被动式太阳房的设计
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被动式太阳能建筑一体化设计策略分析被动式太阳能建筑一体化设计策略是指在建筑环境设计中,充分利用太阳能的热量和光线,通过合理的建筑布局、朝向和结构设计,尽可能地减少对传统能源的依赖。
其原理主要包括以下几个方面:1. 最大限度地利用太阳能被动式太阳能建筑一体化设计策略的首要目标是最大限度地利用太阳能资源,减少对非可再生能源的依赖。
通过合理的建筑朝向、开窗面积和布局设计,使建筑能够在冬季充分吸收太阳的热量,而在夏季则能够减少太阳直射进入建筑内部,从而实现建筑内部温度的调节,减少空调和供暖系统的使用。
2. 优化建筑传热特性被动式太阳能建筑一体化设计策略还包括对建筑传热特性的优化设计。
通过合理的保温和隔热工艺,减少建筑本身对外界温度的依赖,提高建筑的隔热性能,从而减少建筑的能耗。
3. 结合自然通风和采光设计在被动式太阳能建筑一体化设计中,自然通风和采光设计也是至关重要的一环。
合理设计建筑的通风和采光系统,能够有效地减少建筑内部对人工通风和照明设备的依赖,降低建筑的能耗。
关键技术被动式太阳能建筑一体化设计策略涉及多方面的关键技术,其中包括建筑布局设计、建筑结构设计、材料选择、采光和通风设计等。
以下是其中一些关键技术的简要介绍:1. 建筑布局设计建筑布局设计是被动式太阳能建筑一体化设计的首要环节。
合理的建筑布局能够充分利用太阳能资源,最大限度地减少建筑对传统能源的依赖。
还能够通过建筑布局设计使建筑在不同季节充分利用自然通风和采光资源,降低能耗。
2. 建筑结构设计建筑结构设计是实现太阳能 passivhaus 被动房的关键。
合理的建筑结构设计能够实现建筑在冬季充分吸收太阳的热量,而在夏季则能够减少太阳直射进入建筑内部,从而实现建筑内部温度的调节。
3. 材料选择在被动式太阳能建筑一体化设计中,材料的选择也是至关重要的。
选择具有良好隔热、保温性能的建筑材料,能够有效地降低建筑的能耗。
还能够选择具有较高的太阳能吸收和利用率的材料,进一步提高建筑的能源利用效率。
被动式太阳能建筑一体化设计策略分析随着人们对可持续发展和环境保护意识的增强,被动式太阳能建筑设计成为当今建筑设计界的一个热门话题。
被动式太阳能建筑一体化设计是指通过利用建筑本身的结构、材料和布局等因素,在不需要外部能源输入的情况下,最大限度地利用太阳能,降低建筑能耗,提高室内舒适度。
本文将从设计策略的角度,对被动式太阳能建筑一体化设计进行分析。
被动式太阳能建筑一体化设计需要充分考虑建筑的朝向和布局。
在设计阶段,要根据建筑的地理位置和周围环境,合理确定建筑的朝向,以便最大限度地利用太阳能资源。
建筑的布局也要遵循被动式太阳能建筑设计原则,比如合理设置采光窗、避免遮挡和受阴等,以便充分利用自然光和热量,减少对外部能源的依赖。
材料选择是被动式太阳能建筑一体化设计中非常重要的一环。
建筑的外墙、屋顶和窗户等材料的选择,直接影响着建筑对太阳能的利用效率。
在材料选择上,要注重材料的保温和隔热性能,以便减少能耗,提高建筑的节能性能。
还要考虑材料的光透性和透气性,以便合理控制建筑内部的热量和通风,提高室内的舒适度。
在建筑的设计中,要充分考虑被动式太阳能技术的应用。
在建筑中合理设置遮阳设施和太阳能光伏板等装置,以便最大限度地利用太阳能资源。
还可以通过调整建筑的布局和设计通风系统等措施,以便实现建筑内部空间的自然通风,减少空调系统的使用,降低能耗。
这些被动式太阳能技术的应用,不仅可以提高建筑的节能性能,还可以改善建筑内部的舒适度,提高人们的生活质量。
被动式太阳能建筑一体化设计还需要充分考虑建筑的维护和管理。
在建筑的设计中,要合理设置建筑的维护通道和设备,以便日后对建筑的维护和管理。
还要考虑建筑的自动化管理系统和建筑的智能化设备,以便实现对建筑的自动控制和管理,提高建筑的运行效率,进一步降低能耗。
被动式太阳能建筑一体化设计需要与当地的气候和环境相结合。
在设计过程中,要根据当地的气候特点和环境条件,合理调整建筑的朝向和布局,以便最大限度地利用太阳能资源,同时减少对外部能源的依赖。
被动式太阳能建筑一体化设计策略分析
被动式太阳能建筑一体化设计是指在建筑设计中充分利用太阳能资源,通过优化建筑
形态、材料选择、建筑组织布局等方式,在保证建筑舒适性的前提下,最大限度地利用太
阳能资源,实现建筑节能、环保的目的。
本文将探讨被动式太阳能建筑一体化设计策略。
一、太阳光照条件的分析
太阳光照条件是被动式太阳能建筑一体化设计的基础,其包括太阳辐射强度、太阳光
照角度、地表反射等因素。
建筑师需要充分了解当地的太阳光照条件,以便优化建筑形态、布局和材料选择等方面的设计。
二、建筑形态的设计
建筑形态是被动式太阳能建筑一体化设计的重要因素之一。
建筑师需要根据当地的太
阳光照条件设计建筑形态,以最大限度地利用太阳能资源。
建筑的南、东、西立面应采用
不同的形态设计,以充分利用太阳能。
例如,在温带地区,南立面应采用大面积的窗户设计,以便在冬季充分利用太阳能。
同时,南立面应该凸出或采用倾斜的设计,以便增加太
阳辐射面积。
东、西立面应采用相对封闭的形态设计,以避免过多的太阳辐射进入室内,
从而减少建筑内部的温度变化。
三、材料的选择
材料的选择也是被动式太阳能建筑一体化设计的重要因素之一。
建筑师需要选择能够
充分利用太阳能的材料,例如,建筑外墙应选用具有良好的隔热性能的材料,如保温材料、夹层玻璃等,以便减少室内温度的变化。
建筑屋顶应选用具有较好吸收太阳辐射的材料,
如黑色防水卷材等,以便充分利用太阳能资源。
四、建筑组织布局。
本科毕业论文---被动式太阳房设计目录摘要 (3)第一章引言 (4)第二章被动式太阳房设计原理 (5)第三章被动式太阳房的分类及设计要点 (6)3.1被动式太阳房的分类 (6)3.2被动式太阳房的设计要点 (7)第四章新余基本气象及地理情况 (9)第五章太阳房方向角的选取 (10)5.1 太阳房的朝向 (11)5.2太阳房的日照间距及环境优化 (11)第六章太阳房材料的选择 (12)6.1太阳房的图纸选取 (12)6.2太阳房围护材料的选取 (17)6.3太阳房遮阳材料的选取 (18)6.4太阳房地面材料的选取 (20)6.5太阳房密封材料的选取 (20)6.6太阳房的总预算 (21)参考文献 (22)心得体会 (23)被动式太阳房设计摘要:被动式太阳房是一种简单、经济、有效地利用太阳能采暖的建筑,具有效果好、造价低、易维护等特点,目前在我国应用较广。
本文阐述了被动式太阳房的设计特点和在我国的发展概况;同时指出被动式太阳房存在的缺陷并提出将来的发展前景。
被动式太阳房具有集热、蓄热、保温等功能,冬暖夏凉,在无辅助热源的情况下,被动式太阳房比普通住房冬季可提高室内温度8℃以上,室内外温差达到15℃;夏季可降低室温2℃—3℃,既节柴又卫生,造价仅增加10%—15%,且能收到很好的节能保温效果。
因其造价低廉、构造简单、管理方便、不需要动力,深受人们的欢迎。
关键词:被动式太阳房;设计;发展;无辅助第1章引言太阳能是一种巨大、清洁、便宜的能源,是人类生存的地球上可再生能源的源泉,人人都能分享,是极具开发价值的能源。
太阳能有着巨大的辐射能量,地球每年接收的太阳辐射能量估算有60亿KW。
研究和发展太阳能的利用是未来人类生存和发展之必要,尤其是对住宅采暖、供给热水有着广阔前景,把太阳能作为替代矿物燃料是可持续发展的首要战略目标。
有大面积玻璃外窗(或称玻璃幕墙)的被动式太阳房可减少采暖耗热量和照明耗电,在视觉上增大了室内面积,外观上立面简洁、漂亮,近年来在我国应用渐多,值得关注。
被动式太阳房热工设计手册被动式太阳房是一种利用自然光和太阳能来实现舒适室内温度的建筑设计方式。
被动式太阳房的热工设计涉及建筑结构、材料选择、采光照明、通风换气等方面,通过科学的设计理念和方法,有效利用太阳能资源,实现室内温度的控制与调节,提高室内舒适度,降低能耗,达到节能环保的目的。
一、被动式太阳房基本原理被动式太阳房的热工设计是基于一些基本的物理原理来实现的。
太阳光是被动式太阳房的主要能源,通过合理的设计和布局,可以最大程度地利用太阳辐射能量,将其转化为室内热能,从而减少对其他能源的依赖。
基本原理包括:1. 太阳辐射原理:太阳光能够穿透玻璃进入室内,并被室内物体吸收,转化为热能。
2. 热传导原理:室内吸收的太阳能会转化为热能,传导到室内环境中,提高室内温度。
3. 室内空气流动原理:合理布局通风口、出风口等,利用自然气流,促进室内空气对流,达到室内温度和湿度的调节。
二、被动式太阳房热工设计要点1. 建筑结构设计:被动式太阳房的建筑结构应设计合理,利用适当的材料和形状,实现室内太阳能的最大化吸收和储存。
墙体、屋顶、地面等应具备良好的隔热和保温性能,以减少室内热量的散失。
2. 材料选择:在被动式太阳房设计中,应选择适宜的材料来实现良好的热传导和保温效果。
选择具有较高透光率和热传导率的玻璃材料,确保室内足够的采光并最大程度地吸收太阳能。
3. 采光照明设计:通过合理的窗户和天窗布局,最大限度地利用自然光,减少室内照明的使用,降低能耗。
4. 通风系统设计:被动式太阳房需要合理设计室内通风系统,促进室内空气流动,保持室内空气清新和舒适,避免过度依赖机械通风系统。
三、被动式太阳房热工设计实施步骤1. 布局规划:首先进行室内布局规划,确定采光照明区域、休息区域、活动区域等,合理布局各个功能区域,确保太阳能能够充分覆盖到每个区域。
2. 结构设计:根据室内布局规划,设计合理的墙体结构、窗户和天窗布局,保证恰到好处的采光和通风效果。
建筑节能施工方案被动式太阳能建筑设计与施工建筑节能施工方案:被动式太阳能建筑设计与施工随着环保意识的提升,建筑节能技术成为当前建筑设计与施工中的重要方向。
被动式太阳能建筑设计与施工是一种有效的节能策略,通过合理利用太阳能资源,最大限度地减少能源消耗,实现建筑能源效益的最优化。
本文将介绍被动式太阳能建筑设计与施工的原理和实施步骤,以期为相关行业提供参考和指导。
一、被动式太阳能建筑设计的原理被动式太阳能建筑设计以利用太阳能为基础,通过合理的建筑布局、建筑构造和材料选用,最大程度地调节建筑内外环境,从而实现能源的节约和利用。
其原理主要包括以下几个方面:1. 太阳辐射利用:合理利用建筑的朝向和开窗设计,最大程度地获取太阳辐射能量,实现室内采光和自然采暖。
2. 能量调节:通过选用适宜的建筑材料和隔热保温技术,减少能量的传导和损失,保持室内温度稳定。
3. 自然通风:通过设计合理的通风系统,利用自然气流实现室内空气的流通和冷热空气的交换,降低空调使用频率。
4. 雨水收集:利用建筑屋顶和排水系统,收集雨水用于植物灌溉和生活用水,降低对市政供水的需求。
二、被动式太阳能建筑设计与施工的步骤1. 制定设计方案:根据建筑需求和环境条件,确定合适的建筑朝向、开窗设计和采光方式,考虑建筑外观和整体效果。
2. 选用合适的材料:选择具有优良隔热保温性能的材料,如高效玻璃、保温板等,减少能源的损耗。
3. 设计通风系统:根据建筑的功能和使用需求,设计合理的自然通风系统,考虑到空气流通和室内温度控制。
4. 结构优化:通过结构设计和施工工艺的优化,减少能量的传导和损失,提高建筑的节能性能。
5. 安装太阳能设施:根据建筑设计方案,安装太阳能采集器、储能设备和利用设备,实现对太阳能的收集和利用。
6. 系统监测与调整:建成后,对建筑节能系统进行监测和调整,确保其正常运行和节能效果。
三、被动式太阳能建筑设计与施工的应用案例1. 绿色住宅小区:在住宅小区的规划和建设中,采用被动式太阳能建筑设计与施工技术,实现低耗能、高舒适度的居住环境。
浅析被动式太阳能建筑的设计理论与应用实践
被动式太阳能建筑是指在建筑设计中充分利用太阳能资源,并通过科学合理的建筑设计、结构布局和材料选择等方式,实现能源高效利用和环境友好。
下面将对被动式太阳能
建筑的设计理论和应用实践进行浅析。
被动式太阳能建筑的设计理论主要包括以下几个方面:
1. 太阳能收集:被动式太阳能建筑通过设计合理的建筑朝向、窗户布局和遮阳装置等,最大程度地利用太阳能资源。
在寒冷地区可以增加南向窗户的数量,便于室内阳光的
进入和热量的积累;在炎热地区可以设置外遮阳装置,有效控制室内温度。
2. 建筑保温:通过墙体、屋顶和地板的绝热设计和隔热材料的选择,减少热能的散失,提高建筑的保温性能。
在墙体和屋顶使用保温材料,减少传热损失;在地板上使用地
暖系统,提高室内舒适度。
3. 自然通风:通过设计合理的通风系统,利用气流对建筑进行换气和降温。
在建筑
中设置通风口,利用自然气流实现室内新风的供应和室内湿气的排放。
4. 热负荷管理:通过合理的建筑围护结构和建筑材料选择,减少建筑的热负荷。
使
用高反射率的外墙材料,减少太阳辐射对建筑的热影响;在夏季使用隔热窗户,减少室内
热量的积累。
应用实践方面,被动式太阳能建筑已经有了一些成功的案例。
德国弗莱堡的太阳能屋
项目,该建筑采用了大面积的南向窗户和外遮阳装置,使得室内阳光充足,室内温度稳定。
美国加利福尼亚州的佩蒙特绿色学校也采用了被动式太阳能建筑设计,通过合理的通风系
统和隔热材料,实现了室内舒适度的提高和热能的更好利用。
浅谈被动式太阳房在新农村建设应用中的设计要点一、位置和朝向的选择在新农村建设中,被动式太阳房的位置和朝向选择至关重要。
首先要考虑太阳的光照和温度变化,因此应选择朝向良好的位置,以便能够充分利用太阳能。
一般来说,被动式太阳房最好朝向南方,这样可以充分接受太阳的辐射,提高温室效果。
而且,被动式太阳房建筑的位置也需要尽量远离高墙或者高树等遮挡物,以免阻碍太阳的照射。
二、建筑形式和结构设计被动式太阳房的建筑形式和结构设计需要考虑到整体的热量和气流的流通情况。
建筑形式可以选择较大的玻璃窗或者透明的玻璃材料来增加太阳的辐射和温室效果。
结构设计上也要考虑到建筑的保温性能,选用合适的保温材料和墙体结构,以保证在夜间夜间能有效地保持室内温度。
还需要合理设计通风和遮阳装置,以保证室内气流的良好流通和有效的避阳。
三、室内布局和功能设计被动式太阳房的室内布局和功能设计也是新农村建设中需要重点考虑的问题。
首先是要考虑到室内布局的合理性,根据房屋朝向和室内使用功能布置合理的生活区域和功能区域。
在布置室内家具和装饰时也要注意选择对于室内温度和光照受益较大的家具和装饰,以增强室内的温室效果。
四、绿色环保和可持续发展设计在新农村建设中,被动式太阳房的设计要点还包括绿色环保和可持续发展等因素。
在建筑材料和装饰材料的选择上,应尽量选用环保材料和新型节能材料,以减少建筑对于环境的影响。
在室内设计上,要注重节能和环保,比如合理利用太阳能供暖和照明,利用自然通风等,减少对于传统能源的依赖。
五、地域特色和文化传承新农村建设中被动式太阳房的设计要点还需考虑到地域特色和文化传承。
不同地区有着不同的气候环境和文化传统,设计要根据当地的具体情况,充分考虑当地的气候特点和传统文化,结合被动式太阳房的设计,以满足农村居民对于舒适和美好生活的需求。
被动式太阳房在新农村建设中的设计要点涉及到建筑位置和朝向选择、建筑形式和结构设计、室内布局和功能设计、绿色环保和可持续发展设计以及地域特色和文化传承等诸多方面,需要多方面的考量和综合考虑。
被动式太阳房的设计摘要:被动式太阳房是太阳能建筑的一项内容,太阳能建筑又是太阳能热利用的一种形式,也是一种新型节能建筑,具有节约常规能源、改善居住环境、减轻环境污染等优点。
关键词:被动式太阳房;建筑节能;建筑供暖Abstract: the passive solar room is a solar building content, solar building solar thermal utilization is a kind of form, is also a kind of new energy-saving building, with saving energy, improving conventional living environment, reducing environmental pollution, etc.Keywords: passive solar houses; Building energy efficiency; Building heating1、被动式太阳房的定义被动式太阳房的定义该是:利用太阳辐射能替代部分常规能源,使环境温度达到一定的使用要求的建筑物。
如冬季利用太阳能采暖的称为“太阳暖房”,夏季利用太阳能降温和制冷的称作“太阳冷房”。
2、被动式太阳房的分类被动式太阳房型式有多种多样,分类方法也有不同;目前通用的有四种分类法。
(1)按传热过程可分为三种。
①直接受益式在北半球阳光通过南窗玻璃直接进入被采暖的房间,被室内地板、墙壁、家具等吸收后转变为热,给房间供暖,称为直接受益式太阳房。
②间接受益式阳光不直接进入被采暖的房间,而是通过墙体热传导和热空气循环对流将太阳热能送人被采暖的房间。
③隔断式采暖太阳热只通过传热介质(空气或水)的热循环进入被采暖的房间。
(2)按集热——蓄热系统的不同分为下列五种。
①蓄热墙式蓄热墙放在玻璃窗后面,蓄热墙的材料可用混凝土、水墙或相变材料。
被动式太阳能建筑一体化设计策略分析太阳能建筑一体化是一种可持续性建筑设计策略,通过最大限度地利用太阳能资源来满足建筑能源需求,以减少对传统能源的依赖。
被动式太阳能建筑一体化设计策略是指通过建筑的被动技术和设计元素来最大程度地利用太阳能资源,而不依赖于主动技术如太阳能电池板或太阳能热水器等设备。
本文将分析被动式太阳能建筑一体化设计策略的优点和应用。
被动式太阳能建筑一体化设计策略的首要目标是实现建筑内部的舒适性,通过最大程度地减少或消除对冷暖设备的需求来降低能源消耗。
以下是一些常见的被动式太阳能建筑一体化设计策略:1. 方位和布局:建筑的方位和布局应充分考虑到太阳能的利用。
在北半球,建筑应朝南设计,以最大程度地接收太阳光。
这可以通过调整建筑的朝向,或采用错开的建筑布局来实现。
2. 平衡采光和隔热:在建筑设计中,应通过合理的采光和隔热措施来实现室内舒适度的最大化。
通过选择适当的窗户类型和位置,可以最大限度地利用自然采光,并控制阳光的过热。
使用隔热材料和技术,如保温材料和双层玻璃,可以减少冷热传导,提高建筑的能源效率。
3. 被动式太阳能供暖和通风:被动式太阳能供暖和通风是利用太阳能来提供建筑内部热量和空气流动的方法。
通过设计合适的窗户和通风口位置,可以实现自然通风和太阳能供暖,使建筑内部保持舒适温度。
4. 生物气候设计:生物气候设计是结合地理气候条件和自然资源的设计方法,以创造舒适宜人的室内外环境。
通过合理的庭院和绿化设计,可以减少夏季阳光的照射,并提供额外的阴凉和空气净化。
被动式太阳能建筑一体化设计策略的优点在于降低了建筑运营的能源成本和环境影响。
相较于传统建筑,被动式太阳能建筑可以大幅度减少对外部能源的依赖,从而减少温室气体排放和环境污染。
被动技术不需要耗电设备或复杂的维护,操作和管理成本也相对较低。
尽管被动式太阳能建筑一体化设计策略有许多优点,但也面临一些挑战。
其中最大的挑战是设计和实施的复杂性。
被动式太阳房的设计
摘要:被动式太阳房是太阳能建筑的一项内容,太阳能建筑又是太阳能热利用的一种形式,也是一种新型节能建筑,具有节约常规能源、改善居住环境、减轻环境污染等优点。
关键词:被动式太阳房;建筑节能;建筑供暖
Abstract: the passive solar room is a solar building content, solar building solar thermal utilization is a kind of form, is also a kind of new energy-saving building, with saving energy, improving conventional living environment, reducing environmental pollution, etc.
Keywords: passive solar houses; Building energy efficiency; Building heating
1、被动式太阳房的定义
被动式太阳房的定义该是:利用太阳辐射能替代部分常规能源,使环境温度达到一定的使用要求的建筑物。
如冬季利用太阳能采暖的称为“太阳暖房”,夏季利用太阳能降温和制冷的称作“太阳冷房”。
2、被动式太阳房的分类
被动式太阳房型式有多种多样,分类方法也有不同;目前通用的有四种分类法。
(1)按传热过程可分为三种。
①直接受益式在北半球阳光通过南窗玻璃直接进入被采暖的房间,被室内地板、墙壁、家具等吸收后转变为热,给房间供暖,称为直接受益式太阳房。
②间接受益式阳光不直接进入被采暖的房间,而是通过墙体热传导和热空气循环对流将太阳热能送人被采暖的房间。
③隔断式采暖太阳热只通过传热介质(空气或水)的热循环进入被采暖的房间。
(2)按集热——蓄热系统的不同分为下列五种。
①蓄热墙式蓄热墙放在玻璃窗后面,蓄热墙的材料可用混凝土、水墙或相变材料。
②集热蓄热墙又称特朗勃墙,在南墙上除窗以外的墙面上覆盖玻璃,墙表面涂成黑色,在墙的上、下留有通风口,以使热风自然对流循环,把热换到室
内。
南墙表面的温度在阳光照射时可达60~70℃。
一部分热量通过热传导把热量传送到墙的内表面,然后以辐射和对流的形式向室内供热;另一部分热量把玻璃罩与墙体间夹层内的空气加热,热空气由于密度变小而上升,由墙体上部分的风口向室内供热。
室内冷空气由墙体下风口进入墙外的夹层,再由太阳加热进入室内,如此反复循环,向室内供热。
③附加阳光间式这种形式是集热蓄热墙形式的发展,即将玻璃与墙之间的夹层放宽,形成一个可以使用的空间,称为附加阳光间或称附加温室。
附加阳光间与房间之间的关系比较灵活,既可用砖石墙间隔,也可用落地窗分开。
阳光间白天可向室内供热,晚间可作房间保温层。
④屋顶浅池式这种形式是在屋顶修浅水池,利用水池集热蓄热,而后通过屋顶极向室内传热,这种形式仅适用单层房屋。
⑤自然循环式集热部件(空气或水)与采暖房间分开,与特朗勃墙有些相似,这种方式对南山坡上的房屋比较适用。
(3)根据被动式太阳房的功能而分为“太阳暖房”、“太阳冷房”和“太阳能空调房”等。
被动式太阳房是与主动式太阳房相对而言的。
太阳能向室内传递不用任何机械动力,不需要专门的蓄热器、热交换器、水泵(或风机)等设备,而是完全由自然的方式(经由辐射、传导和自然对流)进行。
为了与主动式太阳房相区别,人们称之为“被动式太阳房”,或简称为“被动房”。
从太阳能热利用的角度被动太阳能供暖系统又可分为五种类型。
a.直接受益式(Direct gain):利用南墙直接照射的太阳房
b.集热蓄热墙式(Trombe wall):利用南墙进行集热蓄热
c.综合式(Synthesize):即温室和前两种相结合的方式d.屋顶集热蓄热式(Thermal storage roofs):利用屋顶进行集热蓄热
e.热虹吸式,又称对流环路式(Convective loops):利用热虹吸作用进行加热循环
3、被动式太阳房的基本结构
被动式太阳房既然是房屋建筑发展的继续,因此被动式太阳房的组成也和普通房屋一样,由屋盖、围护结构(墙或板)、地面、采光部件、保温系统等部件组成,只是在被动式太阳房中防热御寒所用的能源来自太阳。
房屋的各种部件具有双重功能,如窗户在普通房屋中是采光部件,在被动式太阳房中兼有集热作用;墙体是围护部件,在被动式太阳房中兼有蓄热保温、调节室内温度波动的作用;
屋顶既有防寒保温作用,同时也兼有吸热集热作用;地面同时兼有蓄热作用。
由于被动式太阳房是集热、蓄热、耗热的综合体,所以它的基本组成系统还应具备“收集”太阳能部件,然后把收集到的热量“储存”、“积蓄”起来,以备使用;再把这些热量进行“分配”使用。
当储存的热量不够用时,还要增加“辅助”热量来补充。
这些最基本的部分灵活运用于不同的建筑设计中,这些基本结构组成部分包括以下几方面。
(1)太阳能集热器集热器的作用就是收集太阳的热量。
主要有两种:①利用建筑物本身作集热器,如南向窗户、加玻璃罩的集热墙、玻璃温室等;②集热器位于南墙上,它是附加于建筑物上,并独立于建筑物的构件。
为什么被动式太阳房的集热件都采用玻璃罩呢?这是因为玻璃有一种特性,它能通过短波(太阳辐射热)而不能透过长波(常温和低温物体表面热辐射),一旦太阳的辐射热透过玻璃并被此空间的材料吸收,由这些材料再次辐射而产生的热能就不会通过玻璃返回到外面,这种获取热量的过程叫做“温室效应”(或称热箱原理)。
在阳光充足的白天,南向大窗可透过阳光,使阳光照射到地板、墙壁上,它们由此吸收了热量,玻璃窗就形成了”温室效应” 。
(2)蓄热体蓄热也是太阳能热利用的关键问题,加强建筑物的蓄热性能是改善被动式太阳房热工性能的重要措施之一,当有日照时,如果房间蓄热性能好(即热容量大),则吸热体可以多吸收和储存一部分多余的太阳热;在无日照时,它又能逐渐地向室内放出热量,因而大大减小室温的波动,同时由于降低了室内平均温度,所以也减少了向室外的散热。
根据日本曾对较寒冷的札幌(北纬43°)地区一所住宅进行模型模拟计算的结果,由于混凝土蓄热性优于木材,所以采用混凝土地板时,室内的温度波动比采用木地板时要小得多,同时由于前者的平均室温低,所以需要的辅助热能亦减少。
蓄热体可分为两类:
①利用热容量随着温度变化而变化的显热材料,如水、石子、混凝土等;
②利用其熔解热(凝固热)以及其熔点前后显热的潜热类材料,如芒硝或冰等。
蓄热体应用于太阳能采暖中,应具有下列特性:
①蓄热成本低(包括蓄热材料和储存容器);
②单位容积的蓄热量大;
③化学性能稳定、无毒、无操作危险,废弃时不会造成公害;
④对储存容器无腐蚀作用;
⑤资源丰富,可就地取材;
⑥容易吸热和放热。
(3)分配系统在主动式太阳房中,分配系统是将集热器收集的热量用热水或热空气,通过管道、散热器、地下盘管等传递到采暖房间。
而被动式太阳房一般不需要专设分配系统,建筑的墙、地面、天棚等构件储存的热量,以辐射、对流和传导的方式直接传递到采暖房间,自然循环式被动式太阳房则需要风道或水管传送热量。
(4)辅助加热设施这是被动式太阳房不可缺少的组成部分之一,因为被动式太阳房的太阳能保证率不可能达到100%(因为这样也很不经济),所以不仅在连阴天下雪期间,就是正常情况下,为保证室内的设计温度,也需要辅助热源。
一般可利用的热源种类很多,如柴油、煤油、煤气、煤炭和电热暖风机等都可作为辅助采暖的能源。
参考文献:
[1] 柳孝图著,建筑物理,中国建筑工业出版社
[2] [美]丹尼尔-D-希拉著,薛一冰管振忠等译,太阳能建筑——被动式采暖和降温,中国建筑工业出版社。