运行标识项目23项。 2014年我国又发布了新的《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014。 4 绿色建筑的认识误区 绿色并不等于高价格和高成本 Green Building是一个广泛的概念，绿色并不意味着高价和高成本。比如新疆有一种当地的特色建筑，墙壁由石膏和秸秆组合，保温性好，加上当地样式的屋顶，就是典型的绿色建筑，造价非常便宜。再比如延安的窑洞冬暖夏凉，经过改造后就是一种很好的绿色建筑。 绿色建筑不仅局限于新建建筑 好多以前的老旧小区经过改造后也可以成为绿色建筑。比如在北方冬天供热时，一部分居民家里暖气不热，另一部分居民家里却热的开窗散热。政府应给每户安装热计量表，使得热量可以像电表和水表一样，按需所用，而不是像以前的大锅饭一样，一些人吃不饱，另一些人却吃的太撑。 建筑节能不只是政府的职责 政府应大力进行宣传，要让老百姓明白绿色建筑的概念和含义，并不是有鲜花绿草、喷泉水池、绿化得好的楼盘就是“绿色建筑”。 5 我国绿色建筑的推广与运用 研究和推广符合我国国情的绿色建筑 我国人均收入不高的情况下，我们引进绿色建筑标准和技术时，要充分考虑建筑的建造成本和使用成本，这样的绿色建筑和节能技术才符合中国国情。比如采用太阳能热水器、节能灯、节水马桶、节能空调等，这样百姓不但能够减少电费、水费等日常费用的支出，还可以在几年内收回增加的成本。 大力推广“绿色建筑”的标识 绿色建筑的标识需要在一系列的标准下进行评价。 ①在评价过程中，为了完善我国的Green Building评价标识体系，成立了专门的Green Building评价标识专家委员会并发布相关技术文件。 ②通过召开Green Building评价标识记者见面会、国际绿色大会Green Building评价与标识分论坛和Green Building评价标识推进会，将Green Building评价标识活动在全国范围内进行了广泛宣传和推广。 ③中国建筑科学研究院上海分院、环境测控优化研究中心开展Green Building标识咨询服务，协助地方政府和业主方申请Green Building标识。 我国绿色建筑推广的实例 国内首座智能化生态电厂投产绿建指日可待：随着华电莱州发电有限公司第二台百万千瓦超临界燃煤机组投产，我国首座智能化生态电厂一期工程全面投产，年发电量将达110亿千瓦时，有效地填补了我国东部沿海电力缺口。同时，以此为标志，华电集团发电装机容量突破1亿千瓦。 “升级版零碳馆”在沪现身可由卡车运到任何地方：在日前举行的零碳馆发布会上，零碳中心总裁、上海世博会英国零碳馆馆长陈硕说。世博零碳馆“升级版”，它集成了众多低碳、智能技术，能自行发电、供水。 海淀：海淀北部地区的低碳生态建设实施方案正式启动，项目负责人俞东伟透露，海淀北部新区将设准入门槛，区域内的所有建筑都将达到绿色建筑标准。北部还将规划“绿道”系统，鼓励人们绿色出行。这里将建设成北京市最大的低碳生态区。 建筑工程类毕业论文5000字左右篇2 浅析建筑装修施工技术管理 近几年来，随着装饰行业的不断发展，装饰施工企业的经营管理和科技含量都在提高，建筑装饰装修市场竞争目益激烈，各建筑装饰装修企业为适应市场需 要，提高市场竞争都加大了编制拖工组织设计工作的力度，施工组织设计编制工作的方法和水平都有很大提高。许多施工企业的施工组织设计文件，已经突破了多年因袭的土建工程施工组织设计的内容和形式，在其施工管理中发挥了一定作用。我们应当尽快提高编制建筑装饰工程施工组织设计的工作水平，使我们的施工组织设计真正能够起到指导施工达到优质高效的作用。 一、施工前的准备工作要充分设计要细致 1.装修工程的准备工作应该更加充分 因装修工程具有最新技术应用多、材料样式种类多、工种涉及要求多、中间穿插的程序多以及对成品的保护要求高等特点，因此装修工程的准备工作应该更加充分，更加完善。对照设计图纸，施工管理人员要进行细致的比对分析，对每项装修工程都要设计出最优化的施工方案。 2.施工管理人员是整个项目能够顺利进行的核心 项目的正常运转要通过施工管理人员的相互协作完成，因此一个项目中应有比较完善的人员管理体系。通常在一个项目中应包括项目总监、施工人员、技术人员、质检人员、预算人员以及安全管理人员等岗位，每个岗位所需人员数量应根据该岗位的需求以及实际情况来确定。 二、施工组织设计方案要求 1.针对性： 认真编写“工程概况”：根据招标文件、施工图纸、现场踏勘记录、招标答疑文件准确扼要地叙述工程概况十分重要，它显示了投标单位对施工项目的理解和把握程度。“工程概况”中着重点应有施工项目的主要分部分项工程及工程施工特点分析，这是施工组织设计中针对施工项目拟定和编制施工的准备、部署、施工工艺、各项保证措施、各项计划的前提和依据。编写“施工部署”：“施工部署”是施工的战略部署、战术安排，是施工组织设计文件体现针对性的重要组成部分。 “施工部署”主要应有如下内容：①施工区段划分各区段的施工特点); ②主要分部分项工程量表; ③主要施工顺序、主要工艺流程(流水、交叉施工); ④工程施工所需工种安排(说明主要工种的工作范围); ⑤重点施工空问说明; ⑥施工现场平面布置图; ⑦与业主、设计、监理建筑各专业的协调配合措施 等。若招标要求投标方对施工质量和工期等做出承诺，施工组织设汁中必须明确做出承诺回答。施工组织设计文件编制的内容、顺序、结构形式必须符合招标文件要求。对施工项目需要的项目部人员、组织结构、劳动力、材料、机具设备、施工工艺、进度计划等几大要素做出安排。 对于招标书中提出的与施工有关的问题，必须做出具体明确的回答，满足招标的要求。对招标书中提出或未提出，但工程项目施工中实际存在的难点、重点问题，必须编制出相应的对应措施和解决办法，能显示出自身的能力和实力。施工组织设计，必须根据招标要求和项目施工需要，具备有项目经理部主要成员工程履历、资质证明文件，项目经理履历及资质证明文件。 2.可行性： 在拟定工程施工项目部人员的组成时，所需任职人员的安排必须全面，避免缺职，以免造成现场管理失控，与项目施工各部管理，需保证体系的人员职务安排必须前后一致，证明项目部各管理系统清晰、明确、高效、运作畅通。针对招标要求的施工质量目标、工期目标，拟定各项保证措施时，必须切合工程施工的特点需要。对以下可能出现的问题拟定有相对应的可靠措施，证明该施工组织设计的可行。 ①招标要求的超常规施工或提前竣工(施工工作时问短于实际需要时间)，或在特殊环境条件下(如外装修冬季施工、场地限制等)施工。 ②招标要求的或投标承诺的通过施工进一步降低成本。 ③落实施工中采用新技术、新工艺。 三、现场施工技术问题处理 建筑装饰工程的施工工艺复杂，材料品种繁多，现场施工工种的班组多，要求现场施工管理人员务必做好各种技术准备。 首先。必须熟悉施工图纸，针对施工合同要求，尽最大限度去优化每一道工序，每一分项分部工程，同时考虑公司内部的资源(比如施工队伍、材料供应、资金、设备等以及气候等自然条件，认真、合理地做好施工组织计划。确保每一分项工程能纳入受控范嗣之中。 其次。针对工程特点.除了合理的施工组织计划外，还必须在具体施工工艺上作好技术准备，特别是高新技术要求的施工工艺。技术储备包括技术管理人员、技术工长 及工人的新技术新工艺培训，施工规范、技术交底等工作。通过有计划有目的的培训，技术交底，可以使施工技术工人、工长熟悉新的施工工艺。新的材料特性。共同提高技术操作、施工水平，进而保证施工质量。 此外。从技术角度出发，施工质量能否达到相关的设计要求和有关规范标准要求，仅仅从施工过程中的每一道工序作出严格的要求是远远不够的，必须有相应的质量检查制度。而建立完善的质检制度、质检手段都必须经过科学的论证，所以，必须针对每一工序、每一施工工艺的具体情况提出不同的质量验收标准。以确保工程质量。 现场质量控制的主要工作包括： (1)进场材料、设备的验收管理; (2)施工样板的质量控制和确定; (3)各施工工序的质量验收; (4)出现质量问题后的整改监督管理等。 在质量控制上，相关的负责人一定要有较强的原则性和认真的工作态度。 猜你喜欢： 1. 建筑毕业论文5000字 2. 建筑工程造价毕业论文5000字 3. 5000字建筑毕业论文 4. 建筑工程造价管理毕业论文5000字 5. 建筑工程造价控制论文5000字
太阳能长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。其次，宇宙空间没有昼夜和四季之分，也没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单，而且在无重量、高真空的宇宙环境中，对设备构件的强度要求也不太高。再者，太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致"温室效应"和全球性气候变化，也不会造成环境污染。正因为如此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来，在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下，我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置，其应用十分广泛，在某些领域，太阳能的利用已开始进入实用阶段。1974年至1997年，美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级：从每瓦50美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为，要使太阳能电站与传统电站（主要是火电站）相比具有经济竞争力，还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池，为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8．3％面积（约8000平方千米）建成太阳池，为600兆瓦的发电机组供热。今年6月，亚美尼亚无线电物理所的专家宣布，已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机不是新的，而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机，装机容量仅100千瓦，但发电成本仅0．5美分／千瓦小时，效率高达40％—50％。俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合，给太阳池附设冰槽等设施，设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计，一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池，便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想，即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来，使太阳池发电的成本大大下降，在北高加索地区能与火电站竞争，并且一年四季都可用，夏天可用于空调，冬天可用于采暖。对于淡水资源缺乏的国家来说，太阳池还有另一项不可多得的好处：据专家测算，在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深米的太阳池，可为10吉瓦的发电机组供热，并可每年产淡水2立方千米。在欧美一些先进国家，目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”，这是一种将太阳能转换硅片密封在（尤如夹层玻璃）双层钢化玻璃中，安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮，极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。在发展中国家，各国也在积极发展利用太阳能。如菲律宾早在九九年，政府已批出了首个太阳能计划，在澳洲政府“海外援助计划”的协助下，在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划，整个计划耗资4800万美元，是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。太阳能发电计划共分两期，受惠的除了民居外，还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心，及35间诊所。由此看来，全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前，包括到太空去收集太阳能，把它传输到地球，使之变为电力，以解决人类面临的能源危机。随着科学技术的进步，这已不是一个梦想。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站，最近将在太空组装，不久将开始向地面供电。在我国，太阳能的利用也一直是最热门的话题，经过多年的发展，国内在集热器（含太阳能热水器）已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元，其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划，将在两年内投入亿元人民币开展研究，建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地，该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体，一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力，填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白，并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析，国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚，尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平，整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明，国内目前仅建有5个（单晶硅）太阳能电池生产厂，年产量约有兆瓦（注：1兆瓦（MW）为1000千瓦），工厂设施仍停留在已有引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达％，比目前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍，我国太阳能电池平均转换效率不高，其主要原因是专用材料国产化程度低，如封装玻璃就完全依赖进口，低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求，科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持，国内已有多家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位之一。于1998年在国内首家引进了76千瓦国际上先进的屋面太阳能发电系统，至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12千瓦时以上，可满足1个小康之家用电要求。该集团还与瑞士的ATLANTIS公司合资组建了北京-阿脱兰太阳能科技有限公司，合资生产太阳能光伏发电组件和屋面发电组件两大系列、多个品种的光伏发电产品，并将这一世界领先的太阳能利用新技术引入了中国。河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿（Piikington）太阳能国际有限公司在中国独家总代理，现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料，如德国凯米特化学制品有限公司的优质湿法玻璃层压设备、湿法灌浆液（封装介质）等。振海集团的基地于1999年11月已在我国率先安装了100多平方米的光电玻璃幕墙示范建筑物，现已竣工投入应用，其运行使用效果良好，已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的典范。太阳能集热管是清华大学的一项专利技术，经清华阳光公司的产业化生产，目前其年产量为世界第一，其产品性能为世界领先，清华阳光公司的晒乐牌太阳能集热管及集热装置，用六七年时间完成了小试、中试到大规模生产，目前已经建成世界上生产规模最大的集热管生产厂，每年可生产500万支全世界集热效率最高的全玻璃真空集热管，预计这个项目的经营额再过不久将达到10亿元。