太阳能教学课件太阳能热利用与建筑结合技术五—被动式太阳房
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(一)太阳房(被动式太阳房)1.工作原理及分类温室效应是被动式太阳房最基本的工作原理。
按照结构的基本类型,被动式太阳房可分为五类,即直接受益式、集热蓄热墙式、附加阳光间式、贮热屋顶式和自然对流回路式。
(1)直接受益式。
这是被动式太阳房中最简单的一种,它是利用南窗直接接受太阳辐射能。
太阳辐射能通过窗户直接照射到室内地面、墙壁及其他物体上,使它们表面温度升高,通过自然对流换热,用部分能量加热室内空气。
另一部分能量则贮存在地面、墙壁等物体内部,当太阳辐射消失或室内温度下降时再向室内释放,使室温维持在一定水平。
(2)集热蓄热墙式。
这种类型的太阳房是间接受益太阳能采暖系统。
阳光首先照射到置于太阳与房屋之间的一道带透明外罩的深色贮热墙上,加热墙体与盖板之间的空气,然后通过贮热墙上风口将热量导人室内,另一部分是通过墙体的导热向室内供热。
(3)附加阳光间式。
是集热蓄热墙式太阳房系统的一种发展,将透明盖层与墙之间的空气夹层加一个通道,形成一个可以使用的空间——附加阳光间(也可以称附加温室)。
这种系统其前部阳光间的工作原理和直接受益式系统相同,后部房间的采暖方式则等同于集热蓄热墙式。
(4)储热屋顶式和自然对流回路式。
目前实际应用得较少。
2.主要技术环节及要点(1)集热形式的合理选择。
在乡村和小城镇,最经济实用的是直接受益式、集热蓄热墙式和这两种的混合体。
(2)墙体。
太阳房外墙采用复合保温墙。
采用这种复合保温墙时,通常做法是将保温材料设置于实体砖墙的外侧,这就可以使墙中贮存的热量保留在房间里面。
在保温层外侧再设保护墙,可以是120毫米砖墙,或是瓦楞铁皮,或夹筋聚苯乙烯泡沫塑料板上直接抹水泥砂浆保护层。
还要注意两个方面的问题:一是砌筑砂浆的和易性要好,以保证灰缝中砂浆的饱满程度,防止墙体部位的冷风渗透。
二是加强传热异常部位的保温措施。
(3)集热蓄热墙。
集热蓄热墙是由蓄热性能好的砼、砖或盛水容器构成。
做法是将其外表涂成黑色或深色然后在它的外侧离墙体外100毫米处加装一道密闭的透明盖层(寒冷地区应为两层),形成一个空气夹层,在集热墙的上下端各开一个小通风口通人室内,当太阳光透过盖层照射在集热墙上时,空气夹层内的空气变热而上升,通过上下两端通风口与室内空气进行自然循环,经过循环往复,室温即可逐渐得到提高,因而达到采暖的目的,如果在原有的集热蓄热墙基础上,加装翅片式、平板式或波形板式铁(铝)制吸热体,会使这种改进的集热蓄热墙效率大大提高。
被动式太阳能建筑太阳能建筑的工作原理和特点1、被动式太阳房被动式太阳房最基本的工作机理是所谓“温室效应”。
被动式太阳房的外围护结构应具有较大的热阻,室内要有足够的重质材料,如砖石、混凝土,以保持房屋有良好的蓄热性能。
按采集太阳能的方式区分,被动太阳房可以分为以下几类:(1)直接受益式冬天阳光通过较大面积的南向玻璃窗,直接照射至室内的地面墙壁和家俱上,使其吸收大部分热量,因而温度升高。
所吸收的太阳能,一部分以辐射、对流方式在室内空间传递,一部分导入蓄热体内,然后逐渐释放出热量,使房间在晚上和阴天也能保持一定温度。
采用这种方式的太阳房,由于南窗面积较大,应配置保温窗帘,并要求窗扇的密封性能良好,以减少通过窗的热损失。
窗应设置遮阳板,以遮挡夏季阳光进入室内。
(2)集热蓄热墙式这种太阳房主要是利用南向垂直集热蓄热墙吸收穿过玻璃采光面的阳光,通过传导、辐射及对流,把热量送至室内。
椅的外表面涂成黑色或某种深色,以便有效地吸收阳光。
集热蓄热堵的形式有:实体式集热蓄热墙,花格式集热蓄热墙,水墙式集热蓄热墙,相变材料集热蓄热墙,快速集热墙等。
(3)附加阳光间式阳光间附建在房屋南侧,其围护结构全部或部分由玻璃等透光材料构成。
与房间之间的公共墙上开有门、窗等孔洞。
阳光间得到阳光照射被加热,其内部温度始终高于外环境温度。
所以既可以在白天通过对流经曲’刁、窗供给房间以太阳热能,又可在夜间作为缓冲区,减少房间热损失。
(4)屋顶他式屋顶池式太阳房兼有冬季采暖和夏季降温两种功能,适合冬季不属寒冷,而夏季较热的地区。
用装满水的密封塑料袋作为储热体,置于屋顶顶棚之上,其上设置可水平推拉开闭的保温盖板。
冬季白天晴天时,将保温板敞开,让水袋充分吸收太阳辐射热,水袋所储热量,通过辐射和对流传至下面房间。
夜间则关闭保温板,阻止向外的热损失。
夏季保温盖板启闭情况则与冬季相反。
白天关闭保温盖板,隔绝阳光及室外热空气,同时用较凉的水袋吸收下面房间的热量,使室温下降;夜晚则打开保温盖板,让水袋冷却。