被动式太阳能建筑的防热设计
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。
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。
2.建筑要充分利用当地的自然资源来调节建筑的气候环境,特别是太阳能、风能及地热资源,并将其反映在建筑的布局和形式当中。
3.建筑物的形式、建筑材料与构成以及传统的和现代的不同建造方式,往往取决于当地的地理条件,并与气候条件(太阳高度,阳光一年四季在不同地区的分布变化,大气温度,风力、风向,大风出现的时间和降雨量等)有关。
4.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。
被动式太阳房热工设计手册
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。
建筑设计中的被动式设计原则
建筑设计中的被动式设计原则建筑设计中的被动式设计原则是指通过充分利用自然条件和被动元素的设计手段来提高建筑能源效率、舒适性和环境友好性的一种设计理念。
被动式设计原则强调在建筑设计过程中尽量减少对能源的依赖,最大程度地利用自然资源和环境来满足建筑的功能需求。
下面将从建筑朝向、采光、通风和保温等方面介绍被动式设计原则的具体应用。
建筑朝向是被动式设计中的重要考虑因素之一。
合理的朝向设计可以最大程度地利用太阳能,减少能源消耗。
在北半球地区,建筑主要朝南设计,以便在冬季可获得更多的太阳辐射和光照,提高室内空间温暖度。
同时,在夏季通过利用弱阳光来遮挡阳光的进入,减少室内照明负荷和空调负荷。
而建筑的北面和西面则应尽量减少开口和窗户的设立,以减少冷风和热效应对室内的影响。
采光是建筑设计中的另一个重要考虑因素。
通过合理的采光设计可以减少照明负荷,提高室内环境舒适度。
在建筑物设计中,尽量使用自然光源,提高采光面积,合理布置窗户和天窗等设施,以减少对人工照明的依赖。
同时,通过使用反射板、遮阳百叶、百叶窗等装置来调整室内光照情况,避免直射光引起的眩光问题。
采光设计不仅可以使室内空间光线均匀,还可以改善居住环境,提升人们的生活舒适感和健康感。
通风是保持建筑内部空气质量和舒适度的重要手段之一。
被动式设计原则中的通风设计主要包括自然通风和辅助通风两种方式。
自然通风通过合理布局建筑的窗户和门,利用气压差、风向和风速等自然因素实现室内空气的流通,减少空调系统的使用,节约能源。
辅助通风则通过安装风扇或空调系统等设备来提供机械通风,辅助自然通风。
在通风设计中,还应考虑控制室内湿度、减少污染物和有害气体的滞留,以提供一个良好的室内环境。
保温是被动式设计中的重要环节。
通过选择适当的建筑材料和保温技术,可以有效地减少建筑物的能量损耗,提高建筑的热舒适性。
建筑的外墙保温、屋顶保温和地板保温等措施可以减少室内外温差,阻挡冷空气的侵入,减少热能的传递。
建筑设计中的被动太阳能利用技术
建筑设计中的被动太阳能利用技术在当今社会,对环境保护和可持续发展的重视日益增强。
在建筑设计中,被动太阳能利用技术被广泛应用,旨在最大程度地利用太阳能资源,降低建筑能源消耗,减少对环境的污染。
本文将从建筑方向、热量调节和采光方面介绍建筑设计中的被动太阳能利用技术。
一、建筑方向选择适当的建筑方向是被动太阳能利用的关键。
在北半球,建筑物的朝向应该以南方为主,这样能够最大限度地接收到阳光。
建筑物的常见朝向还包括东南、西南和西方,以便在不同时间段能够获得充足的自然光线。
此外,建筑的形状和布局也是被动太阳能利用的要考虑因素。
流线型的建筑形状可以减少风的阻力,提高自然通风效果,进一步节约能源。
同时,通过合理布局建筑物的位置和间距,可以最大程度地减少建筑间的遮挡,确保每个建筑单元都能充分接收到太阳光。
二、热量调节被动太阳能利用的另一个重要方面是热量调节。
通过合理利用建筑材料和结构,可以调节建筑内部的温度,降低对外部能源的依赖。
一种常见的技术是利用热质量的传递和储存来实现热量的调节。
例如,在寒冷的季节,通过使用高热质量的材料,如石墙或大理石地板等,可以吸收太阳辐射并长时间保持热量,使室内温暖。
相反,在炎热的季节,可以使用低热质量的材料,如金属屋顶或石膏墙壁,以减少太阳辐射引起的热量传递,保持室内凉爽。
此外,利用建筑结构来控制室内温度也是一种有效的被动太阳能利用技术。
例如,通过利用可以打开或关闭的窗户、百叶窗和遮阳篷等装置,可以在不同季节调节室内的通风和遮阳效果。
这样一来,就能够实现低能耗的环境控制,在各个季节保持室内的舒适温度。
三、采光充足的自然采光是建筑设计中不可或缺的一部分。
通过合理的布局和设计,可以最大限度地利用太阳光,减少对照明系统的依赖。
首先,建筑物应该设计具有大面积的窗户和采光天窗,以提供更多自然光线的进入。
而且,这些窗户和天窗的位置和朝向也需要仔细考虑,以确保自然光线能够充分照亮建筑内部的每个区域。
浅析被动式太阳能建筑的设计理论与应用实践
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。
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。
被动式太阳能技术在建筑中的应用探讨
被动式太阳能技术在建筑中的应用探讨被动式太阳能技术是指利用建筑设计、材料选择和空间布局等被动手段来最大程度地利用太阳能资源,以提高建筑能源效益的一种技术。
被动式太阳能技术不需要机械装置来实现太阳能的采集和利用,而是通过建筑本身的材料、结构和布局等手段来实现能量的转化和利用。
1. 建筑朝向和立面设计:建筑的朝向和立面设计是被动式太阳能技术的基础。
合理选择建筑朝向和设计建筑立面布局,可以使室内充分获得太阳辐射能,并降低室内温度变化。
南北朝向的建筑可以利用南向窗户和阳台来吸收和储存太阳能,同时减少北向窗户和墙体的面积,以减少能量的散失。
2. 太阳能采暖系统:被动式太阳能采暖系统是利用建筑的结构和材料来收集、储存和分发太阳热能的系统。
在建筑的南立面设置太阳能采暖墙,通过墙体吸收太阳能并将热能传递到室内。
在建筑的北立面设置保温墙,以减少能量的散失。
太阳能采暖系统不仅可以减少建筑的能源消耗,还可以提供舒适的室内温度。
3. 太阳能采光系统:被动式太阳能采光系统是利用建筑的结构和材料来实现室内充足的自然光照。
在建筑的南立面设置大面积的窗户和天窗,通过自然光照来照亮室内空间。
这不仅可以节约电能,还可以提高室内的舒适度和空气质量。
4. 热负载控制技术:被动式太阳能技术还包括热负载控制技术,通过调整建筑的热传递通道和热容量来实现能量的平衡。
在建筑的南立面设置遮阳设施,如百叶窗和遮阳篷,可以控制室内的太阳辐射能,并减少室内的热负荷。
合理选择建筑材料和外墙涂料等也可以减少热负荷和能量的散失。
被动式太阳能技术在建筑中的应用可以大大提高建筑的能源效益,减少能源消耗,并提高室内舒适度。
随着人们对可持续发展的重视程度的提高,被动式太阳能技术将在未来的建筑设计中得到更广泛的应用。
被动式超低能耗居住建筑的无热桥设计
被动式超低能耗居住建筑除了以上 主要的无热桥设计技术外,同样需要采 用其它相关的降低能耗的技术措施,其 关键技术主要还有:建筑在布局、朝向、 形体和使用功能等方面应注重与当地气 候的适应性,外围护结构应采用极好的 保温隔热措施,建筑整体应具有极佳的 气密性和良好的隔音性能,应充分利用 可再生能源,应采用高效的热回收设备 等。被动式超低能耗居住建筑的最大特 点在于通过被动式设计,使得建筑对外 部供热能源的需求降到最低,主张被动 为主,是我国正在积极倡导和推广的一 种全新的节能建筑概念。
1 外墙的无热桥设计
(1)外墙保温分为单层保温和双层 保温两种形式,设计应根据不同的保温 形式分别采用锁扣连接和错缝粘接的方 式;对于外保温的系统性热桥,应在保 证安全的情况下尽可能的减少与建筑主 体的拉结。
(2)外墙墙角是热桥的薄弱环节, 极易产生结露,设计时应采用成型保温 构件。
(3)保温层应采用断热桥锚栓固定 以避免产生系统性热桥,同时应在保证 外保温系统安全的前提下,尽量减少和 主体的拉结。
中图分类号:TU981
文献标志码:A
文章编号:1006-6012(2017)05-0201-01
被动式超低能耗居住建筑:是指适 应气候特征和自然条件,采用保温隔热 性能和气密性能更高的围护结构,运用 高效新风热回收技术,最大程度地降低 建筑的供暖供冷能耗,并利用可再生能 源,以更少的能源消耗提供更舒适室内 环境的居住建筑。“被动房”的建筑概 念是德国 20 世纪 80 年代在低能耗建筑 的基础上提出的一种新型的建筑节能技 术,是通过采用高效的保温材料、高气 密性能等级的建筑外门窗及各种先进的 被动式的技术手段,最大限度的提高建 筑整体的保温隔热性能,从而降低对室 内外机械系统的依赖,减少对外部能源 的要求,把外部供热能耗降到最低或趋 近于零,最终实现舒适的室内热湿环境, 是先进建筑节能理念和先进技术产品的 完美结合。被动式超低能耗居住建筑应 采用保温性能更高的围护结构,其外围 护结构应采用外保温系统,且保温材料 应连续完整,避免结构性热桥的出现。 只有建筑外围护结构具有高效的保温隔 热性能,外门窗具有更高的气密性能等 级,建筑的热损失降低到冬季仅仅依靠 太阳能辐射热就能满足舒适的室内温度, 该建筑才能满足被动房的认定标准。
建筑节能设计中的被动式设计与热桥效应控制
建筑节能设计中的被动式设计与热桥效应控制在当前全球资源紧张和环境污染问题越发严重的背景下,建筑节能设计变得日益重要。
传统的建筑设计强调活动能源的使用,如空调系统、电力等。
然而,被动式设计和热桥效应控制作为一种新的设计思路和技术手段,逐渐引起了人们的关注。
本文将探讨建筑节能设计中的被动式设计和热桥效应控制的相关概念、原理以及实践应用。
被动式设计是指通过改变建筑自身的形态、结构和材料等技术手段,减少无用能源的损耗,并实现室内舒适度与室外环境的良好连接。
被动式设计关注的重点在于建筑本身,而非外部能源的输入。
被动式设计的核心原则是最大限度地利用自然条件,如太阳能、自然通风和日照等。
被动式设计的一些常见措施包括合理布局建筑、合理选用建筑材料和使用建筑外遮阳设施等。
这些措施能够降低建筑的能源消耗,提高能源利用效率。
首先,合理布局建筑是被动式设计的重要措施之一。
通过合理布局建筑,可以最大程度地利用日照、风向等自然资源。
如将建筑朝南布局,能够最大程度地利用太阳能;同时,在北侧设置隔热墙体,防止冷空气进入室内。
合理布局建筑还可以通过设置景观绿化带、水体等来改善环境,并实现节能效果。
其次,合理选用建筑材料是被动式设计的另一个关键措施。
传统建筑材料如混凝土、钢材等能够满足建筑结构的需求,但对能源利用和环境保护等方面的要求较低。
因此,在被动式设计中,应该选择保温性能和隔热性能较好的建筑材料,如保温砖、空心砖等。
这些材料能够减少热量的传递和能量的损失,从而提高建筑的节能性能。
此外,被动式设计还需要使用建筑外遮阳设施来控制太阳辐射的进入。
建筑外遮阳设施如百叶窗、遮阳篷等可以在夏季隔绝太阳辐射,减少室内温度的上升;在冬季,可以利用太阳辐射来增加室内温度,减少供暖需求。
通过合理使用建筑外遮阳设施,可以在不增加额外能源的情况下,提高室内的舒适度。
而在建筑节能设计中,热桥效应控制也是一个重要的方面。
热桥是指建筑中突出的结构部件,如柱、梁、墙等,由于热导率较高而引起的局部热量损失现象。
夏热冬冷地区被动太阳能利用与夏季防热设计研究
著 的气 候特 征 是 冬冷 夏热 , 四季 分 明 , 但冬 夏 时 间长 、
湿度 大 。 地 区最热 月 平均温 度 为 2  ̄3 该 5 0℃ , 且 以 而 2 ~3 8 0℃居多 ; 最热 月 1 4时 的平 均温 度达 3  ̄3 2 3℃ , 最低 气温 也超 过 2 8℃ 。以重 庆 地 区为例 , 平均 气温 年
P s i — olrE r y De i P D) e n Su m e -h ta it r c l e a sve s a ne g sgn(SE Us d i m r o ndW n e - o dAr a i n
Chi n s g r t gi s f rHe t i m m e na a d De i n St a e e o a n Su r
tes i bed s nsrt e frnehaigi S mnrh t n itrcl e ee ns d P E cui1 h ut l ei ttg s o , e n a ie— o dwne- o a ab tdo t yo S D a g (e i c r t n a dr t u f rca .
O 引 言 夏 热 冬冷 地 区 的主 要 分 区 指 标 是 最 冷 月 平 均 温 度 0 0℃ , ~l 最热 月平 均温 度 2  ̄3 5 0℃ 。该区域 最 显
1 被 动 式 太 阳能 利 用 方 式及 其 特 点
被动 式太 阳能 常用 的利 用 方式 有直 接 受益 式 、 集
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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。
建筑节能设计中的被动式设计原则
建筑节能设计中的被动式设计原则在建筑节能设计中,被动式设计原则是一种重要的理念,它通过合理利用建筑的布局、朝向、结构和材料等因素来降低建筑能源消耗,并提高建筑环境的舒适性。
被动式设计原则主要包括建筑朝向、热防护、通风与采光、隔热与隔音以及可再生能源的利用等方面。
本文将对建筑节能设计中的被动式设计原则进行探讨。
一、建筑朝向建筑朝向是指建筑主立面的朝向,选择合适的朝向可以最大程度地利用自然能源,如太阳能和风能等。
在南半球地区,建筑的主立面朝向北方是最为理想的,可以使建筑获得最佳的太阳能利用效果,减少夏季的直射阳光进入。
而在北半球地区,则应选择主立面朝向南方。
此外,要充分考虑建筑周边环境的影响,如周边建筑物、道路、树木等。
二、热防护热防护是建筑节能设计中的重要环节,通过合理的热防护设计可以减少建筑内外热量的交换,提高建筑内部的隔热性能。
常见的热防护措施包括保温材料的选择和使用、墙体和屋面的绝热处理、设立遮阳设备等。
此外,还可以利用被动式设计原则中的热桥效应来减少能量的传输。
三、通风与采光通风与采光是建筑节能设计中不可忽视的因素,合理的通风采光可以有效改善室内环境,减少对空调和照明系统的依赖。
在建筑设计中,可以采用自然通风的方式,通过合理设置门窗、通风口等,利用自然气流实现室内外空气的对流。
同时,也要考虑到光照方面的设计,合理设置门窗的位置和大小,增加室内的自然采光。
四、隔热与隔音隔热与隔音是建筑节能设计中的另一个重要方面,它能够减少建筑内外热量和噪音的传输,提高建筑的舒适性。
隔热材料的选择和使用、墙体的隔热处理、窗户的隔热设计等都是有效的隔热措施。
对于隔音方面,可以采用吸音材料、隔音窗等手段,减少环境噪音对室内的影响。
五、可再生能源的利用可再生能源的利用是实现建筑节能的重要途径,它可以减少对传统能源的依赖,降低建筑的能源消耗。
常见的可再生能源包括太阳能、风能、水能等。
在建筑设计中,可以考虑利用太阳能进行热水供应和发电,安装风力发电设备等,充分利用自然能源来满足建筑的能源需求。
建筑节能设计的被动式隔热原理
建筑节能设计的被动式隔热原理在当今社会,节能减排成为了一种全球性的热门话题,各行各业都在努力寻找减少能源消耗的方法。
其中,建筑节能设计就扮演着至关重要的角色。
被动式隔热作为一种重要的节能设计原理,对于建筑能源的有效利用起到了至关重要的作用。
本文将探讨建筑节能设计的被动式隔热原理及其实施。
一、被动式隔热的基本原理被动式隔热是指在建筑设计过程中通过改变建筑结构和材料以减少热量传输的过程。
这种设计原理不依赖于外部能量的输入,而是通过内部结构和材料的选择,利用建筑自身的特性来实现节能的目的。
被动式隔热设计的基本原理包括热阻、热容、热惯性等。
1. 热阻热阻是指建筑结构和材料对热量传输的阻碍程度。
采用具有较高热阻的材料可以减少热量的传输。
例如,在墙体隔热中,采用具有较低导热系数的隔热材料,如岩棉、聚苯板等,可以有效减少墙体的热损失。
2. 热容热容是指材料储存和释放热量的能力。
具有较大热容的材料可以吸收和储存热量,从而使室内温度更加稳定。
例如,在夏季,采用具有较大热容的混凝土墙体可以吸收白天的热量,并在夜间释放出来,保持室内的舒适温度。
热惯性是指材料对温度变化的响应速度。
具有较高热惯性的材料在温度变化时能够缓冲温度的波动,减少室内温度的波动。
例如,在冬季,采用具有较高热惯性的墙体材料,如砖石、砼等,可以缓冲室内外温度的差异,提供更加稳定的室内环境。
二、被动式隔热的实施方法实施被动式隔热设计需要综合考虑建筑的结构、材料和环境等多个因素。
以下是几种常见的被动式隔热实施方法。
1. 热桥的避免热桥是指建筑结构中导热性能较好的部位,如柱子、梁等,其导热性能远高于其他构件。
为了避免热桥的产生,可以采用断桥铝合金、保温材料等措施,减少热量的传导。
2. 外墙保温外墙保温是被动式隔热的重要手段之一。
采用隔热层对外墙进行保温,可以减少外界热量的传递和室内热量的流失。
常用的外墙保温材料包括聚苯板、蓝莓砂浆等。
3. 采光设计合理的采光设计可以降低室内照明的能耗,减少电力消耗。
被动式设计如何实现建筑物的隔热性能
被动式设计如何实现建筑物的隔热性能在如今的建筑领域,实现建筑物的高效隔热性能至关重要。
被动式设计作为一种可持续且节能的方法,正逐渐受到广泛关注和应用。
那么,究竟什么是被动式设计,它又是如何实现建筑物的隔热性能的呢?被动式设计是一种基于建筑本身的特点和自然环境的条件,通过合理的规划、设计和布局,最大程度地减少对主动式能源系统(如空调、暖气等)的依赖,从而实现舒适的室内环境和节能效果的设计理念。
首先,选址和朝向是被动式设计中实现隔热性能的关键因素。
选择合适的建筑位置可以充分利用自然条件,比如避免直接暴露在强风或高温的方向。
建筑物的朝向也极为重要,一般来说,在北半球,朝南的方向能够最大程度地获取冬季的阳光,同时在夏季避免过多的直射阳光。
这样的朝向设计可以使建筑物在冬季获得更多的太阳能热量,减少取暖需求,而在夏季则减少太阳辐射带来的过热问题。
建筑的外形和体型系数也对隔热性能有着显著影响。
简单规整的外形和较小的体型系数有助于减少建筑物与外界环境的接触面积,从而降低热量的交换。
相比之下,复杂且不规则的外形会增加热交换的表面积,导致更多的热量散失或传入。
在建筑围护结构方面,墙体、屋顶和窗户的设计是重中之重。
墙体采用具有良好隔热性能的材料,如保温砖、岩棉板等,可以有效地阻止热量的传导。
对于屋顶,除了选择隔热材料外,还可以设计成坡屋顶,增加空气层,提高隔热效果。
窗户作为热量交换的敏感部位,需要特别精心设计。
选择双层或三层中空玻璃,填充惰性气体,能够显著提高窗户的隔热性能。
此外,合理控制窗户的面积和位置,避免过多的阳光直射,同时保证充足的自然采光,也是实现隔热的重要手段。
自然通风也是被动式设计中实现隔热的重要策略之一。
通过巧妙的建筑布局和窗户设置,利用风压和热压原理,促进室内空气的流动。
在夏季,自然通风可以带走室内的热量,降低温度,减少对空调的依赖。
而在冬季,适当的通风可以排除室内的潮湿空气,保持室内环境的舒适。
遮阳设施在被动式设计中也扮演着不可或缺的角色。
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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。
(见下图)2.1.2慎重使用过高的窗户和天窗夏季维护结构的辐射的热一大部分来自于透明的玻璃。
因此,在许多两层的太阳能建筑中上层玻璃常常用悬挑的屋檐遮阳,而底层的玻璃没有任何遮挡,这种情况会导致过多的阳光进入室内。
在这种情况下,我们采取中间高度设置太阳能的方法来解决下层窗户遮阳问题。
例如,上层楼板悬挑作为遮阳板,水平遮阳板也可以达到很好效果。
天窗在冬天可获得更多的直射阳光,但往往无法做到绝对的封闭。
冬季通过天窗损失的热量相当大,夏季也给室内热环境带来带来非常不利的影响。
因此在天窗的设计上要慎重,并保证有效措施来避免其不利的一面的影响。
适度的天窗采光2.1.3遮阳设计遮阳可由植物如树和藤蔓也可由建筑构件完成。
植物不仅能遮阳还能通过叶子的蒸腾作用降低建筑物周围的温度,美化环境。
落叶树夏季枝叶繁茂可达到遮阳的效果,冬季落叶不遮挡阳光。
合理选择常绿树的种植位置也可达到相同效果。
人工遮阳的方法也有很多:外遮阳、遮阳棚、活动百叶、固定百叶、卷帘、屏蔽太阳的贴膜和外凉廊等。
群体建筑遮阳外部构建遮阳建筑造型遮阳植物遮阳2.1.4水幕降温被动式采暖建筑为了在冬季汲取热量往往采用大面积的玻璃表面,但是这给夏日的防热带来不利。
水幕降温建立一个包含有微观气候的建筑立面,能够在夏季对建筑起到最好保护作用。
以世博会建筑的阿尔萨斯馆为例介绍:夏季运行原理——大量的新鲜空气流入室内后于缓缓流下的水幕相接触,通过蒸发作用产生一定降温效果使内层的玻璃温度降低。
这一作用不可以起到冷却建筑物,但是可以降低少建筑物的温度,减少建筑物对中央空调的依赖。
(见下图)冬季运行原理夏季运行原理水幕夏季运行原理2.1.5墙面和屋面颜色的选择在合理的朝向、方位、窗口布置和遮阳设计基础上,将外表面涂成浅色就能够进一步降低制冷负荷,同时提高外围护结构的耐久性。
夏季,外围护结构的得热量的绝大部分来自屋面。
改变屋面瓦的颜色可在一定程度上减少辐射的热,但效果有限。
屋顶的材料构造做法是影响屋顶隔热的决定因素。
例如,在屋顶和屋架之间形成空气间层有效阻止热量进入室内。
2.1.5其他设计屋面反射材料、Low-E玻璃的应用、外围护结构的隔热设计及建筑良好的气密性等均在夏季隔热方面发挥很好作用。
3通风降温3.1.1自然通风的合理组织采用自然通风能合理利用能源;排除室内废弃物,消除余热余湿,引入新风,提高室内环境,实现有效的被动式制冷。
自然通风的设计,应首先考虑建筑物的选址和朝向。
从大环境出发,充分利用主导风风向与基地地形特点,选择既能遮蔽冬季寒风、在冬季获得充足光照,又能充分利用夏季主导风向进行通风降温的地点。
当地形无法实现有利风场时,可精心设计绿化来创造有利风场。
利用建筑手法组织通风示意(a)利用挡风板组织风压(b)利用建筑和附加导风板(c)利用绿化双层墙体通风降温3.1.2热压下的自然通风利用建筑内部的热气压“烟囱效应”来实现建筑的自然通风。
利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将室内热空气排除,而室外冷空气将从建筑底部吸入。
热压作用的明显程度与室内外温差、出风口高差有关。
在建筑设计中,可利用贯穿建筑的多层空腔如:楼梯间、电梯井、中庭等,在顶部设置可控制的开口、将建筑内部的热空气排出,他到通风降温效果。
位于日本横滨的煤气公司总部的中庭就是利用热压通风原理。
办公室空间的通风就是利用中庭热空气上升的拔风原理来取得。
中庭将外界空气吸入基座层,然后在流经更中庭相通的各层空间,最后有屋顶的风塔和高层气窗排出。
(见下图)日本横滨的煤气公司总部的中庭通风示意图3.1.3风压作用下的自然通风在具有良好的外部风环境地区,风压可作为实现自然通风的良好手段。
风压通风就是利用建筑迎风面和背风面之间的压力差来实现空气的流通的。
压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角、建筑周围的环境有关。
当垂直风吹向建筑的的正立面时,迎风面中心处于正压最大,在屋角和屋脊处负压最大。
特吉巴奥文化中心意大利建筑师伦左.皮亚诺设计的特吉巴奥文化中心(见上图)就是利用风压通风的代表。
当地气候炎热潮湿、多风。
皮亚诺通过建筑造型设计,形成下风处强大的风压,在用过调节百叶的开合合不同方向上百叶的配合来控制室内的气流,从而实现完全被动式的通风降温达到节约能源的目的。
在建筑设计中风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。
一般来说建筑进深小的部分可采用风压通风,进深大的部分采用热压通风。
英国莱切斯特的德蒙特福德大学女王馆是利用热压与风压同时作用的一个典型。
3.1.4机械辅助式通风对于一些大型建筑:体育馆、展览馆、商业设施由于通风路径较长,单纯通过风压通风不足以实现,所以常采用机械辅助式。
诺曼福斯设计的位于德国柏林的德国新会议大厦(见下图)采用的是机械辅助式通风方式。
德国新会议大厦3.2.1双层玻璃幕墙在一些太阳能建筑中可能会出现大面积玻璃幕墙,玻璃幕墙在提供通透效果时大大增加了建筑的能耗。
现在单层玻璃幕墙虽采用热反射镀膜玻璃、中空玻璃、断热型材等节能材料,但仍存在能耗较大问题。
且由于玻璃幕墙难开窗,给室内通风换气带来诸多不便。
双层玻璃幕墙有内外两层玻璃,中间的空气腔让空气通过,空气腔的通过风方式是自然通风、辅助风机通风、机械通风。
因为增加新的外层,形成热缓冲区所以能够在夏季减少得热,冬季实现被动式太阳能得热。
双层玻璃主要分为外循环体与内循环体系,实质都是在双层玻璃幕墙之间形成温室效应。
但夏季最好为防紫外线与热辐射设遮阳帘。
外循环双层玻璃幕墙的特点:(1)结构设计采用外层框架、单元或点驳式等几种结构形式,内层框架断热或中空玻璃断热形式。
(2)一般外层玻璃用单片或夹层钢化,内层选用中空或Low—E钢化玻璃。
(3)采用自然的“烟囱效应”通风,所有双层通道箱体是独立封闭的。
(4)内外层的玻璃空腔设计厚度较厚,不小于450,便于人员进行清洗。
(5)不需要增设专门设备,空气可自然进入通道和室内。
外层玻璃设计有出风口,内层设计有可开启的门窗,进风口要防止风沙的进入。
通道的上下部分别设计进风口和排风口。
(6)使用材料较多成本较高3.3.1太阳能烟囱太阳能烟囱能捕风并有效的把风送入室内,或利用风帽附近形成的负压带动室内空气流通。
太阳能烟囱在停风后主要理由烟囱效应加强自然通风。
太阳晒热太阳能上部结构,蓄存在上部的热量加热塔内的空气,空气受热上升形成虹吸。
在虹吸作用下热空气被抽到顶部排到室外。
为了阻止不必要的热损失烟囱通常还设有封闭的风门,在无需通风是能够关闭。
迈克尔.霍普金斯设计的英国诺丁汉税务部就是一个很好的烟囱通风实例。
该建筑为院落式布局,高度3~4层,周边风速较小。
为了更好的实现自然通风,建筑师首先控制建筑的进深为13.6m,以利于自然通风与采光。
然后设计一组顶帽可以自动升降的圆柱形通风塔作为建筑的入口和楼梯间。
玻璃通风塔可最大限度的吸收太阳能量,提高塔内气温加强自然通风,带动各层空气循环。
英国的贝丁顿零碳建筑采用了自然通风系统来最小化通风能耗。
经特殊设计的“风帽”(WindCowl)(见下图)可随风向的改变而转动,利用风压给建筑内部提供新鲜空气,同时排出室内的污浊空气。
而“风帽”中的热交换模块利用废气中的热量来预热室外寒冷的新鲜空气。
根据实验,最多有70%的通风热损失可以在此热交换过程中挽回。
贝丁顿零碳建筑“风帽”4地源热泵地源热泵是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太阳能和地热能,并采用热泵原理,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
目前,地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为水源热泵的冷热源。
水源/地源热泵有开式和闭式两种。
开式系统:是直接利用水源进行热量传递的热泵系统。
该系统需配备防砂堵,防结垢、水质净化等装置。
闭式系统:是在深埋于地下的封闭塑料管内,注入防冻液,通过换热器与水或土壤交换能量的封闭系统。
闭式系统不受地下水位、水质等因素影响。
1、垂直埋管--深层土壤垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。
垂直埋管通常安装在地下50-150米深处,一组或多组管与热泵机组相连,封闭的塑料管内的防冻液将热能传送给热泵,然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。
垂直埋管是地源热泵系统的主要方式,得到各个国家的政府部门大力支持。
2、水平埋管--大地表层在地下2米深处水平放置塑料管,塑料管内注满防冻的液体,并与热泵相连。
水平埋管占地面积大,土方开挖量大,而且地下换热器受地表气候变化的影响。
3、地表水江、河、湖、海的水以及深井水统称地表水。
地源热泵可以从地表水中提取热量或冷量,达到制热或制冷的目的。
利用地表水的热泵系统造价低,运行效率高,但受地理位置(如江河湖海)和国家政策(如取深井水)的限制。
地源热泵示意图参考文献1.王崇杰太阳能建筑设计北京:中国建工出版社2007.52.(英)盖尔威太阳能建筑设计手册北京:机械工业出版社2008.13.(日)彰国社外国建筑设计详图图集13 中国建工出版社2004.94.(西)Arian Mostaedi 低技术策略的住宅机械工业出版社2005.9。