浅谈被动式太阳能技术在建筑设计中的应用 【摘要】本文对两个案例（一个竞赛方案一个建成案例）进行研究，通过对其周围环境、遮阳、通风以及能量储存和应用等方面的分析，探讨了从设计本身出发的低成本太阳能技术在实践中应用的可能，旨在使其方法和理念得到更加广泛的应用和革新。 【关键词】低成本被动式太阳能技术微环境太阳能储存利用 1.引言 自上世纪九十年代开始中国的经济迅猛发展，也带来了中国建筑业的繁荣，发展的速度和取得的成绩都令世人瞩目。然而在发展的背后建筑能耗问题也日益凸显，于是随着技术水平的提高和人们意识的进步，利用可再生能源提高建筑能效的研究与实践已逐步展开。如何将太阳能利用技术与中国当前国情下的建筑建设完美结合，创造低碳和谐的人居环境，走可持续发展的建造方式，，已经成为当前建筑业的焦点，建筑节能已经成为社会的广泛共识。 我国拥有丰富的太阳能资源，年日照在2200h以上的地区占国土面积的2/3以上，属于太阳能资源丰富的国家之一。这也是允许我们大力发展建筑太阳能技术的大前提。近几年政府也在大力促进建筑太阳能技术的发展和应用。而鉴于我国的基本国情和当今建筑业的发展形势，被动式太阳能建筑技术是目前的最优选择。 2.概念阐述 所谓被动式太阳能技术就是充分利用建筑本身的自然潜能，对建筑周围环境、遮阳、通风，以及能量储存中体现太阳能的被动利用。建筑的布局和形态，建造材料、使用人群，以及建筑的绿化和环境就组成了一个建筑的生态系统，它同时也会受到系统外的诸如城市的经济、地理以及太阳光环境等因素的影响，从建造开始到拆除的全过程就是这个系统的生命周期。运用这样的观点来进行建筑设计，建筑就不再是孤立的体量，它有生长的过程，有决定建筑个性的外部环境，有系统内各要素的相互作用和同级系统间的影响。这一观念的转变，让建筑的设计过程变得生动起来，建筑方案的生成过程转化为寻求影响系统各个要素间动态平衡的过程。这种理念是太阳能应用在技术层面之上带给我们对于建筑设计的进一步思考。下面也将通过对两个案例的分析来具体探讨这些问题。 3.案例分析 3.1第一个案例是2011台达杯国际太阳能竞赛的第一名作品“垂直村落”，本案选址在江苏省南部的吴江市，全市境内河道纵横，是一个名副其实的“江南水乡”。方案在做相应的施工调整后将在明年建造出来。 方案首先是从两个问题开始的:1)建筑如何反应水乡肌理2)怎样将太阳能技术结合到建筑中去而不仅仅作为一种建筑的技术手段存在，而是成为设计本身的一个决定性因素。方案将太阳能热水器与遮阳部件结合，形成上下波浪式的立面，从而既获得了富有表现力的立面形式，也将太阳能技术的应用生动的结合了进去。在这样一个大的构思之下，方案有逐步在几个方面实现了太阳能技术与建筑的结合。
太阳能技术及案例分析 考试时长:15 分钟, 总分:10 分 ,合格分数:6分 ======单选题部分====== ?1、光热技术施工设计参数主要包括(a) o A 气象参数、地理参数与热水设计参数 o B 技术参数、地理参数与热水设计参数 o C 气象参数、技术参数与热水设计参数 o D 气象参数、地理参数与热度设计参数 ?2、所有阀门必须安装平直,手柄严禁朝下。所有阀门必须注意介质的流动方向。立式止回阀的介质流向(C),防接反。 o A 从中往两边 o B 自上而下 o C 自下而上 o D 无明确要求 ?3、坚持“节约、清洁、安全”的战略方针,加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系。重点实施战略有(D) o A 节约优先战略 o B 立足国内战略 o C 绿色低碳战略 o D 以上均就是 ?4、实现太阳能制冷的途径有(AB) o A 太阳能光电转换,利用电力制冷 o B 太阳能光热转换,以热能制冷 o C 太阳能光照转换,以亮度制冷 o D 以上A、B对 ======多选题部分====== ?5、太阳能光热系统由(ABC)等组成。 o A 太阳能光热管
o B 支架 o C 控制器 o D 冷却剂 ?6、太阳能光导照明施工的操作要点有哪些( ABCD) o A 孔洞预留及处理 o B 固定防雨板作防水处理 o C 管道安装 o D 采光装置安装 ?7、切实抓好新建建筑节能工作,应该(ABCD) o A 科学做好城乡建设规划 o B 大力促进城镇绿色建筑发展 o C 积极推进绿色农房建设 o D 严格落实建筑节能强制性标准 ======判断题部分====== ?8、太阳能与建筑一体化就是将太阳能利用设施与建筑有机结合,利用太阳能集热器(采光器)替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层,或作为建筑物外墙面既消除了太阳能对建筑物形象的影响,又避免了重复投资,降低了工程成本,就是未来太阳能技术发展的方向。 ?对错 ?9、直射辐射与散射辐射之与称为“总辐射”。 ?对错 ?10、项目备案工作应根据分布式光伏发电项目特点尽可能简化程序,免除发电业务许可、规划选址、土地预审、水土保持、环境影响评价、节能评估及社会风险评估等支持性文件。 ?对错
太阳能技术及案例分析 考核结果 得分100.0。 一、单选 1. 目前，太阳能空调的应用主要集中在太 阳能溴化锂吸收式制冷技术以及（ ）。 A:电能冷却技术 B:冰块冷却技术 C:氮冷却技术 D:太阳能吸附式制冷技术 【本题 10 分】 2. 在我国，（ ）太阳能资源最丰富。 A:上海地区 B:广东地区 C:海南地区 D:西藏西部 【本题 10 分】 3. 城市人民政府以及建筑的所有者和使用 者要加强建筑维护管理，对符合城市规划 和工程建设标准、在正常使用寿命内的建 筑，除基本的公共利益需要外，（ ）。 A:看拆迁单位资质 B:可任意拆除 C:不得随意拆除 D:坚决不能拆除 【本题 10 分】 4. 以下不是太阳能制冷系统设计耗热量应 综合考虑的三方面内容的是（ ） A:制冷机组循环耗热量 B:终止加热量 C:.初始加热量 D:系统热损失 【本题 10 分】 二、多选 1. 太阳能光导照明施工的操作要点有哪些 （ ）
A:固定防雨板作防水处理 B:采光装置安装 C:孔洞预留及处理 D:管道安装 【本题 10 分】 2. 太阳能光热系统由（ ）等组成。 A:控制器 B:支架 C:太阳能光热管 D:冷却剂 【本题 10 分】 3. 切实抓好新建建筑节能工作，应该（） A:积极推进绿色农房建设 B:严格落实建筑节能强制性标准 C:科学做好城乡建设规划 D:大力促进城镇绿色建筑发展 【本题 10 分】 三、判断 1. 太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，利用太阳能集热器（采光器）替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层，或作为建筑物外墙面既消除了太阳能对建筑物形象的影响，又避免了重复投资，降低了工程成本，是未来太阳能技术发展的方向。 正确 错误 【本题 10 分】 2. 项目备案工作应根据分布式光伏发电项目特点尽可能简化程序，免除发电业务许可、规划选址、土地预审、水土保持、环境影响评价、节能评估及社会风险评估等支持性文件。 正确 错误 【本题 10 分】
太阳能发电及部分应用案例 1.太阳能并网发电原理简介 太阳电池是一种具有光生伏特效应的半导体器件(简称“光伏器件")，它直接将太阳光转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。太阳电池由半导体材料组成，其厚度大约为0.2mm，形成两个区域：一个正荷电区，一个负荷电区。负区位于电池的上层，在这一层强迫渗透磷的区域。正区置于电池表层的下面，正负界而区域称为p-n结。制造电池时p-n结被赋子了恒定的特性。当阳光投射到太阳电池内保持松散状态的电子时，这时靠近p-n结的电子朝向电池的表层流动。金属线将光伏组件里每个电池的前面与下一个电池的背面相连，这样使电流通过许多p-n结，建立起所有电池的串联电压。在每个电池p-n结处的电压增加大约0.5V 的电动势，这个电池电压与电池的尺寸无关。电流受电池面积和日照强度的影响，较大面积的电池能够产生较强的电流。 太阳能光伏并网发电是是完全无污染、无噪声、不耗费化石能源、应用前景最广阔的一种太阳能利用方式。 图1 光伏并网系统原理示意图 并网发电系统一般由太阳能电池组件，并网逆变器，升压变压器等组成。通常还包括数据采集系统、数据交换、运行显示和监控设备等。 并网发电方式是将太阳能电池阵列所发出的直流电通过逆变器转变成交流电能输送到电网中，无需蓄电池进行储能。光伏电站在逆变器前端为直流电，逆变器以及后端的变压器为工频交流电。
2.关于太阳能系统污染情况分析 污染按照不同分类方式，有不同的种类，下面是通常采用的分类方式以及种类： 按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染 按污染性质分：化学污染、物理污染、生物污染 按环境要素（形态）分：大气污染、水污染、噪声污染、固体污染和电磁污染，此外还有热污染、光化学污染等等。 光伏电站为单个项目，对其进行环境分析，适用于采用按照环境要素来分析。 光伏电站是由光伏电池板通过光生伏特效应直接把太阳光能转换成直流电能，而后直流电通过逆变器转换成我们常使用的工频交流电，最后经过变压器升压至110kV并入电网。整个过程中不产生废弃物，压缩气等其他辅助物料，仅仅使用少量清洗光伏板的水，而且不使用任何清洁剂，仅用来冲洗，不造成水污染。整个过程中仅仅变压器等电器冷却风扇产生声音，所以也不存在噪声污染。光伏板在工作过程中即使是夏天最高温度，光伏板表面也只有60℃左右，不产生其他热源。 由上面可以看出，唯一有可能产生的污染仅为电磁污染，下面我们将对整个系统各个部位进行拆分分析。 2.1 电磁辐射的产生原理 电场和磁场的交互变化产生的电磁波，电磁波向空中发射或泄露的现象，叫电磁辐射。电磁辐射是以一种看不见、摸不着的场。人类生存的地球本身就是一个大磁场，它表面的热辐射和雷电都可产生电磁辐射，太阳及其他星球也从外层空间源源不断地产生电磁辐射。围绕在人类身边的天然磁场、太阳光、家用电器等都会发出强度不同的辐射。电磁辐射是物质内部原子、分子处于运动状态的一种外在表现形式。 电磁辐射所衍生的能量，取决于频率的高低：频率愈高，能量愈大。频率极高的X光和伽玛射线可产生较大的能量，能够破坏构成人体组织的分子。事实上，X 光和伽玛射线的能量之巨，足以令原子和分子电离化，故被列为“电离”辐射。这两种射线虽具医学用途，但照射过量将会损害健康。X光和伽玛射线所产生的电磁能量，有别于射频发射装置所产生的电磁能量。射频装置的电磁能量属于频谱中频率较低的那一端，不能破解把分子紧扣一起的化学键，故被列为“非电离”辐射。哪里会有电磁辐射？电磁辐射的来源有多种。人体内外均布满由天然和人造辐射源所发出的电能量和磁能量；闪电便是天然辐射源的例子之一。至
太阳能技术及案例分析 9分 考试时长：15 分钟，总分：10 分，合格分数：6分 ======单选题部分====== ? 1.太阳能与建筑结合的优点和优势有（） ? o A 有效地减少建筑损耗 o B 节省了土地资源 o C 降低对市政配套的依赖 o D 以上均是 ? 2.太阳能制冷系统设计耗热量应综合考虑的内容有（） ? o A 初始加热量 o B 制冷机组循环耗热量 o C 系统热损失 o D 以上均对 ? 3.所有阀门必须安装平直，手柄严禁朝下。所有阀门必须注意介质的流动方向。立式止回阀的介质流向（），防接反。 ? o A 从中往两边 o B 自上而下 o C 自下而上 o D 无明确要求 ? 4.实现太阳能制冷的途径有（）
? o A 太阳能光电转换，利用电力制冷 o B 太阳能光热转换，以热能制冷 o C 太阳能光照转换，以亮度制冷 o D 以上A、B对 ======多选题部分====== ? 5.太阳能光热系统由（）等组成。 ? o A 太阳能光热管 o B 支架 o C 控制器 o D 冷却剂 ? 6.太阳能光导照明施工的操作要点有哪些（） ? o A 孔洞预留及处理 o B 固定防雨板作防水处理 o C 管道安装 o D 采光装置安装 ?7.切实抓好新建建筑节能工作，应该（） ? o A 科学做好城乡建设规划 o B 大力促进城镇绿色建筑发展 o C 积极推进绿色农房建设 o D 严格落实建筑节能强制性标准
======判断题部分====== ?8.太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，利用太阳能集热器（采光器）替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层，或作为建筑物外墙面既消除了太阳能对建筑物形象的影响，又避免了重复投资，降低了工程成本，是未来太阳能技术发展的方向。 ?对错 ?9.直射辐射和散射辐射之和称为“总辐射”。 ?对错 ?10.项目备案工作应根据分布式光伏发电项目特点尽可能简化程序，免除发电业务许可、规划选址、土地预审、水土保持、环境影响评价、节能评估及社会风险评估等支持性文件。?对错
太阳能设计实例 1．热负荷：日用水量 共423户，查《建筑给排水设计规范》住宅用水最高定额为60℃热水60~100L/人，结合实际使用情况设计用水为50℃左右热水165kg/户（170L）。一梯3户每单元30户共需热水5100L，一梯4户每单元40户共需热水6800L，每户按3.5人计，冷水按15℃计。 QA=5000kg×1×（50-15）℃×4.187 ×10-3=732.72MJ QB=7000kg×1×（50-15）℃×4.187 ×10-3=1025.81MJ 2．集热面积 据资料查得~~~地区按春、秋季节太阳日辐照量为17MJ，工程使用光芒太阳能集热器效率为50%。 JA=732.72MJ÷（17Mj×50%）=86.2m2，取86m2； JB=1025.8MJ÷（17MJ×50%）=120.6m2，取120m2； 3．最大小时用水量 查《建筑给排水设计规范》最大小时用水量为50℃左右热水160~170L/户（根据经验取38℃热水120Ｌ），故最大小时耗热量为： Q1=120L×(38-15)℃×1×30/860=96.28kW Q2=120L×(38-15)℃×1×40/860=128.37kW 通过计算得知qrh1=1866Ｌ，qrh2=2488L 4．辅助热源 按照最不利工况（冬季最寒冷的阴雨天气，无太阳能光照）满足用水。 Ia=1866kg×1×（50-10）℃/860=86.8kW，取80kW； Ib=2488kg×1×(50-10）℃/860=115.7kW，取100kW。 系统原理 本系统采用定温进水与温差控制循环相结合的运行方式，优先使用太阳能，在冬季和阴雨天气等阳光不足时，使用电加热方式补充热量，以保证热水持续供应。 系统构成 太阳能热水系统主要有太阳能集热系统、智能控制循环系统、辅助加热系统、管路连接系统、水箱、支架等组成。 1．太阳能集热系统
某纺织科技有限公司 太阳能集中热水工程 0前言 目前，我国大力倡导环境保护和节约能源，使得太阳能技术日趋完善。太阳能与建筑相结合也成为目前建筑行业发展的一大趋势，而太阳能生产厂家也越来越多的开始与建筑一体化的相关产品项目的研发。集中供热系统也是大型供热水的必然趋势。太阳能，双真空保温玻璃，高保温墙面等也是现在建筑行业发展节能建筑的推荐方式。 然而在考虑太阳能与建筑结合的同时，必然要考虑其辅助热源，太阳能在不加辅助热源的情况下，冬季寒冷天气及夏季阴雨连绵的天气下，热水温度一般达不到用户需求。目前行业内一般根据业主的实际使用情况选用：从经济利益角度分析，推荐是用燃油锅炉作为辅助热源；从环境保护角度考虑，推荐采用电能作为辅助热源。本次设计工程项目有其特殊性，市政热水管道直接送至厂内，所以采用市政供热水系统补足。 1、工程概况 该纺织机械有限公司公司位于江苏省靖江市城北工业园区，是一家纺织机械制造公司，公司员工约1000人，周围无高层遮挡建筑，日照充足。本次设计为职工住宿楼，内设两公共盥洗室，位第三层，共24个花洒淋浴设备。建筑为地上建筑三层，屋顶为平屋面，有足够的安装面积，冷水直接由市政供水。其中有市政热水管道直接供到工厂，设计考虑作为辅助热水补足。 2、气象数据 用户所在地处江苏省靖江市,北纬 32.3°,东经 120.3 °,为亚热带南部季风气候，年平均气温约为18~21℃，无霜期约320天，太阳辐射量约为2700MJ/年.m2，晴天平均日照时间为8.2小时。全年日照时数约2000～2800h，年均太阳辐射量为112～136kcal/cm2，具有比较丰富的太阳能资源。靖江太阳直接辐射的利用时数以春秋季最多，每日平均近8h，而在冬季及夏季长阴雨天，太阳集热器收集到的热量不足，需要有辅助系统补热。在本方案中考虑到工厂实际情况，在太阳能热水达不到供水需求时，直接采用市政热水进储热水箱供业主使用。苏北地区冷水温度按春秋季节15℃计算。 3、产品定位 目前市场上太阳能品牌很多，产品选择的好坏直接影响整个系统的质量。一般太阳能产品选择的原则：1、生产厂家有多年的生产经验，技术力量雄厚，有完善的服务体系；2、
太阳能光热的成功案例及原理 主要业务方向：太阳能光伏发电、太阳能热水工程的epc总包项目实施，包括工程设计、物资采购、设备安装调试、后期运营维护；光伏光热智能化控制系统的研发、应用；冶金钢铁、物流行业的工业化、信息化、智能化系统集成开发应用。 方案---北京研博新创科技发展有限公司为河北省某市一中安装太阳能热水器
?项目概况： ?某市第一中学坐落于广袤的华北平原东部，该太阳能项目旨在为全校学生解决洗浴问题，采用太阳能+空气源热泵联合供热水。既满足学校用水需求，又响应国家所倡导的绿色环保政策的号召。?在某市第一中学太阳能项目中，采用的是集中集热集中储热的模式，在学校太阳能案例中属于很典型的一种。二、项目介绍 ?某市地处中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候，四季分明。夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春季干旱多风沙，秋季秋高气爽，冷热适宜。 ?1、用水情况： ?某市第一中学是寄宿制学校，学生集中在宿舍洗浴间洗浴。故分别在南北宿舍楼各安装一套15T太阳能热水系统，以满足全校学生洗浴用热水。本系统按春、夏、秋、冬四季均使用太阳能系统洗浴进行设计，用水方式为全时供水。 ?2、项目建设内容： ?①太阳能热水系统安装集热器：南楼宿舍楼集热器数量为32套，总计真空管1920支，集热面积平方米；北楼宿舍楼集热器数量为32套，总计真空管1920支，集热面积平方米。 ?整套太阳能热水系统共计真空管3840支，总计集热面积平方米。 ?③安装空气源热泵：TFS-SKR840D型空气源热泵4台。 ?④安装水泵：水泵共计32台。其中热水系统8台。 ?⑥安装水箱：容积15m3不锈钢储热水箱2台，尺寸：*3m *2m； ?容积圆形不锈钢水箱8台，尺寸：890mm（直径）*1550mm（高度），容积1m3圆形不锈钢储热水箱4台，尺寸：870mm*1800mm。 ?⑦安装归丽晶除垢器：日处理水16吨2台，日处理水1吨4台 ?1、控制系统 ?控制系统根据某市第一中学用水特点及要求，本项目太阳能控制系统具有以下特点： ?(1)控制系统采用可编程智能控制、液晶屏显示，以实现系统全自动、智能化控制(太阳能定温放水、自动补水功能、温控自动防冻、系统安全运行自动保护、辅助加热系统的自动运行等)，无需专人管理，保证控制系统稳定、可靠地运行；液晶屏显示界面友好，参数设置、修改方便，各种运行参数显示一目了然。三(2)控制程序将温度、水位、时间、流量等参数巧妙融合，实现充分和优先利用太阳能，将太阳能与辅助加热系统完美结合，最大限度地减少辅助加热系统的运行时间，降低电能的消耗。(3)控制系统设有应急手动功能，保证在控制系统出现问题时，能实现手动控制，系统在应急状态下能正常运行，保证学生的正常洗浴。 ?(4)控制系统具有断电记忆功能，有记忆控制系统的设置数据和系统运行的各种参数，保证数据不丢失。 ?(5)系统具有很强的抗干扰性和屏蔽性能，不因其他系统的信号干扰本系统的正常工作，或本系统的信号干扰其它系统的正常工作。 ?(6)系统故障自诊断功能：能随时反应系统内设备和传感器的工作状态，能自动进行故障诊断。?(7)系统管理功能：为确保系统的正常运行，设置管理员登陆密码，需输入密码才能进入界面进行操作设备。 ?2、太阳能集热器 ?太阳能集热器是太阳能热水系统的核心元件，其性能的好坏直接决定了系统能否取得应有的效果。 本项目太阳能热水系统中真空管采用三靶镀膜技术和旋转磁扫描结构，加入稀有金属成分，改善镀膜层分子结构，真空管(真空度高达5×10-3Pa)，对阳光有很高的吸收率(a＞96%)和极低的热发射率(β＜4%)，具有集热效率高、热损小、耐高温(空晒温度高达330度)、抗高寒(-40度)等特点，从而减少了真空管由于长期空晒而造成的膜层老化、变色、性能衰减等问题，使用寿命长。采用了三高全玻璃真空管集热器，每个模块有60支管子组成。与普通集热器相比，该款集热器具有真空管排列密集，
太阳能三联供系统案例分析 日期：2012-2-22 施工单位： 工程名称： 工程地点： 工程面积： 项目概况1）本项目占地面积1000㎡，自建民用两层住宅用房，该建筑是一座新建的节能民居，上下两层建筑面积为419㎡，大小房间共15间，砖混结构，中空玻璃塑钢门窗，外墙为370㎜厚空心砖，外墙加装70㎜厚标准挤塑板保温层，房顶采用200㎜厚聚苯板保温，建筑外围护结构符合节能50％标准。. 设计参数 安装地点：经度116°28'，纬度39°48'。 集热器面积：38㎡ 辅助热源：空气源热泵 缓冲水箱：100L，闭式承压水箱 生活热水水箱：1t，开式不锈钢水箱 北京采暖期自11月15日始，共125天；年日照时数：2755.5h 集热安装方位：γ=0°（即南向）；安装倾角：α=55° 集热器安装平面太阳辐照量： 全年：5802.86MJ/㎡采暖季：1944.8MJ/㎡采暖季日平均值：15.56MJ/(㎡ . d) 北京区冬至日太阳能高度角h=20°42' 方位角a=-29°22' 2、常规能源费用 电费：0.48元/kw h 3、太阳集热器性能参数 集热器类型：同芯套管式真空管集热器 集热器规格：1800mm×58mm/支 负荷计算依据 建设部建筑设计院、北京市建筑设计院编著《建筑设备专业设计技术资料》，
《建筑节能设计标准》（JGJ26-95）， 《GB/T18713—2002太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》， 《GB/T17049—1997全玻璃真空集热管》， 《给水排水工程施工手册》， 《地面低温辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）, 《夏热冬冷地区居住节能设计标准》 工作原理： 该系统能实现地板采暖、生活热水、中央空调（制冷）为一体的家居舒适系统。是采用太阳能＋空气源热泵的多热源系统。该系统方案设计优化、性价比高、结构简单，节能效果能达到70％以上，实现了零能耗+低能耗的节能减排目标，是一种值得普遍推广的新型方案。 系统组成 太阳能采暖-制冷-热水三联供系统（如下图所示）由以下六个子系统组成：太阳能集热系统、低温热水辐射地板采暖系统、热水供应系统、辅助能源系统、风冷系统、自动控制系统。 1）太阳能集热系统 太阳能集热系统主要由太阳能集热器、集热器支架、循环管路、循环泵、阀门、过滤器、储热水箱等组成。集热器由太阳能采暖专用真空管和特制的采暖联箱组成，本集热器实现了承压运行、超低温差传导、防垢、防冻、防漏、抗风功能，真空管经过特殊加工处理，即使玻璃管损坏系统也不会漏水，能够照常运行。集热器及支架设计安装合理，且
被动式太阳能技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
浅谈被动式太阳能技术在建筑设计中的应用 【摘要】本文对两个案例（一个竞赛方案一个建成案例）进行研究，通过对其周围环境、遮阳、通风以及能量储存和应用等方面的分析，探讨了从设计本身出发的低成本太阳能技术在实践中应用的可能，旨在使其方法和理念得到更加广泛的应用和革新。 【关键词】低成本被动式太阳能技术微环境太阳能储存利用 1.引言 自上世纪九十年代开始中国的经济迅猛发展，也带来了中国建筑业的繁荣，发展的速度和取得的成绩都令世人瞩目。然而在发展的背后建筑能耗问题也日益凸显，于是随着技术水平的提高和人们意识的进步，利用可再生能源提高建筑能效的研究与实践已逐步展开。如何将太阳能利用技术与中国当前国情下的建筑建设完美结合，创造低碳和谐的人居环境，走可持续发展的建造方式，，已经成为当前建筑业的焦点，建筑节能已经成为社会的广泛共识。 我国拥有丰富的太阳能资源，年日照在2200h以上的地区占国土面积的2/3以上，属于太阳能资源丰富的国家之一。这也是允许我们大力发展建筑太阳能技术的大前提。近几年政府也在大力促进建筑太阳能技术的发展和应用。而鉴于我国的基本国情和当今建筑业的发展形势，被动式太阳能建筑技术是目前的最优选择。 2.概念阐述 所谓被动式太阳能技术就是充分利用建筑本身的自然潜能，对建筑周围环境、遮阳、通风，以及能量储存中体现太阳能的被动利用。建筑的布局和形态，建造材料、使用人群，以及建筑的绿化和环境就组成了一个建筑的生态系统，它同时也会受到系统外的诸如城市的经济、地理以及太阳光环境等因素的影响，从建造开始到拆除的全过程就是这个系统的生命周期。运用这样的观点来进行建筑设计，建筑就不再是孤立的体量，它有生长的过程，有决定建筑个性的外部环境，有系统内各要素的相互作用和同级系统间的影响。这一观念的转变，让建筑的设计过程变得生动起来，建筑方案的生成过程转化为寻求影响
光伏农业大棚 一、背景介绍 1、能源匮乏：我国的能源结构以煤为主，是世界上最大的煤炭消 费国，相对于巨大的人口基数，面临的能源资源形势十分严峻。 2、环境污染：矿产资源能源等非可再生能源的生产和消费，对环 境造成了极大的破坏和污染，节能减排形势严峻。 3、电力紧缺：农业大棚地理位置以农村、郊区为主，电力等能源非常短缺，传统电网难以到达这些地区。 4、国家政策：能源问题，农业问题越来越受到国家重视及相应的政 策倾斜。《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》已将太阳能光伏生态大棚电站的模式划定为BIPV（光伏建筑一体化）示范项目，享受国家财政补贴。 二、.社会经济效益 提高土地利用率：可以在向阳面和背阴面根据不同的光照条件配置以对光照要求不同的植物；较高的大棚可以构建立体农业，借用LED进行补光，例如在育苗时，可以把育苗床上架等。在一定的土地空间上，光伏农业大棚实现了农业作物经济和能源发电效益的“双赢” 促进农民再就业：可以解决一部分农民以及40-60农村留守人员的就业 农业高效规模化的示范作用：温室大棚与屋顶技术相结合的光伏大棚，不仅可以保证棚内设施的正常运转，还可以储存雨水、雪水等循环利用，是集低碳、节能、环保、旅游于一身的新型高科技农业生态
建设项目 这极大地促进了传统农业向工业化农业的发展，也对地区的农业发展起到了良好的示范作用。实现了农民、企业、政府的“多赢”局面 观光旅游和生态农业一体化：“光伏生态大棚”还可与旅游结合构建观光农业，与社区农产品需求结合，构建社区农场，与市民体验结合构建开心农场等集高效种植、农业科普、休闲观光于一体的新型农业项目 三、经济效益分析 目前我国政策为 金太阳工程补贴：约11元/W 光伏建筑一体化补贴：7.5元/W 农业清洁能源补贴：上限10元/W 分布式光伏电价标准：1元/kwh 《太阳能光伏产业“十二五”规划》已将太阳能光伏生态大棚电站的模式划为光伏建筑一体化示范项目，享受国家财政补贴，根据电费收入、作物利润等，华盛绿能、保定天威、东方日升等进军光伏大棚的公司给出的结论是—6-8年收回成本。光伏大棚的经济效益主要由光伏发电并网补贴和农作物经济效益构成。一般农业蔬菜大棚造价不超过100元/平方米，而光伏农业大棚造价目前大概为每亩15万元。 四、案例分析 分析一：
村镇住宅太阳能采暖应用技术及案例 北京天鸣阳光太阳能科技有限公司 二零零八年十一月 -5-5 2 总体思路 北京地区有着丰富的太阳能资源, 年太阳辐照量在5600 MJ/㎡～6000 MJ/㎡, 年日照时数在2600h ～3000h 。结合北 京地区社会主义新农村建设, 进一步开发利用丰富、清洁的 太阳能资源, 科学、规范地利用太阳能资源, 部分解决村镇 低密度住宅采暖及生活热水能源, 是贯彻国家节能减排政策 的有效举措, 有着十分重要的意义。 北京市质量技术监督局、北京市建设委员会联合发布了北 京市地方标准《村镇住宅太阳能采暖应用技术规程》。 -5-5 3 ?太阳能热水采暖技术适用于太阳能热水主动式采暖的一、二层独立式或联排式村镇住宅建筑, 包括新建建筑和改建建筑。?太阳能热水采暖技术适用于学校、办公楼等白天用热较大晚上对温度要求不高的场所。 ?应用太阳能热水采暖技术的村镇住宅首先必须是节能建筑, 必须符合北京市《居住建筑节能设计标准》, 才能满足系统应用的经济性, 保证系统应用的效果。 总体思路 -5-5 4 ?村镇住宅太阳能热水采暖宜采用低温热水地板辐射采暖。?村镇住宅太阳能热水采暖系统必须配置辅助热源; 辅助热 源能够选用热泵、生物质能炉、煤炉、燃气炉、节能吊炕、电加热器等; 辅助热源应单独安表计量。
?设计村镇住宅太阳能热水采暖时, 太阳能保证率宜按 ≤0.5进行设计。 总体思路 -5-5 5 ?村镇住宅太阳能热水采暖系统应安全可靠, 应有防冻、防风、防震、防雷等技术措施。 ?村镇住宅太阳能采暖设计应考虑村镇住宅对生活热水的需求。生活热水系统不能直接利用采暖热水, 应采用间接换热方式供应生活热水。 ?村镇住宅太阳能热水采暖的太阳集热系统应有夏季防过热措施。参考作法有:用热、散热、防热三种。 总体思路 -5-5 6 建筑设计要求 ?村镇住宅太阳能热水采暖工程应纳入村镇住宅建设的统一规划, 宜与住宅建设同步设计、同步施工、同步验收, 并同时投入使用。 ?太阳能采暖的村镇住宅的布局宜朝南, 或在南偏东与南偏西15°的范围之内; 注意日照间距要求及绿化遮挡问题。?村镇住宅的屋顶、南向墙面、阳台均能够作为太阳能集热器的安装位置。对于以冬季采暖为主的太阳能热水采暖系统, 其集热器安装于南向墙面将更有利于系统冬季得热, 并可避免系统夏季过热, 但应综合考虑集热器对建筑立面 效果的影响。 -5-5 7 建筑设计要求 ?在新建或已有的建筑上增加太阳能热水采暖系统, 必须经
179 课题10 工程案例 10.1 案例1 30k W 光伏并网系统设计 10.1.1 案例简介 项目地点位于蚌埠市,北纬32?43',东经116?45'三根据当地气象资料,安装地区年日照时数约2340.9h 三全年的平均峰值日照时间约为4.04h ,考虑到实际工作中的各种损耗,实际太阳能可利用时间折算成平均峰值日照时间为3.5h 三全年日照比较充足, 适合安装太阳能发电系统三10.1.2 设计依据和标准 本项目设计方案中的光伏部分主要涉及或参照以下标准和相关公司标准三 (1)G B /T 199392005 光伏系统并网技术要求三 (2)G B /T 123252003 电能质量供电电压允许偏差三 (3)G B /T 145491993 电能质量公用电网谐波三 (4)G B /T 155431995 电能质量三相电压允许不平衡度三 (5)G B /T 159451995 电能质量电力系统频率允许偏差三 (6)G B 22971989 太阳光伏能源系统术语三 (7)G B 64971986 地面用太阳能电池标定的一般规定三 (8)G B 649586 地面用太阳能电池电性能测试方法三 (9)I E E E12621995 光伏组件的测试认证规范三 (10)G B /T1400792 陆地用太阳能电池组件总规范三 (11)G B /T1400992 太阳能电池组件参数测量方法三 (12)G B9535 陆地用太阳能电池组件环境试验方法三 (13)G B /T 6495.11996 光伏器件第1部分:光伏电流电压特性的测量三(14)G B /T 6495.31996 光伏器件第3部分:光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据三(15)G B /T 6495.41996 晶体硅光伏器件的I U 实测特性的温度和辐照度修正 方法 三