北方住宅建筑南向采光与被动式太阳能利用

在绝 大部分时间 内比设计负载低很多 。 送的 、 经过一 定处 理的空气数量 ， 以吸收 室内的余热和余湿 ， 用 从 而维持室内所需要的温度 、 湿度 。当室 内余热值发 生变化 而又需 要使室 内温度保持不 变时 ， 采用两 种方法 ： ） 风量 。将送 风 可 １定
２ 空调 系统 的节 能方案
北 方住 宅 建筑 南 向采 光 与 被 动 式 太 阳能利 用
李Hale Waihona Puke 恩 摘 要 ： 绍 了直接受益 窗的基本 工作 原理 ， 介 分析 了我国住宅建筑南 向采 光窗的现状 ， 对直接受益 窗代替 普通采光窗 并 进行 了可行性研究 ， 而为住宅建 筑设 计提供 了新思路 ， 从 同时达到 了采 光与节能的双 重效果。 关键词 ： 光， 采 节能 ， 动式太 阳能 ， 被 直接受益窗 中图分类号 ： Ｕ２ １５ Ｔ ０ ． 文献标识码 ： Ａ
温处理 。
图 ２ 挑檐深度的简单算法
在采光窗 的层数上 ， 目前普 通住宅还是 以单层窗 为主。窗户 保温性能 随玻璃层数 的增加而增加 ， 但进入室 内的太 阳辐 射每增
收 稿 日期 ：０ ７叭 ．５ ２ ０ ． １
从 图 １中可 以看 出 ， 这几个小区都没有发现进行直接受益窗
可 提高 ， 能源消耗和能源供应之间矛盾 日益 突显 ， 了实 现建设 “ 为 节 谷 时段 里有差别 时 ， 将全 部 负荷 转 移到廉 价 电 费的 时 间里运 行 。这 种方式 常用于改 建工程 ， 可利用原 有 的冷 水机组 ， 它 只需 约型社会 ” 的目标 ， 空调领域节 能的意义 巨大。随着 冬 、 夏两 季空
方法。
关键词 ： 能， 节 设备选 型， 运行管理 ， 变频技术 中图分 类号 ： Ｕ２ １ ５ Ｔ ０ ． 文献标识码 ： Ａ
１ 我 国 空调 能 源消耗 的现 状
进入 ２ ｌ世纪以来 ， 随着 国 民经 济的发 展和人 民生 活水平 的
冰 剥离法 ， 而减少 了剥离 能耗 ， 既可节 约运行 费用 又可节能 。具 体 的有下面几种方案可供选择 ： ） 全部蓄 能系统” 当电价在峰 、 １“ ：
通采 光窗是可行 的。
南 向采光窗形 式上 ， 普通 多层住 宅 以平 开窗 为 主， 高层住 宅
悬窗 、 平开窗都较为常见 。还有些地 区 比较流行飘 窗。这些窗 的 形式都适宜做直接受益窗改造。飘 窗甚至可 以改造成双 扇窗 ， 形
成的小空间用于养花 ， 的温室效应 可以使室 内得 热的效果更 局部 好， 同时隔热保温效果也得 到加 强还能美化室 内环境 。但它们 的 共 同特点是都需要做好夜间保温 ， 部分 围护结构 也要做好 保 其他
１ 直接 受益 窗的基本 工 作原理
．６ｍ， ． ． ． ． ｍ 直接受益窗是被动式 太 阳能 采暖 中最简 单而 又最常用 的一 ３ ４ 即把常见的 １５ｍ×１５ｍ的平开窗扩大到 １５ｍ×２ １ 同时加强 围护结构 的保温性 能就可 以形 成直接受 益式 种 ， 是应用 较早的一种 ， 有结构简 单 、 筑形式 美观 、 也 具 建 造价低 的落地窗 ， 在采 ０ 同时墙体 保温加 强 等优点 。冬天 阳光通过较 大 面积 的南 向玻璃 窗直 接照射 到室 内 太阳房 。经 过估算 ， 光面积增 加 了 ４ ％，
随着我 国的经 济发展 ， 民 的生活水平 也越 来越 高 ， 住条 加 一层玻璃 就会减少 ２ ％。根据 气候 条件 和有无夜间保温情况 ， 人 居 ０
件也得到改善 ， 目前新建住宅 中的采光 问题已经得 到了很好的解 玻璃层 数有不同的优化值 。两 层玻 璃 的适用 范 围最广 ， 而且 现在 保 透光性 、 隔音性 都很 好 ， 比较适合 运 决， 规范 中要求 的 ３ ０Ｌ ０ ｘ的照度基本都 可以满足 ， 套型 中的黑房 有一种单框 双玻窗 ， 温性 、
滞热量传到室 内； 次是 由于夜 间室外 空气 流进室 内， 其 使重质 材
料冷却 ， 这样在 白天它就能延缓室内温度 的上升 ＿ 。 １ Ｊ
２ 我 国住 宅建筑 南 向采光 窗的现 状
目前 ， 我国的普通多层住宅类建筑 以砖 混、 框架 结构为 主， 高
层住宅建筑 以框剪 或剪 立墙 结 构为 主 ， 中多层 砖混 结 构造 价 其
２ １ 冰蓄 能 系统 ．
量 固定 ， 而改 变送 风温度 ；） ２ 变风量 。将送 风温度值 固定 ， 而改变 传统 的冰蓄能 系统 ， 主机所耗 的总 能量变 化不 大 ， 因而可 节 进风量。现代化楼宇 的空凋要求 ， 正从集 中式控制 向各个房间进 约运行费用但不节能 ； 如采用再 冷式 冰蓄能 系统则 因采用新 型的 容易 引起眩 光 ， 在设 计时应 做好 夏季遮 阳处理 。遮 阳板 的简 的实例。据分析 ， 这可能有两方面的因素 ： ） １ 从节能 方面考虑 ， 尽 烈 ， 管进行改 造的楼 房能够达 到节能 的 目的 ， 它并不能够达 到节能 便计算如 图 ２所示 。 但 率 １０ 也 就是说 ， ０ ％， 冬季仍然需要辅助供暖 ， 然而实际情况是 ， 现 ５ 结 语 在很 多小区仍然是按面积征 收采暖费 ， 而不是分户计 量 ， 这样 ， 节 住宅建筑 南立面采光与被 动式太 阳能利用相结 合 ， 是最简 单 能的优势没有 体现出来 。消费者 不买账 ， 开发商 自然不 会做 出力 的太 阳能利用方法 ， 与普通房屋差别最小 。具有结构简单 、 建筑形 不讨 好的事 ；） ２ 从经济 角度 出发 ， 向采 光 窗做 成直 接受益 窗会 式美观 、 南 造价低等优点 。在寒 冷及冬冷 夏热 气候区都能够使 用， 大 增加成本 ， 这部分成本 开发商 不会 自己承 担 ， 是要平 摊在售 价上 面积推广的话 ， 节能优势还是很显著 的， 希望能够早 日实施 。 参考文献 ： 因此 ， 要想住宅建筑南 向采光 窗与直接受益式太 阳房结合 能 ［］ １ 李元哲 ， 被动 式 太阳房 热工设 计手 册［ ． 京 ： Ｍ］ 北 清华 大学 出 够实行 ， 还必须对供 暖设施 进行 同步改造 ， 节能 的优点 显示 出 让 版 社 ． ９ ３ １２ １９ ．－． 的， 有可能影 响销售 。 ．
来， 同时用新型材料 降低成本 。国家在政策上也应予 以支持 。
第３ ３卷 第 ｌ ６期 ２０ ０ ７ 年 ６ 月
山 西 建 筑
Ｓ Ａ Ｈ ＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ． ３ ＮＯ １ Ｉ３ ． ６
Ｊｎ ２ ０ ｕ ． ０７
・２ ７ ・ ４
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建 筑 节 能 ・
文 章编 号 ：０ ９６ ２ （０ ７ １．２ ７０ １０ ．８ ５ ２ ０ ）６０４ ．２
图 １ 南 向 采光 窗 的形 式
低， 数量更大 。直 接受 益 窗太 阳房 要求 室 内要 有足 够 的重质 材
料， 而且蓄热性 能要好 ， 砖石 、 混凝土和土坯等重质材料 可 以满足
角 度 Ａ＝纬 度 ＋ｌ 。 ８ ５ 角度 ／ ３＝纬 度 ｌ 。 ８５
以上要求 。因此 ， 从建筑材料方面考虑直接受 益窗太 阳房 代替普
作者简介 ： 李
恩 （９ ２ ， ， １８ ．）男 西安建筑科技大学建筑学院硕士研究 生， 陕西 西安
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第３ ３卷 第 １ ６期 ２ｏ ｏ ７ 年 ６ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
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节能率在 ５ ％左 右 ， ０ 节能效果还是非常可观 的。 地 面。墙 壁和家具 上使其 吸收大部 分热量 ， 因而温 度升高 ， 少部 之后 ，
分 阳光被反射 到室 内的 其他 面 ， 再次 进行 阳光的 吸收 反射 作用 ４ 实地调 研 通过 以上 的理论 分析发现 ， 直接受益窗代替普 通采光窗还是 分 以辐射和对 流的 方式 在室 内空 间传 递 ， 另一 部 分导 人 蓄热 体 比较可行的 。通过对西 安市 内几个 比较 大的住 宅 区进 行实 地调 内， 然后 逐渐放 出热 量 ， 使房 间在阴天也 能保持一 定 的温 度。在 研 ， 这些小 区的代表性南 向采光窗的形式如图 １ 所示。 炎热 的夏季 ， 如果夜 晚 比较 凉爽 ， 则重 质材料 在 白天也 能够保 持 凉爽 。这首先是 由于它具有热惰性 ， 因为厚实 的墙 在 白天 能够 阻 （ 或通过窗户透出室外 ） 。被围护结构 内表 面吸收 的太 阳能 ， 部 一
． 以减 少空 气输送 系统 的能耗 选型 、 合理 的运行管 理 ， 成为空调 节能 的关 键。以深圳地 区 为 ２ ２ 采 用 变风 量 系统 。 就 全空气空调系统设计 的基本要求 ， 是要确定 向被空调 房间输 例， 一年之中由于季节 、 昼夜 和用户负荷 的变化 ， 实际上空调负 载
调用电 占城市 用电总量 的比例不 断上升 ， 能耗 已占总城 市能耗 其
加设 蓄冷设备 和有关 的辅 助装 置 ； 同时也 适用于需 要瞬时大量 释
如体 育馆 等。２ “ 分蓄 能系统 ” 冷 水机组 连 ）部 ： ３ ％－４ ％左 右。在空调 系统 的设计 过程 中， 备选型均 以 日最 冷的特 殊建筑物 ， ０ － ０ 设 续运行 ， 它在夜间用来制 冷 蓄能 ， 白天利用 蓄存 的制 冷量为建 在 大负荷作为选 型工况 ， 这种情况普遍存 在。而实际运行 中空调负 荷则随 多 种 因素 而变 化 ， 谷 状 态甚 至还 达 不 到设 计 负 荷 的 低 筑 物提供制 冷 ， 以得 到最低 的平均 负荷 。需 电量 费用大大地 减 可 而冷水机组 的制 冷能 力也 可减 少 ５ ％左 右。在新 建 的建 筑 ０ ２ ％， ０ 造成很大 的能源和初 投 资浪费 。因此 ， 调 系统 的运行 如 少 ， 空 中， 这是最实用 的、 资最有效的负荷管理方案 。 投 何适应负荷变化 ， 实现最佳能效 比， 高效的设计方案 、 经济 的设备