被动式太阳能采暖建筑的优化设计技术
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
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。
建筑设计中的被动式节能技术
建筑设计中的被动式节能技术现如今,世界各地都在积极推广绿色环保理念,其中被动式节能技术在建筑设计领域中发挥着至关重要的作用。
被动式节能技术指的是通过合理的设计和建筑材料的选择,降低建筑物使用能源的需求。
本文将探讨建筑设计中的被动式节能技术,并给出相应的解决方案。
一、保温材料的选择保温材料在建筑设计中起着至关重要的作用,它们可以有效地减少建筑物内外热量的传递。
目前市场上有各种不同类型的保温材料可供选择,如聚苯板、矿棉板、岩棉板等。
选择合适的保温材料可以将热量传递降至最低,从而减少能源消耗。
二、建筑朝向和窗户设计建筑朝向和窗户设计对室内采光和通风起着重要作用。
在南半球,应尽量将建筑物的主要窗户朝向北面,以减少室内夏季的阳光照射。
在北半球,则可以将主要窗户朝南面,利用阳光进行室内采暖。
此外,合理的窗户设计也可实现室内通风的效果,减少空调的使用次数。
三、绿色屋顶和墙体绿色屋顶和墙体是一种常见的被动式节能技术,它们可以减少建筑物对空调和供暖的需求。
绿色屋顶可以起到保温降温的效果,同时还可以吸收雨水,减少排水的压力。
绿色墙体则可以吸收雨水和空气中的有害物质,改善室内空气质量。
四、采光和照明设计合理的采光和照明设计是被动式节能技术的关键。
通过合理设置窗户和天窗,可以最大程度地利用自然光线,减少人工照明的使用。
此外,使用节能灯具和自动感应灯也能进一步降低能源消耗。
五、隔热玻璃和窗帘隔热玻璃和窗帘是被动式节能技术的重要组成部分。
隔热玻璃可以有效地阻挡室内外热量的传递,保持室内温度稳定。
窗帘则可以在夏季降低室内温度,阻挡阳光的直射,减少空调的使用。
六、适度使用建筑自然通风系统建筑自然通风系统是一种低能耗的通风方式,通过合理的设计和建筑结构可以实现自然通风的效果。
这不仅可以减少空调的使用,还可以改善室内空气质量。
总结起来,在建筑设计中应该综合考虑多个被动式节能技术,并根据实际情况选取适当的方案。
被动式节能技术的应用不仅可以减少能源消耗,降低对环境的影响,还能为建筑物提供一个舒适、可持续的环境。
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。
被动式建筑采暖施工方案
被动式建筑采暖施工方案随着社会的发展,人们对建筑环保和能源节约的要求越来越高。
被动式建筑采暖作为一种节能环保的方式,被广泛应用于各类建筑中。
本文将介绍被动式建筑采暖的原理和施工方案。
一、被动式建筑采暖的原理被动式建筑采暖是指利用建筑本身的结构、材料及周围环境条件,采取科学合理的设计和配置方案,最大程度地降低能源消耗,提高室内舒适度的一种采暖方式。
其原理主要包括以下几个方面:1.太阳能利用:充分利用太阳能进行采暖,如采用大面积窗户、阳台和挑空设计,通过太阳辐射来升温。
2.保温材料:选用高效的保温材料,减少外界冷空气的渗透和室内热量的散失。
3.热回收技术:在通风换气和空气净化过程中,将室内排出的热量回收利用,提高能源利用率。
4.地热能利用:通过建筑地下的地热管道,将地热能传导到室内,起到采暖的作用。
二、被动式建筑采暖的施工方案被动式建筑采暖的施工方案是关键性的一环,它将直接影响到建筑的节能效果和使用效果。
下面将介绍几种常见的被动式建筑采暖施工方案:1.保温材料的选用:选择优质的保温材料,如聚苯板、聚氨酯板等,确保保温效果和施工质量。
在施工过程中,保持材料的正常使用温度,避免存在贮存或使用不当的情况。
2.太阳能利用设备的安装:太阳能利用设备是被动式建筑采暖的重要组成部分,其正确安装和连接对实现采暖效果至关重要。
在安装过程中,要注意设备的朝向和角度,确保太阳能的最大捕捉,并保证设备的耐用性和安全性。
3.热回收技术的实施:热回收技术包括热交换器、换气系统等设备的选择和配置。
在施工中,要确保设备的各项功能正常运行,合理布局,使得室内空气质量得到保障,热回收效果最佳。
4.地热能利用系统的建设:地热能利用系统的建设需要合理规划和设计地下的地热管道,确保管道的敷设和连接质量。
在施工中,要注意保护地热管道,避免破损和泄漏,同时加强对地热能的监测和管理。
以上是被动式建筑采暖施工方案的简要介绍。
在实际施工中,建筑业务人员应具备相应的专业知识和技能,严格按照国家相关标准和规范进行施工,确保施工质量和工程安全。
浅析结合被动式太阳能系统的建筑设计
浅析结合被动式太阳能系统的建筑设计摘要:在国家可再生能源战略背景下,对于“节能、环保、生态”已经成为各行业关注议题的今天,建筑学的发展也不免要考虑这些因素。
然而整合设计不到位阻碍了太阳能与建筑一体化的发展。
而被动式太阳能技术的实现更多地依赖建筑本省,并且可以反过来直接影响建筑的形式,同时又具有广泛的适应性和可操作性。
被动式太阳能建筑,是通过建筑朝向和周围环境的合理布置,建筑内部空间和外部形体的巧妙处理,以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,使房屋在冬季能集取、保持、储存、分布太阳热能,从而解决建筑物的采暖问题,并且在夏季也能遮蔽太阳辐射,散逸室内热量,从而使建筑物降温。
本文就是简要分析结合被动式太阳能系统的建筑设计,发展出以被动式技术为内核并且适用于建筑学特点的设计方法。
关键词:设计策略被动式太阳能一体化设计一、被动式太阳能简介1.被动式太阳能技术:是通过建筑朝向和周围环境的合理布置,建筑内部空间和外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,使房屋在冬季解决建筑采暖,夏季遮阳散热。
2.被动式太阳能采暖技术的3大要素为:集热、蓄热和保温。
重质墙(混凝土、石块等)良好的蓄热性能,可以抑制夜间或阴雨天室温的波动。
按太阳能利用的方式进行分类,其形式主要有以下几种:1)直接受益式;2)集热蓄热墙式;3)附加阳光间式;4)组合式等。
3.适应性设计:建筑适应性设计就是从整体观出发,通过不断调整建筑自身构成要素适应客观外部条件的系统行为[1]。
建筑自身的设计及其对周围生态环境的影响,受到所处时空条件的制约。
建筑与周围环境之间存在着随时间变化的相互作用,如四季的变换就体现出时间推移的影响。
建筑通过适应性设计,合理利用环境中的有利因素,改善不利因素,协调内部组成部分保持融洽的动态平衡,使客观条件和内部关系相适应,以达到提高建筑整体功效之目的。
二、被动式太阳能建筑的设计原理1.任何一个建筑都必须建立在对特定地方条件分析与评价的基础上,包括对原有植物状况、建筑肌理、气候和地理因素,有利于环境持续性的各种能源的分布、获取方式及其利用强度和持久性,以及当地限制条件的分析和评价。
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。
建筑学领域中的太阳能被动式房屋设计与优化研究
建筑学领域中的太阳能被动式房屋设计与优化研究在建筑学领域中,太阳能被动式房屋设计是一个重要但又挑战性的课题。
随着环境保护和可持续发展意识的增强,许多建筑师和设计师开始将太阳能利用的概念纳入到房屋设计中,以实现能源效益的最大化。
本文将探讨太阳能被动式房屋设计的原理、优势和优化方法。
太阳能被动式房屋设计利用太阳能的自然特性,使建筑能够更高效地捕获和利用太阳能来满足能源需求。
相比于传统的能源供应系统,太阳能被动式房屋设计具有许多优势。
首先,与太阳能主动系统相比,被动式设计不需要使用电子设备或机械元件,减少了维护和运行成本。
其次,被动式设计可减少对传统能源的依赖,降低能源消耗,从而减少环境污染和碳排放。
此外,太阳能被动式房屋设计还能提供良好的舒适性,改善室内空气质量和热环境。
为了实现太阳能被动式房屋设计的最佳效果,建筑师和设计师需要考虑多个因素。
首先,建筑的朝向和形状应该最大化地利用太阳能。
南向的朝向可使得建筑在冬季获得最多的太阳能辐射,而通过避免直接太阳光照射,可以降低夏季的热量负荷。
其次,建筑的窗户和采光设计也需要考虑太阳能的利用。
合适的窗户尺寸和位置可以最大限度地捕获太阳能,并提供足够的自然采光。
此外,可以通过使用透明或半透明的材料来增加室内光照,并减少对照明的需求。
除了朝向和窗户设计,绝缘和导热材料的选择也是太阳能被动式房屋设计的关键因素。
通过使用高效的绝缘材料,可以减少热量的传导,从而降低能源消耗。
使用导热材料可以更好地控制和调节室内温度,提高舒适性。
此外,使用可再生材料和绿色建材也是太阳能被动式房屋设计的重要方面,以减少环境影响和可持续发展。
在优化太阳能被动式房屋设计时,建筑师和设计师可以采用各种方法来改进能源效率。
一种常见的方法是使用热负荷模型进行建筑能源模拟,以评估建筑的热性能并提供优化方案。
这种模拟可以考虑到太阳能的影响,通过调整窗户和绝缘材料的特性来找到最佳设计。
此外,使用太阳能采暖系统、太阳能热水供应系统和太阳能通风系统等技术也可以进一步增强被动式设计的效果。
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分析一、被动式太阳能建筑一体化设计的原理被动式太阳能建筑一体化设计是指通过合理利用建筑自身的结构、形态、材料等特点,来充分利用太阳辐射和自然通风,减少对传统能源的依赖,提高建筑的能源利用效率。
其主要原理包括日照、遮阳、通风、热传递、储热等方面,下文将结合这些原理对被动式太阳能建筑一体化设计的策略进行详细分析。
二、日照策略日照是被动式太阳能建筑设计的重要考量因素。
合理的日照设计能够将太阳光线引入建筑内部,提供充足的自然采光,减少对电灯的依赖,降低能耗。
采用传统的垂直窗户设计已不足以满足建筑的日照需求,多层立面日照设计逐渐成为主流。
通过利用建筑的屋顶、立面、采光顶、中庭等部分,将太阳能光线引入建筑内部,实现更加充分的照明效果。
三、遮阳策略在夏季高温季节,建筑内部的高温将直接影响到居住和工作的舒适度,而遮阳设计可以有效减少建筑内部的热量。
在建筑立面和屋顶等部位,可以借助遮阳板、遮光帘、翻斗式百叶窗等遮阳设施,降低室内温度,减少空调的使用,提高能源利用效率。
四、通风策略通风是被动式太阳能建筑设计的重要组成部分,通过合理的通风设计,可以有效地调节室内温度,改善室内空气质量。
采用自然通风系统,如开窗、通风塔、中庭等设计,能够有效地利用自然气流,减少对机械通风设备的依赖,降低能源消耗。
五、热传递策略被动式太阳能建筑设计还可以通过合理的热传递设计,有效地利用太阳辐射和自然温度差来满足建筑的供暖和制冷需求。
在建筑结构、材料选择、保温设计等方面,可以采用保温隔热材料、热传递墙、太阳能板等技术手段,减少能耗,提高建筑的节能性能。
六、储热策略在被动式太阳能建筑设计中,储热技术也是一个重要的策略。
通过利用建筑结构、建筑材料、太阳能板等储热设施,将白天吸收的太阳能热量储存起来,用于夜间供热、供冷,提高建筑的能源利用效率。
八、案例分析以德国弗赖堡太阳能实验室为例,该建筑采用了多项被动式太阳能设计策略,如多层立面日照设计、遮阳板、通风塔、保温隔热材料等。
被动式太阳能建筑的防热设计
被动式太阳能建筑的防热设计太阳能建筑的防热设计摘要:太阳能建筑在夏季往往会产生建筑过热现象。
为了减少这种现象对建筑环境的不利影响,太阳能建筑采用了多种降温设计方法。
本文主要就太阳能建筑的:减少建筑自身热量、抑制外部热量的进入、自然通风三个方面探讨太阳能建筑的防热设计。
关键词:自身热量、外部热量、自然通风、其他方式降温正文:对于太阳能建筑而言,在炎热的夏季,太阳能建筑的采暖设计往往会对建筑室内热环境造成不利影响。
因此防止夏季过热有必要对太阳能建筑进行合理的通风降温设计,以营造四季舒适的室内热环境。
通过精心的建筑设计、良好的施工、以及适宜的建筑材料的选择实现太阳能在夏季的降温,大幅减少空调制冷的能耗。
1.减少建筑内热源夏季,室内的部分热源来自于:人体的散热、电气设备的散热、炊事散热、外部热源等。
减少内部热量的产生是太阳能夏季降温的最简单经济方法之一。
1.1照明散热的控制最常见的室内热源是照明工具。
以白炽灯为例光效较低,仅5%~10%的电能转化为光能,其余电量转化为热。
因此,使用高效的节能荧光灯,新型的LED光源都能有效降低室内照明产生的热量。
局部照明的合理利用也是一个降低室内散热的有效途径。
在房间照明使用频率高的区域单独配备照明装置。
使用者可以选择性的打开房间局部的光源,以减少不必要的光源产生的热量。
此外,还要注意充分利用自然光源。
2减少外部热量的传入控制建筑的外部热量和内部热量一样重要。
在夏季,令人不舒适的的热量主要来自室外。
太阳的照射与室外的热空气会增加室内的热量。
2.1减少维护结构的传热量外围护结构传热量是冷负荷的主要组成部分,维护结构的传热包括太阳辐射热量、建筑周围空气与维护结构对流换热以及空气渗透的热量。
2.1.1方位选择和窗口的布置太阳能建筑的朝向需科学选择,既保证冬日得到充分的热能又要防止夏季的过热。
通过当地气候情况,因地制宜的设计。
一般来说,对于北半球的建筑,长边越朝向正南房屋吸收的太阳能辐射热量越大,南半球反之。
零能耗约束下青藏高原民居建筑主被动太阳能组合供暖优化设计研究
零能耗约束下青藏高原民居建筑主被动太阳能组合供暖优化设计研究零能耗约束下青藏高原民居建筑主被动太阳能组合供暖优化设计研究摘要:近年来,随着环境保护意识的提高和能源问题的日益严峻,绿色、低碳的建筑技术应运而生。
在特殊的自然地理环境下,青藏高原民居建筑面临着供暖能耗大、冬季寒冷等问题。
本研究旨在通过主动和被动太阳能供暖系统的组合应用,实现对青藏高原民居建筑能耗的最小化。
首先,我们分析了青藏高原地区的气候特点和民居建筑的能耗情况。
青藏高原地处高海拔地区,冬季气温极低,能耗问题严重。
接着,我们研究了太阳能供暖技术的基本原理和应用情况。
太阳能是一种清洁、可再生的能源,可以有效地解决供暖需求。
然而,单纯地依靠被动太阳能系统在青藏高原地区供暖存在能量收集不足和温度调节困难等问题。
因此,我们提出了主动和被动太阳能供暖系统的组合应用。
接下来,我们详细介绍了主动和被动太阳能供暖系统的设计原理与流程。
主动太阳能供暖系统利用太阳能板收集太阳辐射热能,并通过导热管将热能传递到建筑物内部。
被动太阳能供暖系统则通过合理设计建筑朝向、窗户位置和遮阳措施,最大限度地利用太阳能辐射直接为室内供暖。
我们的优化设计考虑了青藏高原地区的气候特点和民居建筑的结构特点,通过仿真模拟和实地实验,获得了最佳的主动和被动太阳能供暖系统参数和配置方式。
最后,我们进行了能耗对比实验和效果分析。
将传统的供暖方式与主动和被动太阳能供暖系统进行对比,结果显示,在零能耗约束下,主动和被动太阳能供暖系统能够显著减少能耗。
同时,我们还比较了不同气候条件下的系统性能差异,并对优化设计的可行性进行了评估。
综上所述,本研究通过主动和被动太阳能供暖系统的组合应用,针对青藏高原民居建筑的能耗问题进行了优化设计和实验研究。
结果表明,这种组合方式能够在青藏高原地区实现零能耗约束下供暖能耗的最小化。
这对于提升青藏高原地区民居建筑的节能、环保水平具有重要的现实意义。
关键词:零能耗约束;青藏高原;民居建筑;主动太阳能供暖系统;被动太阳能供暖系统;优化设计;能耗对比实通过本研究,我们成功进行了主动和被动太阳能供暖系统的优化设计和实验研究,并在青藏高原地区的民居建筑中应用。
被动式太阳能建筑的设计与优化
被动式太阳能建筑的设计与优化被动式太阳能建筑是一种利用自然光和热能来实现能源节约的建筑设计理念。
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与优化已经成为建筑领域中的热门研究课题。
一、被动式太阳能建筑的定义与原理被动式太阳能建筑是利用建筑本身结构、材料和朝向等因素,最大限度地利用自然光和热能,从而减少对传统能源消耗的一种建筑设计方式。
其原理主要包括合理利用建筑朝向、采用高效隔热材料、优化采光设计、利用自然通风等方面。
通过这些措施,被动式太阳能建筑可以在不消耗额外能源的情况下提供舒适的室内环境。
二、被动式太阳能建筑设计的关键技术及其优化1. 建筑朝向和布局设计建筑的朝向和布局对被动式太阳能利用至关重要。
合理的建筑朝向可以最大程度地利用冬季的阳光,减少取暖能耗;而布局设计则可以通过优化自然通风和采光效果,降低夏季的冷却能耗。
在设计过程中,需要考虑到当地气候条件和环境特点,以实现最佳的能源利用效果。
2. 高效隔热材料的选择建筑材料的隔热性能直接影响着被动式太阳能建筑的节能效果。
选择合适的高效隔热材料可以有效减少建筑内部热量的散失,降低冬季取暖和夏季冷却的能耗。
目前市场上已经出现了许多新型的隔热材料,如保温板、低导热系数玻璃等,这些材料能够在一定程度上提高建筑的节能效果。
3. 采光设计与优化充足的自然采光不仅可以减少照明能耗,还可以改善室内环境的舒适性。
在被动式太阳能建筑的设计过程中,需要合理设计建筑的窗户位置和大小,以实现最佳的采光效果。
同时,还可以利用反光和透光材料来引导和扩散光线,提高室内光照均匀性。
4. 自然通风系统的优化自然通风是被动式太阳能建筑中另一个重要的节能措施。
通过合理设计建筑的通风口和通风路径,可以有效降低室内空气的温度和湿度,减少空调的使用频率。
此外,还可以利用自然通风系统排除室内的有害气体和异味,提高室内空气质量,保障居住者的健康。
三、案例分析:国内外被动式太阳能建筑设计与优化实践1. 国外案例:德国弗赖堡太阳能学院德国弗赖堡太阳能学院是世界上第一座被动式太阳能建筑,建成于1984年。
建筑节能施工方案被动式太阳能利用技术
建筑节能施工方案被动式太阳能利用技术随着全球环境问题的日益突出,减少建筑物能源消耗、提高能源利用效率的需求日益迫切。
被动式太阳能利用技术作为一种绿色、可持续的解决方案,正在被越来越多的建筑师和工程师采用。
本文将讨论建筑节能施工方案中被动式太阳能利用技术的原理、应用和效益。
一、被动式太阳能利用技术的原理被动式太阳能利用技术是通过最大限度地利用太阳光和热量来减少建筑能源需求的一种方法。
其原理是利用建筑的设计和构造来实现太阳光和热量的最优化吸收和利用。
被动式太阳能利用技术主要包括以下几个方面:1. 外部阳光控制:合理设计建筑外墙、窗户和遮阳装置,以最大限度地利用冬季的太阳光和最小化夏季的太阳辐射。
例如,通过增加南向窗户的面积和设置遮阳板、百叶窗等,可实现冬季的太阳辐射直接进入室内,提高室内温度,减少取暖能量消耗。
2. 内部采光:利用透光材料和合理的室内布局,使室内充分利用自然光线,减少人工照明的使用。
通过设计开敞的内部空间和使用底部有透光天花板的阳光井,可以将自然光线传递到建筑深处,提高室内采光水平。
3. 热防护:通过选择适当的建筑材料和优化建筑结构,减少能量传导和热辐射的损失。
例如,利用保温材料、双层玻璃窗和隔热窗帘等措施,可以降低冷热空气的流失,提高室内保温性能。
二、被动式太阳能利用技术的应用被动式太阳能利用技术可以广泛应用于各种类型的建筑物,包括住宅、商业建筑和公共建筑等。
以下是几个典型的应用案例:1. 太阳能绿色住宅:采用被动式太阳能利用技术的绿色住宅,在地理位置、建筑方向和设计结构等方面做出最优化的选择,以最大限度地利用阳光和热量。
通过合理的采光和通风设计,太阳能热水供应系统和太阳能光电系统等,可以显著降低住宅的能源消耗。
2. 商业建筑:被动式太阳能利用技术也可以应用于商业建筑,如办公大楼和购物中心等。
通过合理的建筑设计和外部阳光控制措施,可以降低室内的冷却负荷和照明能量需求。
此外,太阳能光电系统和太阳能空调系统等也可以应用于商业建筑,进一步降低能源消耗。
浅谈被动式太阳能建筑设计策略
浅谈被动式太阳能建筑设计策略.马璐陈卉(郑州市建筑设计院,河南郑州450052),j一。
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4’9,瞒要】本文主要介绍了如何采用被动的太阳能建筑技术来龟I j造一个舒适的室内热环境。
主要从太阳能建筑的保温、采暖、通风和降温等j7手方面来介绍创造一个冬暖夏凉的太阳能建筑的一些技术措施。
,,/,i良.键词】太阳房;采暖;通风;降温+i被动式太阳能建筑是通过建筑朝向和周围环境的合理布局,内部空间和外部形体的巧妙结合,以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,使其在冬季能集取、保持、贮存、分布太阳能,从而解决建筑物的采暖问题;同时夏季又能遮蔽太阳辐射,散逸室内热量,使建筑物降温。
它最简单的原理就是阳光穿过建筑物南向玻璃进入室内,经密实材f-:l-#砖、土坯、混凝土和水等吸收太阳能而转化为热量并对其加以充分合理利用,从而创造—个舒适的室内热环境。
为此,—个成功的太阳能建筑设计必须要做好以下几个方面:1)建筑物的外围护结构绝热效果良好:2)南向要设有足够数量的集热表面,最大限度地争取太阳能源;3)室内布置尽可能多的贮热体,能够尽可能多地贮存热量;4)要主次分明:主要采暖房间紧靠集热表面和贮热体布置,而将次要的、非采暖房间布置在它们的北面和东西两侧:5)要通过环境绿化、遮阳、通风等措施处理好建筑物的夏季降温。
本文将重点介绍太阳能建筑如何从保温、采暖、降温等有关方面来创造—个舒适的室内热环境。
1能量的集取与保持为了获得最大太阳能收益,并把它保持在建筑物内,恰当的朝向、合适的布局和充分的保温都很重要。
1)朝向的选择与太阳房的外形。
设计合理的太阳房,可使冬季里南向房间接收最多的直射阳光。
而在夏季照入室内的直射阳光又最少。
在被动式太阳房中,只有充分利用南向窗、墙获得太阳能才能达到被动式采暖的效果。
被动式太阳房热工设计手册
被动式太阳房热工设计手册引言被动式太阳房是一种利用太阳能实现采暖和节能的建筑形式。
其独特的设计理念和采暖原理使得其在冬季能够利用太阳能实现室内温度的提高,从而减少对传统暖气系统的依赖,达到节能环保的目的。
本手册旨在为太阳房的热工设计提供指导,以确保其能够有效地利用太阳能实现室内温度的调节。
第一部分:被动式太阳房的基本原理被动式太阳房采用的是被动采暖原理,其主要包括以下几个方面:1. 太阳能的利用:太阳能是被动式太阳房采暖的关键。
通过合理设计太阳房的朝向、窗户的尺寸和位置,以确保充分利用太阳能的辐射热量。
2. 热量的储存和释放:太阳能采暖要求夜间和阴雨天也可以维持室内温度。
太阳能被动房需要设计合适的热量储存和释放系统,以供给夜晚和阴雨天使用。
3. 保温隔热:太阳房需要做好保温隔热工作,避免室内热量的流失,并保持室内温度稳定。
第二部分:太阳房热工设计的关键要点1. 合理的朝向和窗户设计:太阳房的朝向和窗户设计是其能否有效利用太阳能的关键。
一般来说,南向或接近南向的朝向是最理想的选择,以便在冬季获得最大程度的光照。
窗户的尺寸和位置也需要经过精心设计,以确保白天充分利用太阳能,夜间减少热量流失。
2. 合理的热量储存和释放系统:太阳能被动房需要设计合适的热量储存和释放系统,以应对夜晚和阴雨天的室内温度调节需求。
常见的储热方式包括热容器、地板浇筑和热储墙等,可以根据具体情况选择合适的方式。
3. 有效的保温隔热设计:太阳房需要做好保温隔热工作,包括外墙、屋顶和地面的保温设计,以防止室内热量的流失。
在太阳房的窗户和门的设计上也需要考虑到保温隔热的问题。
第三部分:太阳房热工设计的实施步骤1. 需求分析与初步设计:首先需要进行需求分析,包括太阳房的朝向、面积、使用功能等。
根据需求进行初步设计,确定太阳房的结构形式、朝向和窗户设计等。
2. 热工计算和模拟:利用相关软件进行太阳房热工计算和模拟,包括日照能量计算、室内温度模拟等,以评估太阳房的热工性能。
建筑被动式太阳能房屋的能源利用优化研究
建筑被动式太阳能房屋的能源利用优化研究太阳能是一种清洁、无限的能源。
传统建筑的高能耗和环境问题已经引起了人们的高度关注。
被动式太阳能房屋由于具有独特的太阳能利用模式和优秀的节能性能,逐渐成为了建筑行业研究的热点之一。
如何在建造被动式太阳能房屋时能够充分利用太阳能资源,对能源的利用进行合理的优化,成为了当前研究的核心问题。
一、建筑被动式太阳能房屋的能源利用被动式太阳能房屋是指利用低技术含量、物理和几何学设计的策略最大化地利用太阳能带来的采暖、采光和通风等自然条件,使建筑能够实现节能的一种房屋建筑方式。
其中,利用太阳辐射做为建筑被动采暖和照明的能源源,完成建筑加热、照明、空调等功能。
被动式太阳能房屋的设计,主要是根据地理、气候、建筑朝向、材料选择等因素来判断清楚,建筑的环境光照度和温度,然后调整和安装房屋朝向、取光口设立、太阳能板和储暖设备等,采纳一定技术手段,使建筑能够充分利用太阳辐射对采光、采暖、通风的影响。
具体方法包括设置优化通风系统、光纤导光采光系统、太阳能储存设备以及利用墙体、地板和屋顶等建筑物体本身来储存和分配太阳能热量。
二、建筑被动式太阳能房屋的能源利用优化(一)建筑被动能源设计优化通过建筑被动能源优化设计,可以将建筑内外环境以及太阳能建筑体系相互衔接,实现饱和性能和被动式太阳能系统的整合。
建筑被动能源优化设计的主要目的,是提高建筑的能源利用率,减少能源消耗,缓解能源短缺。
将太阳能资源最大化地运用到建筑内部,将建筑的热散出量最小化,实现能源循环利用。
同时,要利用好建筑的空间布局,坚持避免影响建筑的微观自然环境,使整个建筑看上去更具有美感和精致感。
(二)建筑太阳能照明设计优化建筑太阳能照明设计优化是一种通过人工和自然光的混合省电方式,利用太阳能的光线来照明。
这种设计方式可以减少能源成本和保持高质量的室内照明,减少对人造光的依赖,从而可以保护眼睛健康和增加人体免疫力。
在建筑中,太阳能照明可以通过采用符合人体视觉照明的原则,选择正确的建筑材料和水晶灯,辅助人工照明。
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。
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分析
近年来,太阳能被广泛应用于建筑领域,被动太阳能建筑一体化设计成为一种重要的设计策略。
被动式太阳能建筑一体化设计通过最大化利用太阳能,最大程度地减少建筑物对大气环境的污染,达到节能、环保的目的。
1. 外墙材料的选择:根据当地气候条件,选择合适的外墙材料,如隔热材料、保温材料、遮阳材料等。
合理选择外墙材料能够有效地减少太阳辐射对建筑物的影响,达到保温降温、避免过度耗能的目的。
2. 智能遮阳系统的应用:智能遮阳系统不能仅提供遮阳功能,还能够通过调整百叶角度和气候数据,实现自动调节室内环境的目的。
这种系统可以最大限度地适应当地气候条件,减少不必要的能源浪费。
3. 冷却系统的设计:被动式太阳能建筑一体化设计还需要考虑冷却系统的设计,确保室内温度可以适应当地气候条件。
利用地下水、夜间自然风、人工湿度等方式可以有效地减少室内温度,保证室内的舒适度和健康。
4. 透明材料的应用:透明材料比传统的建筑材料更具有透光性和保温性。
基于这样的特点,被动式太阳能建筑一体化设计采用了大量的透明材料,包括玻璃、聚碳酸酯和塑料纤维等,提高了太阳光利用率,同时可以起到采光和遮阳的作用。
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分析1. 引言1.1 背景介绍在过去的几十年里,人类对环境资源的过度开采和能源的过度消耗已经导致了严重的环境问题,如全球变暖、气候变化等。
采用被动式太阳能建筑设计来减少建筑的能源消耗,已经成为一种重要的解决方案。
被动式太阳能建筑设计依靠建筑自身的结构和材料来最大化利用太阳能和自然通风,从而减少对传统能源的依赖,达到节能减排的目的。
随着科技的进步和人们对环保和节能的需求不断增加,被动式太阳能建筑设计正在逐渐成为未来建筑发展的主流趋势。
对被动式太阳能建筑一体化设计策略的研究和分析具有十分重要的意义。
本文旨在通过对被动式太阳能建筑一体化设计策略的深入探讨,为建筑设计领域的相关研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨被动式太阳能建筑一体化设计策略,从而实现建筑能源利用的最大化,减少对传统能源的依赖,降低建筑运行成本,提高建筑的舒适性和可持续性。
通过深入研究被动式太阳能建筑设计原理、太阳能利用策略、建筑一体化设计原则以及实际案例分析和效果评估,旨在总结出可行的设计策略并评估其实际效果,为未来被动式太阳能建筑一体化设计提供参考和借鉴。
通过本研究,可以为改善建筑节能环保水平,推动建筑行业向着更加可持续发展的方向迈进提供具体的设计思路和方法。
是本研究的核心内容,通过深入研究和分析可以更好地理解被动式太阳能建筑一体化设计的重要性和价值。
1.3 研究意义被pass。
部分的内容如下:被动式太阳能建筑一体化设计是当前建筑行业的一个热点领域,其在节能减排、提高建筑舒适度和可持续发展等方面具有重要意义。
采用被动式太阳能建筑设计可以有效地减少建筑能耗,降低能源消耗,从而减少二氧化碳等温室气体的排放,有利于保护环境、减缓气候变化。
被动式太阳能建筑设计还可以提高建筑内部的舒适度,减少对传统暖通空调系统的依赖,降低运行成本。
被动式太阳能建筑设计也能够促进建筑行业的创新和发展,推动相关技术和材料的进步。
被动式太阳能住宅建筑设计策略
被动式太阳能住宅建筑设计策略摘要:本文结合当前农村地区乡镇住宅建筑的特点,对现有的成熟的太阳能技术形式进行分析和优化选型,选择适宜乡镇住宅建筑的太阳能技术形式。
关键词:采暖;乡镇住宅;太阳能;气候设计Abstract: combining with the current rural areas, in the villages of residential building characteristics it will analyze and optimize the existing mature solar technology form, and make the proper choice of township residential building solar technology form.Keywords: heating; Rural residential; Solar energy; Climate design1 前言目前,在我国农村地区现存和新建的住宅中应用太阳能技术还不普遍,现状不容乐观,因此,太阳能住宅具有很大的发展潜力,应该以对旧有住宅进行太阳能技术改造和新建太阳能住宅相结合的方式来进行。
本文结合农村地区乡镇住宅建筑的特点,对现有的成熟的太阳能技术形式进行分析和优化选型,选择适宜乡镇住宅建筑的太阳能技术形式。
2太阳能住宅建筑的单体设计策略2.1建筑的体形设计外围护结构表面积S与建筑物体积V的比值(即体形系数)越小,通过表面损失的热量也越小,研究表明,体形系数增大0.01,耗热量指标增加约2.5%。
因此太阳能建筑的体形以正方形或接近正方形的矩形为宜,立面简单,避免凹凸。
对于独立住宅,三开间做成一层为宜,四开间以上做成二层为宜。
2.2建筑的平面设计对于面积不大,房间不多的太阳房常采用平屋顶和坡屋顶。
对于面积大,房间多的太阳房,若东西方向发展受到限制,可从平面组合和温度分区需要出发来控制:太阳房内部布置应根据北冷南暖的温度分区来布置房间。
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层 和多层 )六种房屋类型 , 按太阳房的特殊要
求 ,在建筑方位、集热面布置、层高、进深及平面
布置等关键环节 ,参照多个工程实例提出了优
选方案。
2. 1. 2 集热方式
被动式太阳能 采暖的集热方 式主要有三
种: 直接 受益式、集热蓄热墙式和 附加阳光间
式。我国房屋都采用自然采光 ,利用南窗集热的
直接受益式是太阳房均需设置的集热方式。而
单体集热部件的优化设计参数 ,已编入了 “被动式太阳房热工设计手册” [ 2]。在优化设计 软件包图形库中涉及到的集热部件设计参数 , 均是选择设计手册中推荐的数值。
同时 ,我们对附加阳光间做了进一步的研 究 ,提出了热工设计要点 ,主要有:
①阳光间集热面倾角以 90°为最佳 ; ②东西端墙不宜开窗 ; ③阳光间透光面取建筑结构允许条件下的 最大值 ; ④单纯做为集热部件的阳光间进深不宜大 于 0. 6m,兼做使用空间时可按需要加大 ,但不 宜超过 1. 4m; ⑤阳光间和相邻房间之间公共墙上的门窗 开孔率不宜小于公共墙总面积的 12% ,通常的 开孔率是 25% ~ 50% 。 太阳房综合的优化设计参数 ,则受气象条 件、房屋建设投资额等多项因素的影响 ,需根据 各地区的不同条件分别进行计算。 下面将着重介绍在软件包中集热墙型太阳 房优化设计参数的优化目标及优化项目。 根据有关研究结论 [ 3]: 热价的变化仅对无 增初投资额限制的优化产生影响 ,而我国太阳 房建设的实际情况是将增初投资限制在一定范 围之内。所以 ,我们将优化目标定为: 在一定的 增 初投 资额下 (同类普 通房 屋造 价的 15% ~ 20% ) ,使被动太阳房的年常规能源 (辅助 )采暖 能耗最小。 优化项目即为太阳房的优化设计参数。增 加集热面积或增加围护结构保温都能达到降低 常规采暖能耗的目的。集热墙型太阳房的南向
在理论计算、模拟实验的基础上 ,结合当地实际
条件建造的。经过数年的实测证明 ,这些示范工
程可作为这些地区推广同类建筑的模式。
我 们 收集 、整 理 了 西 北、 东 北、 华 北地 区 使
用效果较好的示范房建筑设计方案 ,进行归类
分析后 ,作为该地区基本设计单元优化设计方
案的基础。并对居住类、校舍类、公共建筑类 (单
1区 25≤ SDM < 30 最佳区 ; 2区 20≤ SDM < 25 次佳区 ; 3区 15≤ SDM < 20 适宜区 ; 4区 12≤ SDM < 15 次适宜区。
按照综合气象因素值 SDM 的大小 , 1区利 用太阳能采暖的条件最好 , 4区最差。为满足被 动式太阳房优化设计软件包中预测房间热性能 功能模块的数据输入要求 ,我们将以上 4个区的 气象参数做成了气象资料数据库。用户只需输 入相应的地区代码 ,即可调出所需地区的气象 数据参加计算。月份为 1、 2、 3、 11、 12月。
( 3) 地面构造形式有: ①保温层材料为焦 渣或干炉渣 ; ②保温层材料为焦渣加铺水泥珍 珠岩。
该模块根据用户选定的围护结构构造形式 和适用于建房地区的围护结构传热系数优化设 计推荐值 ,显示或绘出围护结构的节点构造详 图。
●典型房间热工性能预测模块 (简称模块 6)
该模块包括热工性能计算用气象资料数据 库 ,集热墙和阳光间型太阳房热工性能预测计 算程序及相应的输入输出数据的读取程序。用 户可用此功能模块获取所设计太阳房典型房间 的月、季平均室温及太阳能供暖率和节能率。
被动式采暖太阳房在我国已进入普及推广 阶段。为解决设计施工过程中出现的相关技术 问 题 ,《被动式太 阳能采暖建筑的优化设计技 术》 ,被列入“八五”国家科技攻关计划子课题。 在太阳能资源区划的基础上 ,计算得出不同地 区的优化设计参数。编制完成了太阳房的计算 机辅助设计软件包及被动式太阳能建筑施工操 作要求和验收标准。
为了得出以上优化目标 ,我们编制了优化 计算程序 PSE,其流程图见图 1。框图中 Y代表 墙体、屋顶、地面等的建筑面积单位增造价 ; RG = 窗面积 /南墙面积 ; RT= 集热墙面积 /南墙面 积 ; Dr、 Dw、 Df 分别为屋面、墙体和地面的附加 保温层厚度。
图 1 优化计算程序 PSE流程图
11
集热面由直接受益窗和集热墙两部分组成。集
热墙面积为零时 ,则为直接受益型太阳房。进行 优化设计 ,就是要找出集热部件面积和围护结 构保温之间的最优配比。所以以下参数为优化
项目: ①南向直接受益窗面积 ;②南向集热墙面 积 ; ③外围护结构保温热阻 ,包括外墙、屋顶、地 面。
相应的目标函数为: 太阳房常规能源采暖
年辅助热量 Qa。
f
Qa= EQam m= 1
( 2)
式中 Qam—— 太阳房的常规能源采暖月辅助
热量 ( K J) ;
f —— 实际采暖期月数。
对集热墙型太阳房 , Qam的计算式如下:
Qam = [ ( 1- SHFdm )× Ad+ ( 1- SHFtm )×
At ]× N LC× DDm /As
太阳房优化设计软件包以工程设计数据、 图形库为基础 ,主要由六种模块组成 ,其功能如 下:
●综合设计模块 (简称模块 1) 根据用户输入的初始设计条件 ,模块直接 调用综合气象因素数据库 ,获取包括集热方式、 构造形式、热工设计参数等基本数据。并对用户 选取的太阳房集热方式进行判别 ,最后确定标 准设计方案的类型。 ●典型设计方案模块 (简称模块 2) 将经过优选的建筑设计方案 ,形成工程设 计方案图形库。通过调用方案图形库和用户选 定的建筑应用形式 , 显示和绘制适宜于建房地 区有代表性的典 型设计方案和相应的设计说 明。 ●集热部件构造模块 (简称模块 3) 按照单体部件优化参数及不同面积尺寸绘 制的集热部件— — 集热蓄热墙、集热墙 (对流环 路式 )和阳光间节点详图 ,形成集热部件优化设 计图形库。该模块将根据用户选定的形式及建 房地区的优化推荐 RT 值 ,显示或给出集热部 件的节点详图。 ●门、窗节点构造模块 (简称模块 4) 按 建 筑模 数 绘 制不 同 尺 寸 的 门、 窗节 点 大 样图 ,形成门、窗节点构造图形库。该模块将根 据 用 户选 定 的 门、 窗 类型 及 建 房地 区 的 优化 推 荐窗墙比 RG值 ,显示或绘出相应的门、窗节点 大样图。 ●围护结构设计模块 (简称模块 5) 按屋面、墙体、地面三种类型 ,分别绘制出 这些围护结构的节点详图 ,形成太阳房常用围 护结构的节点大样图形库。其中: ( 1) 屋面构造形式有: ①实铺保温平屋面 ;
( 3)
式 中 S HFdm—— 直接 受益窗 的太 阳能 供暖
率;
SHFtm—— 集热墙的太阳能供暖率 ;
As—— 整个南墙面积 ( m2 ) ;
Ad、 At— — 分别为窗和集热墙的集热面
积 ( m2 )。
k
N L C= 24× ( 3. 6EAj Uj+ nVdaCp ) i= 1
其中 Aj —— 不包括太阳能集热部件在内 ,其
10
2 被动式太阳房优化设计软件包
2. 1 优化设计方案及参数的确定
2. 1. 1 建筑设计方案
被动式采暖太阳房既要满足建筑物本身的
使用功能要求 ,又要满足被动太阳能采暖要求。 同 时 还受 气 候 条件 、 使用 性 质、 生 活习 惯 、经 济
水平等多项因素影响。
“六五”、“七五”期间建设的示范工程 ,都是
②架空保温平屋面 ; ③平屋面加保温吊顶 ;④坡 屋面加保温吊顶 ; ⑤实铺保温平屋面加保温吊 顶。
( 2) 复合保温墙体构造形式有: ①夹心墙 (内、 外 叶 墙 厚 度 分 为 120、 240mm 和 240、 240mm 两种 ) ; ②外保温墙 (墙体厚度分为 240、 370和 490mm 三种 ) ; ③内保温墙 (墙体厚度分 为 240、 370和 490mm 三种 )。保温层材料有散岩 棉、散 粒珍 珠岩 、岩棉 板、 聚乙 烯泡 沫塑 料、矿 棉 板、水泥珍珠岩等。
利用软件包设计 ,按“标准”进行施工的示 范工程 ,达到了预期的性能指标。
本文为该子课题的内容简介。
1 太阳能资源区划
1. 1 区划依据
衡量某一地区的气象条件是否适合被动式
太阳能采暖 ,主要依据太阳辐照量和室外气温。
太阳辐照量越大 ,室外气温越高 ,则越有利于太
阳能采暖。所以 ,常用综合气象因素 [ 1] SDM 进
第 1 期
建 筑 科 学 BUILDIN G SCIENCE
199 7年
被动式太阳能采暖建筑的优化设计技术*
郑瑞澄 路 宾 (中国建筑科学研究院空气调节研究所 )
潘镜波 (沈阳市建筑研究院 )
董 伟 刘国发 吕 斌 (辽宁省能源研究所 ) 王德芳
(甘肃省科学院自然能源研究所 )
【提 要】 在太阳能资 源区划的 基础上 ,计算得出 不同地区的 优化设计参 数。编 制完成了太 阳 房的计算机辅 助设计软 件包及被动 式太阳能建 筑施工操 作要求和验 收标准。同时 ,利用本软 件包 设计 ,按“标准”进行施工的示范工程 ,达到了预期的性能指标。
式越有利。
Z=
集热部件 集热部件表面
的 接太 受阳 的供 太热 阳量 辐照量×
10 0%
( 1)
计算结果表明: 在冬季气温很低的严寒地
区 ,集热效率很低 ,不宜采用阳光间和集热墙。 2. 1. 3 优化热工设计参数
被动式采暖太阳房的设计参数分为两类。 一类是各单体集热部件的设计参数 ,如阳光间 尺寸 ,集热墙玻璃盖层与吸热墙体之间的夹层 间距 ,集热墙风口、尺寸等 ; 另一类是太阳房的 综合设计参数 ,如直接受益窗面积占南墙面积 的比例 ,集热墙面积占南墙面积的比例 ,围护结 构保温热阻等。
行太阳能资源区划。
n
n
SDM= ESi /EDDi
i= 1 i= 1