被动式太阳能技术在建筑中的应用探讨

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规范编制背景被动式太阳能建筑，是通过建筑设计手段和简单技术的合理运用，可以利用太阳能为房间提供相当部分的采暖能量，降低通风和照明的能耗，具有结构简单、造价低、施工方便等优点，已经在美国、德国等发达国家得到了较多推广应用，已发展到较高水平。我国是太阳能资源丰富的国家之一，太阳能作为一种可再生的清洁能源，近年来在建筑中的利用受到关注。我国自上世纪70年代开始，建设了一批被动式太阳能建筑，取得了良好效果。近年来我国的被动式太阳能建筑得到了长足的发展，各地相继探索建设了一批新型的被动式太阳能建筑，开发了一系列新型被动式太阳能利用技术，但被动式太阳能技术和产品的标准、规范不健全，尤其是被动式太阳能建筑设计、施工规范的欠缺，已成为限制被动式太阳能建筑发展和推广的主要因素之一。亟需编制适合建筑行业遵循的设计、施工、验收规范，以指导建筑行业主动、正确的建设被动式太阳能建筑。《被动式太阳能建筑技术规范》解读

□ 中国建筑设计研究院 国家住宅与居住环境工程技术研究中心 张磊 鞠晓磊 曾雁

规范编制概况基于以上被动式太阳能建筑存在的问题。中国建筑设计研究院从2008年8月起，成立了由建筑、暖通、结构、等多专业高级技术人员联合组成的编制组，邀请相关领域的设计院、科研院校、企业中具有较高学术水平和工程经验的专家共同组成编制组，开始规范研究工作。编制组调研了国内主要的被动太阳能建筑科研院所，并对国内有代表性的工程进行了考察。其中；国内分别与山东建筑大学、天津大学、大连理工大学、甘肃自然能源研究所、深圳华森建筑与工程设计咨询顾问有限公司等院校和和研究机构进行了技术交流，考察了国内被动太阳能建筑工程。规范在编制过程中遵循以下原则：1.明确对象，掌握深度。研究与设计相关的专业设计标准规范。以被动太阳能建筑设计关键因素为主要对象，兼顾各专业的系统需要，与相关标准规范合理衔接。处理好《被动式太阳能建筑技术规范》和其他设计规范的关系。2.针对我国国情，借鉴国外先进经验。体现政策要求，反映先进技术水平。综合分析国际上被动太阳能评价与设计方面的经验，充分考虑我国各地区在气候、资源、自然环境、经济社会发展水平等方面的差异，采用

探析太阳能技术在建筑设计中的应用

论文摘要: 能源是人类社会求生存和发展的物质基础，而以石油、煤炭等为基础的常规能源体系曾经极大程度的推动并促进了人类社会的发展，但这些常规的能源体系的过度开发直接导致了环境污染，为了可持续发展，我们应该充分开发和利用洁净能源。

Abstract: the energy is the material basis of human society strives for the survival and development, and based on oil, coal and other conventional

energy system was greatly promote and promote the development of human society, but the conventional energy system's excessive development directly led to the pollution of the environment, in order to sustainable development, we should make full development and utilization of clean energy.

一、可持续发展太阳能在未来能源结构中的地位

A sustainable development, the status of solar energy in the future energy structure

国际能源机构预测，经济的发展离不开资源，目前全世界最常用的还是化石类能源，但随着经济的发展，煤炭和石油需求量越来越大，终有一天会枯竭。不同能源机构对世界能源供应情况的预测数据各有所不同，但基本结论都是相似的。即全世界的煤炭只能用220年，在未来短时期内化石类能源在能源供给结构站占据很大的比例，但随着科学技术的发展，可再生能源将逐渐替代化石类能源，并在2030之后开始逐渐进入大规模应用，随着经济的持续发展，可再生能源将在能源资源中占据越来越大的比例。与有限的化石燃料能源相比，太阳能堪称最为理想的可再生能源之一。随着太阳的辐射输出，光子能量完全可以转换成各种人类需要的能源。尤其是光能转换为最常见也是最高级的电能，而电能则可以转化为动能、热能等其它形式的能源。也就是我们只要充分利用自然界中最丰富的太阳能，完全可以满足人类的生活和生产需求。

被动式太阳能利用设计

太阳能作为一种无限可再生能源，不仅无污染，价格低廉，而且通过一定的方式很容易的加以利用，改善室内温度。通过光热的转换将太阳能直接或间接地引入室内，进行采暖利用，在改善提高室内的温度及其他热环境同时，又节约了能源，保护了生态环境，可以说太阳能是一种纯绿色能源。

太阳能的利用可以分为主动式和被动式两种，根据在太阳能采集利用过程中是否需要机械动力加以区分。主动式太阳能系统需要机械动力驱动，才能达到采暖和制冷的目的。主动式太阳能虽然能达到节约能源的目的，但在使用过程中仍需能源去运行气泵或风扇等。同时集热器、蓄热器等机械构造复杂，成本较高，安装复杂。太阳能向室内的传递可以借助任何机械动力，而是通过良好的建筑朝向布置和周围环境合理的设计，以及内部空间以及建筑外部构造的巧妙处理采集、吸收利用太阳能。

一个好的建筑设计师应该能充分利用建筑方面的设计，而不是机械的方式来达到利用太阳能，节约能源的目的。几乎任何建筑都在利用着太阳能进行采光加热，但要达到节能的目的，还需选择优质的建筑材料，加以特殊的构造。中国大多数的房子都是坐北朝南的利用着太阳能，但在寒冷地区的冬季，我们仍需进行加热采暖。其实最主要的原因就是建筑的保温性能差。如果要想纯靠太阳能来维持冬季室内的温度就必须有良好的保温措施，使太阳能的热量不至于快速的散失。由于夜间没有太阳，而且热量必然会有一定的散失，这就使得对太阳能的储存成了必要。通过蓄热材料白天的吸收储存，晚上慢速的释放，保证了夜间室内温度不会下降的太快，或者保持恒温。被动式利用太阳能采暖的方式主要有以下几种：

1、 直接受益式

建筑物直接接受太阳能从而进行采暖是一种最简单、最直接的对太阳能的利用方式，但这种方式需要以良好的外墙及门窗的保温效果，否则吸收的太阳能很快就会通过门窗等位置散失掉。所以在直接受益式中对窗户的选择就十分重要了，首先窗户要保证阳光的通透，这对太阳能的采集十分必要，而且窗户面积不宜过小。但大面积的透明玻璃会造成热量的损失，同时也会造成隐私的泄露。为了解决以上问题，应选用特殊制造的玻璃，如双层玻璃、漫射玻璃等，同时也应对窗框和玻璃等节点处进行保温处理。直接受益式的建筑朝向应选择好，玻璃窗应尽量朝向南侧，东西侧由于遮阳较为困难，不宜布置。

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．８，２０１　１　

太阳能技术在建筑中的应用及思考　

张龙瑞　

（国防科技大学校务部，湖南长沙４１００７３）　

摘要：对太阳能技术在建筑中的应用方式进行了归纳，分析了太阳能建筑发展中存在的问题，在此基础上讨论了太　阳能建筑的应用发展方向。　关键词：太阳能技术；供暖；制冷　

中图分类号：ＴＫ５１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１１】０８—０２０８—０３　

随着常规能源的日益紧张以及环保的呼声愈来　

愈强，可再生能源的重要性凸显，受到了各国的关注　和扶持。太阳能是永不枯竭的清洁能源，有着矿物能　

源不可比拟的优越性。我国的太阳能资源丰富，６Ｏ％　以上的地区具有丰富的太阳辐照量，年日照时数可　达２　２００　ｈ。尤其是华北和西北地区，日照充足，为利　

用太阳能提供了很好的基础条件。开发和利用太阳　能，既是近期急需的能源补充，又是低碳、环保的要　求。将太阳能应用于建筑物，会获得很好的节能和环　

保效益。　

１　太阳能供暖　

１．１　被动式太阳能供暖　这种方式无需其他辅助能源，通过合理布置建筑　

方位和恰当处理建筑构件，即可利用太阳能实现建筑　节能。其优点是造价较低　能效果显著，是目前世界　

上推广太阳能技术的主要做法。典型的被动式太阳　房，是直接利用照射到建筑内部的太阳能，太阳能在　

白天以光能的形式照射到起储热作用的内墙和地板　上，晚上墙和地板内存储的热量又被释放出来。　还有间接利用围护结构表面所吸收的太阳能加　

热室内空气，使让太阳光通过玻璃透射到重质墙体　

涂黑的吸热表面，提高墙表面温度，使墙体蓄热。冬　

季，室内需要供热时，玻璃和墙体之间的热空气，经　自然对流送人房间，而室内冷空气通过墙下通风口　

进入玻璃和墙体间的夹层被加热，自然循环。太阳落　

山后，则可利用重质墙体所存储的热量，继续放热。　大大减少了单位面积的采暖负荷，节省了供暖能耗。　１．２　主动式太阳能供暖　这种方式用电作为辅助能源【１】，驱动被太阳能加