被动式太阳房设计
被动式太阳房设计
摘要:随着我国经济的发展，人民生活质量的提高，人们对能源的使用量逐渐增加。但是，传统能源储备量是有限的。根据国家发改委的规划，到 2020 年，我国可再生能源在一次能源消费结构中的比重将由目前的 7%左右提高到 15%左右。因此，太阳能、风能等可再生能源，将为缓解能源短缺现象和减轻节能压力做出巨大贡献。
被动式太阳房是一种经济地、有效地利用太阳能的被动式采暖建筑，是太阳能热利用的一个重要领域。我国太阳能建筑应用研究开始于 20 世纪 70 年代末，当时被动式和主动式太阳房的应用研究工作同时起步，由于被动式太阳房建筑在利用太阳能方面的巨大优势，被动式太阳房被重点发展。本文从被动式太阳房基础知识，特点，设计特点等方面研究了被动式太阳房模型的构建。
第一章被动式太阳房基础知识
1被动式太阳房概述
1.1被动式太阳房：
被动式太阳房（简称太阳房）是通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构的恰当选择，使其在冬季能集取、蓄存和分配太阳能的一种建筑。
它不仅能在不同程度上满足建筑物在冬季的采暖要求，而且也能在夏季遮蔽太阳辐射，散逸室内热量使之达到降温的目的。被动式太阳房系统一般不需要机械设备和动力，以区别于需要其它设备和动力的主动式太阳房。
1.2被动式太阳房的工作原理
温室效应是被动式太阳房的最基本工作原理。被动式太阳房是不用任何其他机械动力，依靠自然循环向室内供暖，多余的热量储存在墙壁、天花板和地基热体内夜间向室内放热，以保持一定温度。通过建筑朝向和周围环境的合理布置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，在冬季集取、保持、贮存、分布太阳热能，从而解决建筑物的采暖问题。被动式太阳房的集热及贮热方式主要是利用建筑物的围护结构墙或窗，或是比较简单的平板装置作为集热器，能够由人随意控制，其构造可不用复杂机械设备及复杂的管道通风系统；造价较低，太阳房的工程造价仅比普通工程造价增加12%左右，容易被人们接受；维护管理方便，不需要专业技术人员维护管理。
1.3被动式太阳房的分类
被动式太阳房的类型，目前从利用太阳能的方式来区分大致有四种；[1]直接受益式
这是被动式太阳能采暖中最简单而又最常用的一种，也是采用较早采用的一种太阳房。它通过较大的南向玻璃窗获取阳光，将阳光直接照射到室内的地面、
墙壁和家具上面使其吸收大部分太阳辐射热，使室温在冬季得以提高，并通过蓄热体将白天获得的太阳能在夜间释放出来，以保证减少室内温度的波动。
图1-1直接受益式太阳房
(1)
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，然后通过导热、辐射及对流，把热量送到室内。集热蓄热墙的形式较多，如实体式集热蓄热墙、花格式集热蓄热墙、水墙式集热蓄热墙、相变材料蓄热墙等等。
图1-2集热蓄热墙体的传热
热体
施
(2) 附加阳光间式
这种太阳房是直接受益和集热墙技术的混合产物。其基本结构是将阳光间附建在房间的南侧，中间用一堵墙把房子与阳光间隔开，通过阳光间获取太阳能，并将其传给邻室。
图1-3阳光间和居室供热示意图
(3)
组合式
就是由上述两种或两种以上的被动式太阳房的基本类型组合而成的系统称为组合式系统，组合式被动太阳房由于具有全天供热比较均匀的优点而显示出强大的生命力，成为当今被动式太阳能建筑的发展趋势。
2被动式太阳房的特点
根据多年的测试及统计分析，被动式太阳房具有以下特点：
(1)程造价低。据统计，太阳房的工程造价比普通房仅增加10％到15％。[2] (2)冬暖夏凉。冬季，在无辅助热源的情况下，太阳房比普通房室内温度高5℃—8℃左右，室内外温差达到15℃；夏季，太阳房比普通房室内温度低3℃—5℃。
3被动式太阳房设计要则： 3.1设计总则
被动式太阳房的建设地点、朝向和房间距的确定正确确定太阳房的建设地点、朝向和房间距，是能否充分利用太阳能、达到冬暖夏凉的关键，建房前一定要在村镇建设规划允许的情况下，合理选择建设地点、朝向和房间距，同样也要做好
对外损失
居
太阳能的采集，储存，和太阳房的保温；
(1)地点。太阳房的建设地点最好选在背风向阳的地方，在冬至
日从上午9时至下午3时的6个小时内，阳光不被遮挡，直接照射进室
内或集热器上。
(2)朝向。根据多年经验，太阳房的朝向在南偏东或偏西15度
以内，能保证整个采暖期内南向房间里有充足的日照，夏季避免过多的
日晒。
(3)房间距。太阳房与前面建筑物之间的距离，以大于前面建筑
物高度的两倍为宜。
(4)太阳房应具有一个良好的绝热外壳。
(5)太阳房的南向设有做够大的玻璃窗，以吸收较多的太阳辐射。
4.2技术设计细则
(1)墙体采用砖、石、混凝土或土坯等重质材料建造，外侧敷设
保温层。敷设平整，不留空漏。材质不发霉和变质，不发散你物质。
(2)地面铺设保温、蓄热和防潮层。墙体基础外缘加保温层，深
度不小于0.45m,热阻大于0.86 m20C/W。
(3)集热蓄热墙厚度通常是240mm的砖墙或300mm的混凝土墙。
集热面倾角以900C为佳。
(4)集热蓄热墙的透明盖板通常采用3mm厚的平板玻璃，阳光通
过率大于0.76.
(5)墙与透明盖板之间的夹层宽度为60—80mm。墙体上下端通风
口的尺
(6)防止太阳光间式房夏季过热，通常设置外遮阳装置。阳光间
前屋檐突出尺寸，应在当地冬至中午，玻璃透光面不受屋檐阴影遮挡。
4被动式太阳房的基本构造
被动式太阳房的结构主要由以下五部分组成：
(1)东西北墙
采用一砖半或两砖厚砖墙，内墙面在两层1:3水泥砂浆面之间加一层5mm 厚的1:6水泥珍珠岩隔热层。在严寒地区，北墙则可在双层砖墙之间加一层120mm 厚的锯末夹心作隔热层，也可加砌一层沥青矿渣棉保温砖，东西墙通常为一砖半砖墙，内加水泥珍珠岩隔热层。
(2)地面
地面采用蓄放热地面和普通地面两种，对于自然采暖的被动式太阳房，这种
蓄放热地面的蓄热体，是铺在混凝土地面下的一层300mm厚的黄沙。而普通地面主要考虑地面的防水和隔热，使得在冬季供暖期间，地面干燥，具有良好的保温性能。
(3)屋顶
分平顶和尖顶两种，平顶结构，即预制板加保温层，最外层是两层沥青胶粘的油毡防水层。尖顶结构，一般在向阳的人字屋面上装设玻璃窗或集热器，既是屋顶，又是集热体，一举二用。屋顶的内侧面，放一层石棉或玻璃棉保温层，室内用纤维板吊顶。
(4)门窗
太阳房的门窗，一般采用双层结构，即窗户为双层玻璃，门户为双层套门。温暖地区，也可以铝框和拉门并用。
1.6被动式太阳房的热工设计与计算
被动式太阳房是主要依靠太阳能采暖的房屋，为使太阳房达到预期的设计要求必须对太阳房进行必要的设计和计算。通过热工设计，可以明确房屋在采暖期所需热量、太阳能采暖的保证率，并确定南向集热墙的集热面积，从而达到较好的采暖效果。
（1）采暖期所需热负荷房屋采暖期间所需要的总热负荷量Q可由下式计算：
Q=(U
w F
w
+U
d
F
d
+B)DT
公式中Q—采暖期间需要的总热负荷，W.h；
U
w
—围护结构（不含地面）的热损失系数，W/（m2.K）；
F
w
—围护结构的面积，m2
U
d
—地板的热损失系数，W/（m2.K）；
F
d
—地板的面积，m2；
B —冷风渗透引起的热损失，W/K；
T —每天采暖时数，h/日。
w
U可根据传热学原理按下式计算：
A式中n
a—维护结构内表面传热系数，W/(2m.K)；
w
a—维护结构外表面传热系数，W/(2m.K)；
L1...Ln—维护材料各层材料的厚度，2
m；
λ1...λn —维护结构各层材料的各导热系数，W/(2m .K)
注：结构内表面传热系数，维护结构的热损失系数可查表得到，地板的热损失系数可按0.16—0.36 W/(2
m .K)选取。
冷风渗透的热损失B 可按下式计算：
P n B C V ρ
=
式中P C —空气的定压比热容，/(.)kJ Kg k ； V —房间的内部容积，2
m ；
n —房间的换气次数，次/h;
ρ—室外空气密度，3/Kg m
房间的换气次数可按下表计算： 表1—1房间的换气次数
房间外窗门的暴露数目
1面
2
面
3面 房间换气次数(次/h)
0.25—0.5
0.5—1
1—1.5
为简化其见，采暖期间防区需要的总热量负荷Q 值也可采用概算发求出。建设部门给出的采暖设计热负荷面积指标值为：80—100W/2
m ,住宅楼为46—80 W/
2m ，学校或办公楼为58—85 W/2m ，商店、医院为80—100 W/2m 。上述指标
如果建筑面积较大，外围结构热工性能较好，可采用低指标，反之则采用高指标。据此刻计算采暖负荷：
Q F qF =?
式中F —建筑面积，2
m ；
qF —面积热负荷指标值，W/2
m 。
采用窗墙面积比热负荷指标法的计算公式如下：
式中qF —采暖热负荷指标，W/2m ；
a —窗墙面积比；
W —外墙总面积（包括窗），2
m ； F —房屋建筑面积，2
m ；
t n —室内采暖设计温度，0
C ； t w —室外坏境温度，0
C 。
（2）太阳房南向墙获得的热量Q 0
太阳房的集热面积是指太阳房南向墙的面积，它是接收太阳辐射能的主要构件。不管何种类型的太阳房都应该确定集热面积。采暖期间太阳房南向墙所获得的太阳辐射能可用下公式计算;
000w Q I F ηητ= 式中
0Q —采暖期单位面积南向窗（墙）所获得的太阳辐射能，.W h ； 0I —采暖期平均太阳辐射强度，W/2m ；
η—集热墙（窗）的热效率，（00）； 0η—集热墙（窗）的有效利用率，
（00）；
W F —集热窗（墙）的有效面积，2m ；
τ—光照时间，h.
注：太阳辐射取值可查表获得；集热窗（墙）相当于太阳能空间集热器，其热效率一般为200
0—500
0；集热窗（墙）有效利用率一般为900
0。
（3）太阳能采暖保证率
太阳能采暖保证率是指利用太阳能采暖所获得的热量0Q 与采暖期间所需
热负荷量的Q 的比值，以f 表示：
注：太阳能保证率f 一般取0.6—0.8，不足部分利用采暖炉补充。 （4）南向集热窗（墙）有效面积
w F
00/w F fQ I ηη=
(5)通风口面积
f F 被动式太阳房上下通风口的面积
f
F ，可按下式求出：
/100
f w F F =
二 被动式太阳房建筑
2被动式太阳房的对当地的适应性设计： 2.1对建筑的选址
如果建筑处于山地地区，应避免在山坡的北面布置建筑，可布置在南向山坡的中部，以避免山顶为冷风和山脚的冷空气的“冷池”效应。避免在多风地区布置建筑，如山顶。
2.2对方位的要求：
方位是住宅设计中关系到景观、采光、通风以及太阳能利用最关键的因素。方位不同时，建筑表面收到的地面反射量也不同，方位的变化对建筑接受地面反射的影响为32%。太阳能建筑对方位的要求是为了使尽量多和快的得到太阳能辐射热，在冬季，太阳能辐射热在9:00-15:00是全天辐射热的90%左右，因此，在这段时间内要保证足够的日照时间是非常重要的，为了充分发挥太阳能辐射热的效能，可根据太阳能建筑的特征进行方位调整。例如：学校的教室上午希望室温
尽快上升，而夜间室内无人，可将方位角南偏东5-15度；居住建筑由于夜间住人，下午尽量使太阳能辐射热进入室内，可将方位角南偏西5-15度。
建筑布置在南向、东南向和西南向，要绝对避免植被和人造构筑物遮挡南向窗，避免在南向近距离种植常青树木，在西南向和东南向可种植落叶树。
2.3建筑面积与体型的要求
从利用太阳能的角度考虑，应使南墙面吸收较多的太阳能辐射热，且尽可能的大于其它向外散失的热量，以将这部分热量用于补偿建筑的净负荷。如果使除南墙面之外的其它墙面的热工质量是相同的，则不难看出，建筑的净负荷是与面积的大小成正比的。因此，从节能建筑的角度考虑，对建筑节能的效果以外围护结构总面积越小越好这一标准来评价是不够的，而应以南墙面足够大，其他外表面尽可能小为标准来评价，即表面面积系数（建筑物其它外表面面积之和与南墙
面积之比），这就是被动式太阳能建筑对围护结构面积的要求。建筑外界面与其体积之比，即体型系数:K=A/V，是表征建筑热工性能的重要参数。建筑的体型系数是围护的手段(外界面)与围护的结果(空间)之间的数量比值，因此它不仅仅是一个热工性能参数，而且还体现了作为手段的外界面对空间的建构围护效率，因而体型系数也是一个界面围护效率系数。由于热工能耗与建筑的外表面积成线性正比，而对于正多面体而言，表面积与体积呈几何基数关系，此时建筑的体积，即空间的量与维持室内气候的能耗之间不是线性关系，而是几何关系，因此建筑在体积扩大时可以只投入较小的能耗增量而获得较多的舒适空间增量，这意味着减小体型系数可以降低舒适空间的平均成本。通常可以通过加大建筑进深，规整建筑体型，集中建筑体量等途径来减小建筑的体型系数。除此之外，还要用建筑物的表面面积系数来研究建筑体型对节能的影响，从获得更多的太阳能辐射热，降低能耗的观点来看，长轴朝向东西的长方体体型最好，正方形次之，长轴朝向南北的长体体型的建筑节能效果
2.4平面布置的要求
由于人们对各种房间的使用要求不同，对房间热环境的需要也各异，应当根据实际需要合理分区，推行建筑平面的“温度分区法”。热环境质量要求较低的房间，如住宅中的附属用房(厨房、厕所、走道等)布置于冬季温度相对较低的区域内，而将环境质量好的向阳区域布置居室和起居室，使其具有较高的室内温度。并利用附属用房减少居室等主要房间的散热损失，以最大限度地利用能源，做到“能尽其用”，通过室内的温度分区，满足热能的梯级应用，运用建筑设计方法，使住宅空间成为热流失的阻隔体，达到节能目的。
三.总结
我国太阳能资源十分丰富，全国太阳能资源丰富带Ⅰ区，辐射量大于628KJ/cm2.a)和丰富带Ⅱ区，辐射量为502—628kJ/cm2.a)大都在北纬35度以北地区，其日照时数>6h的年总天数均大于250d。其中又以西藏、青海、甘肃西部、新疆南部的资源条件最好。处于北方采暖边缘地带的山东、河北南部，由于冬季气温较高，有利用太阳能采暖的自然条件。总之，我国大部分地区都具有发展太阳能采暖的有利自然条件。随着国民经济的发展，能源的紧张，煤电价格的上涨，对大气质量和环境的要求，这些都将促进太阳房的发展。从技术上看，经过十几年的发展，我国已建立了一支从事太阳能应用与研究的专业队伍，一些骨干单位拥有比较雄厚的技术力量和先进的仪器设备，在理论研究和实际应用方面都取得了不少成果。这是发展太阳能建筑的有利因素和重要条件。总之，被动式太阳房，
不仅可以节能，而且将太阳能以自然而有效的方式直接用于人类生活，对于坏境保护和社会可持续发展都有着重大意义。
参考文献
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[2]渠箴亮，被动式太阳房建筑设计，[J]北京：中国建筑工业出版社.2011
[3]马云鹤,姜曙光,滕玉明,程博.新疆严寒地区被动式太阳房冬季供暖试验研究[J].建筑科学,2014,08:41-46.
[4]付亚伟，西北地区被动式太阳房可行性与设计方法[J]工业建
筑,2008,12:120-123
被动式太阳能技术
浅谈被动式太阳能技术在建筑设计中的应用 【摘要】本文对两个案例（一个竞赛方案一个建成案例）进行研究，通过对其周围环境、遮阳、通风以及能量储存和应用等方面的分析，探讨了从设计本身出发的低成本太阳能技术在实践中应用的可能，旨在使其方法和理念得到更加广泛的应用和革新。 【关键词】低成本被动式太阳能技术微环境太阳能储存利用 1.引言 自上世纪九十年代开始中国的经济迅猛发展，也带来了中国建筑业的繁荣，发展的速度和取得的成绩都令世人瞩目。然而在发展的背后建筑能耗问题也日益凸显，于是随着技术水平的提高和人们意识的进步，利用可再生能源提高建筑能效的研究与实践已逐步展开。如何将太阳能利用技术与中国当前国情下的建筑建设完美结合，创造低碳和谐的人居环境，走可持续发展的建造方式，，已经成为当前建筑业的焦点，建筑节能已经成为社会的广泛共识。 我国拥有丰富的太阳能资源，年日照在2200h以上的地区占国土面积的2/3以上，属于太阳能资源丰富的国家之一。这也是允许我们大力发展建筑太阳能技术的大前提。近几年政府也在大力促进建筑太阳能技术的发展和应用。而鉴于我国的基本国情和当今建筑业的发展形势，被动式太阳能建筑技术是目前的最优选择。 2.概念阐述 所谓被动式太阳能技术就是充分利用建筑本身的自然潜能，对建筑周围环境、遮阳、通风，以及能量储存中体现太阳能的被动利用。建筑的布局和形态，建造材料、使用人群，以及建筑的绿化和环境就组成了一个建筑的生态系统，它同时也会受到系统外的诸如城市的经济、地理以及太阳光环境等因素的影响，从建造开始到拆除的全过程就是这个系统的生命周期。运用这样的观点来进行建筑设计，建筑就不再是孤立的体量，它有生长的过程，有决定建筑个性的外部环境，有系统内各要素的相互作用和同级系统间的影响。这一观念的转变，让建筑的设计过程变得生动起来，建筑方案的生成过程转化为寻求影响系统各个要素间动态平衡的过程。这种理念是太阳能应用在技术层面之上带给我们对于建筑设计的进一步思考。下面也将通过对两个案例的分析来具体探讨这些问题。 3.案例分析 3.1第一个案例是2011台达杯国际太阳能竞赛的第一名作品“垂直村落”，本案选址在江苏省南部的吴江市，全市境内河道纵横，是一个名副其实的“江南水乡”。方案在做相应的施工调整后将在明年建造出来。 方案首先是从两个问题开始的:1)建筑如何反应水乡肌理2)怎样将太阳能技术结合到建筑中去而不仅仅作为一种建筑的技术手段存在，而是成为设计本身的一个决定性因素。方案将太阳能热水器与遮阳部件结合，形成上下波浪式的立面，从而既获得了富有表现力的立面形式，也将太阳能技术的应用生动的结合了进去。在这样一个大的构思之下，方案有逐步在几个方面实现了太阳能技术与建筑的结合。
_被动式太阳能建筑技术规范_解读
The Special Focus 规范编制背景 被动式太阳能建筑，是通过建筑设计手段和简单技术的合理运用，可以利用太阳能为房间提供相当部分的采暖能量，降低通风和照明的能耗，具有结构简单、造价低、施工方便等优点，已经在美国、德国等发达国家得到了较多推广应用，已发展到较高水平。我国是太阳能资源丰富的国家之一，太阳能作为一种可再生的清洁能源，近年来在建筑中的利用受到关注。我国自上世纪70年代开始，建设了一批被动式太阳能建筑，取得了良好效果。 近年来我国的被动式太阳能建筑得到了长足的发展，各地相继探索建设了一批新型的被动式太阳能建筑，开发了一系列新型被动式太阳能利用技术，但被动式太阳能技术和产品的标准、规范不健全，尤其是被动式太阳能建筑设计、施工规范的欠缺，已成为限制被动式太阳能建筑发展和推广的主要因素之一。亟需编制适合建筑行业遵循的设计、施工、验收规范，以指导建筑行业主动、正确的建设被动式太阳能建筑。 《被动式太阳能建筑技术规范》解读 □ 中国建筑设计研究院 国家住宅与居住环境工程技术研究中心 张磊 鞠晓磊 曾雁 规范编制概况 基于以上被动式太阳能建筑存在的问题。中国建筑设计研究院从2008年8月起，成立了由建筑、暖通、结构、等多专业高级技术人员联合组成的编制组，邀请相关领域的设计院、科研院校、企业中具有较高学术水平和工程经验的专家共同组成编制组，开始规范研究工作。编制组调研了国内主要的被动太阳能建筑科研院所，并对国内有代表性的工程进行了考察。其中；国内分别与山东建筑大学、天津大学、大连理工大学、甘肃自然能源研究所、深圳华森建筑与工程设计咨询顾问有限公司等院校和和研究机构进行了技术交流，考察了国内被动太阳能建筑工程。 规范在编制过程中遵循以下原则： 1.明确对象，掌握深度。研究与设计相关的专业设计标准规范。以被动太阳能建筑设计关键因素为主要对象，兼顾各专业的系统需要，与相关标准规范合理衔接。处理好《被动式太阳能建筑技术规范》和其他设计规范的关系。 2.针对我国国情，借鉴国外先进经验。体现政策要求，反映先进技术水平。综合分析国际上被动太阳能评价与设计方面的经验，充分考虑我国各地区在气候、资源、自然环境、经济社会发展水平等方面的差异，采用 表1被动式太阳能采暖气候分区 被动太阳能采暖气候分区 南向辐射温差比[W/(m 2?℃)] 南向垂直面太阳辐照度 I（W/m 2） 典型城市 最 佳气候区 A区(SHIa)ITR≥8I ≥160 拉萨，日喀则，稻城，小金，理塘，得荣，昌都，巴塘 B区(SHIb)ITR≥8160＞I ≥60昆明，大理，西昌，会理，木里林芝，马尔康，九龙，道孚，德格 适 宜气候区 A区(SHⅡa)8＜ITR≤6I ≥120西宁，银川，格尔木，哈密，民勤，敦煌，甘孜，松 潘，阿坝，若尔盖 B区(SHⅡb) 8＜ITR≤6 120＞I ≥60 康定，阳泉，昭觉，昭通 C区(SHⅡc) 6＜ITR≤4I ≥60 北京，天津，石家庄，太原，呼和浩特，长春，上海，济南，西安，兰州，青岛，郑州，长春，张家口，吐鲁番，安康，伊宁，民和，大同，锦州，保定，承德，唐山，大连，洛阳，日照，徐州，宝鸡，开封，玉树，齐 齐哈尔一般气候区(SHⅢ)4＜ITR≤3I ≥60乌鲁木齐，沈阳，吉林，武汉，长沙，南京，杭州，合肥，南昌，延安，商丘，邢台，淄博，泰安，海拉尔， 克拉玛依,鹤岗，天水，安阳，通化不宜气候区(SHⅣ) ITR≤3#成都，重庆，贵阳，绵阳，遂宁，南充，达县，泸州， 南阳，遵义，岳阳，信阳，吉首，常德 # I＜60
被动式太阳房设计
被动式太阳房设计 摘要:随着我国经济的发展，人民生活质量的提高，人们对能源的使用量逐渐增加。但是，传统能源储备量是有限的。根据国家发改委的规划，到 2020 年，我国可再生能源在一次能源消费结构中的比重将由目前的 7%左右提高到 15%左右。因此，太阳能、风能等可再生能源，将为缓解能源短缺现象和减轻节能压力做出巨大贡献。 被动式太阳房是一种经济地、有效地利用太阳能的被动式采暖建筑，是太阳能热利用的一个重要领域。我国太阳能建筑应用研究开始于 20 世纪 70 年代末，当时被动式和主动式太阳房的应用研究工作同时起步，由于被动式太阳房建筑在利用太阳能方面的巨大优势，被动式太阳房被重点发展。本文从被动式太阳房基础知识，特点，设计特点等方面研究了被动式太阳房模型的构建。
第一章被动式太阳房基础知识 1被动式太阳房概述 1.1被动式太阳房： 被动式太阳房（简称太阳房）是通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构的恰当选择，使其在冬季能集取、蓄存和分配太阳能的一种建筑。 它不仅能在不同程度上满足建筑物在冬季的采暖要求，而且也能在夏季遮蔽太阳辐射，散逸室内热量使之达到降温的目的。被动式太阳房系统一般不需要机械设备和动力，以区别于需要其它设备和动力的主动式太阳房。 1.2被动式太阳房的工作原理 温室效应是被动式太阳房的最基本工作原理。被动式太阳房是不用任何其他机械动力，依靠自然循环向室内供暖，多余的热量储存在墙壁、天花板和地基热体内夜间向室内放热，以保持一定温度。通过建筑朝向和周围环境的合理布置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，在冬季集取、保持、贮存、分布太阳热能，从而解决建筑物的采暖问题。被动式太阳房的集热及贮热方式主要是利用建筑物的围护结构墙或窗，或是比较简单的平板装置作为集热器，能够由人随意控制，其构造可不用复杂机械设备及复杂的管道通风系统；造价较低，太阳房的工程造价仅比普通工程造价增加12%左右，容易被人们接受；维护管理方便，不需要专业技术人员维护管理。 1.3被动式太阳房的分类 被动式太阳房的类型，目前从利用太阳能的方式来区分大致有四种；[1]直接受益式 这是被动式太阳能采暖中最简单而又最常用的一种，也是采用较早采用的一种太阳房。它通过较大的南向玻璃窗获取阳光，将阳光直接照射到室内的地面、
被动式太阳房简介
被动式太阳房简介 作者：黄岳海文章来源：本站原创 什么是太阳房？所谓太阳房，就是能够利用太阳能进行采暖和降温的房子。我国传统的民房几乎都是太阳房，是最原始、最感性的太阳房，是现代太阳房的雏形。 “太阳房”一词起源于美国。当时，人们看到用玻璃建造的房子内阳光充足，温暖如春，便形象地称为太阳房。 辽宁省太阳房试验示范工作始于21世纪80年代初期，发展势头强劲，每年以10万平方米的速度发展，到2000年底，全省共推广太阳房2 50.7万平方米，居全国首位。其中有住宅、农村中小学校舍、村镇办公室、敬老院等。 近年来，被动式太阳能校舍发展速度较快，原因有以下几点： 1.太阳能校舍几乎不用烧柴、煤等常规能源，学生不再受烟熏之苦，有益于学生的身心健康。 2. 学校主要是白天使用，并且在最寒冷的一、二月份学生放假，因此，被动式太阳房的优越性能够充分发挥出来。 3. 国家教育部及省教委非常重视太阳能校舍的建设，曾多次召开专题会议，讨论改建危旧校舍成太阳能校舍的问题。 根据多年来的测试及统计分析，被动式太阳房具有以下的特点： 1．工程造价低。据统计，太阳房的工程造价比普通房增加10%—15%。 2．冬暖夏凉。冬季，在无辅助热源的情况下，太阳房比普通房室内温度高5—8℃左右，室内外温差达到15℃；夏季，太阳房比普通房室内温度低3—5℃。 3．节能效果好。据测算，一栋100平方米的太阳房和普通房，在保证室内温度相同的情况下，每年可节约薪柴或秸秆1.5吨左右；在保证烧柴量相同的情况下，太阳房比普通房室内温度高5—8℃。
4．需要辅助热源，当室外温度很低或连续阴天时，应当有辅助热源提供热量来维持室内温度。辅助热源可采用吊炕等。 辽宁省技术监督局和辽宁省建设厅于1997年联合颁布了《村镇被动式太阳能建筑设计施工规程》，辽宁省人民政府于1998年授予该项技术为省科技进步三等奖。 一、太阳房的分类 按照目前国际惯用名称，太阳房分为两大类：主动式太阳房和被动式太阳房。 主动式太阳房是以太阳能集热器、管道、散热器、风机或泵以及储热装置等组成的强制循环太阳能采暖系统，或者是上述设备与吸收式制冷机组成的太阳能空调系统。这种系统控制、调节比较方便、灵活，人处于主动地位。 主动式太阳房的一次性投资大，设备利用率低，技术复杂，需要专业技术人员进行维护管理，而且仍然要耗费一定量的常规能源。因此，对于居住建筑和中小型共用建筑来说，主要采用被动式太阳房，今后提到的太阳房指的就是被动式太阳房。 被动式太阳房是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，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，使其在冬季能采集、保持、贮存和分配太阳能，从而解决建筑物的采暖问题。同时，在夏季又能遮蔽太阳能辐射，散逸室内热量，从而使建筑物降温，达到冬暖夏凉的目的。 被动式太阳房最大的优点是构造简单，造价低廉，维护管理方便。但是，被动式太阳房也有其缺点，主要是室内温度波动较大，舒适度差，在夜晚、室外温度较低或连续阴天时需要辅助热源来维持室温。 集热、蓄热、保温是被动式太阳房建设的三要素，缺一不可。 被动式太阳房按集热形式可分为五类： 1. 直接受益式 直接受益式是被动式太阳房中最简单也是最常用的一种。它是利用南窗直接接受太阳能辐射。太阳辐射通过窗户直接射到室内地面、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，使室内温度维持到一定水平。 直接受益式系统中的南窗在有太阳辐射时起着集取太阳辐射能的作用，而在无太阳辐射的时候则成为散热表面，因此在直接受益系统中，南窗尽量加大的同时，应配置有效的保温隔热措施，如保温窗帘等。 由于直接受益式被动式太阳房热效率较高，但室温波动较大，因此，使用于白天要求升温快的房间或只是白天使用的房间，如教室、办公室、住宅的起居室等。如果窗户有较好的保温措施，也可以用于住宅的卧室等房间。 2. 集热蓄热墙式 集热蓄热墙式被动式太阳房是间接式太阳能采暖系统。阳光首先照射到置于太阳与房屋之间的一道玻璃外罩内的深色储热墙体上，然后向室内供热。 采用集热蓄热墙式被动式太阳房室内温度波动小，居住舒适，但热效率较低，常常和其他形式配合使用。如和直接受益式及附加阳光间式组成各种不同用途的房间供暖形式，可以调整集热蓄热墙的面积，满足各种房间对蓄热要求的不同，这种组合可以使用于各种房间的要求。但玻
被动式太阳能采暖技术
被动式太阳能采暖技术是通过对建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间与外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构的恰当选择，无须使用机械动力，利用太阳能使建筑物具有一定的采暖功能的技术。截至2004 年底，中国北方农村地区被动式太阳房的建筑面积约为1800 万m2（罗云俊.中国《可再生能源法》出台的背景及影响, 第八届科博会中国能源战略高层论坛会刊,北京,2005），依据辽宁省大连农村被动式太阳房实测结果，即按每年可节省冬季采暖用煤50%、通常平均每户家庭冬季采暖用煤3吨左右进行推算的话，每年节约折合标准煤27万吨。据德国等欧洲国家的被动式太阳房的节能效果统计，相对于传统建筑，被动式太阳能建筑可节约冬季采暖能耗达90% 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。 ①直接受益式 直接受益式太阳房是被动式采暖技术中最简单的一种形式，也是最接近普通房屋的形式，其示意图见图3-39。具有大面积玻璃窗的南向房间都可以看成是直接受益式太阳房。在冬季，太阳光通过大玻璃窗直接照射到室内的地面、墙壁和家具上，大部分太阳辐射能被其吸收并转换成热量，从而 使它们的温度升高；少部分太阳辐射能被反射到室内的其他 表面，再次进行太阳辐射能的吸收、反射过程。温度升高后 的地面、墙壁和家具，一部分热量以对流和辐射的方式加热 室内的空气，以达到采暖的目的；另一部分热量则储存在地 板和墙体内，到夜间再逐渐释放出来，使室内继续保持一定的温度。为了减小房
太阳房的组成和基本原理
太阳房的组成和基本原理 第二章太阳房的组成和基本原理 2～1 太阳房的定义和分类 一、定义 @a《实用? 《太阳房》一词，最早使用于美国，有一次芝加哥报纸把一家装有玻璃太?阳能的房子称为“太阳房”，作为报导，这便是“太阳房”一词的由来。这样?看来，过去欧美似乎并未有意识地考虑让阳光照到房里来。从历史上看欧洲传?统住房都是石造的，后来又是砖砌的，窗户多是纵向长，横向短，不利于利用?太阳能，这是因为西欧的住房是封闭式的，它是为了避开大自然的威胁。而中?国和日本的住房是开放式的，它与自然密切相连，因此自古以来日本的传统是?以木造房屋，木房屋都可以叫做太阳房。日本民宅的特点就是“走廊里充满着?阳光”。说明人民在建房时，自然而然地意识到太阳能的必要性。我国有句民?谣“我家有坐屋，向南开门户”。 因此说太阳房是太阳能热利用中一种型式，也就是说太阳能通过集热设施?及房屋的围护结构传入室内，减少房间采暖对常规能源需要量的房屋可称为太?阳房。在国内目前还没有统一的说法，有人把利用太阳能节能在50%以上的房屋?才称太阳房，低于此数的只能称为节能房。这是人们对太阳房的一些理解。 作者认为太阳房的定义应该是：太阳房是利用建筑，结构上的合理布局，?巧妙安排，精心设计，使房屋增加少量投资，而取得较好的太阳能热效果，达?到冬暖夏凉的房屋，也可以说：太阳房是指有目的的采取一定措施，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做“?太阳冷房”。通常，把利用太阳能采暖或空调的建筑物统称为太阳房。 二、太阳房的分类 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： (一) 按传热过程可分为三种: 1.直接受益式：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、家俱等吸收后，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入被采暖的房间。 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。 (二) 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，蓄热墙的材料可用砼，水墙或相变?材料。 2.集热蓄热墙：又称特朗勃墙（Trmbe wall），在南墙上除窗以外的墙面?上，复盖玻璃，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，为此反复循环，向室内供热。 3.附加阳光间式：这种形式也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，即可用砖石墙间隔，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?过屋顶板向室内传热。这种型式仅适用单层房屋。 5.自然循环式：集热器（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。
浅析绿色建筑设计中的太阳能利用
绿色建筑设计中的太阳能利用浅析 现阶段的太阳能建筑设计主要向两个方向发展，即现代生活中常见到的被动式太阳房和主动式太阳房。被动式太阳房不采用其他辅助能源、完全依靠太阳能采暖，是依靠建筑围护结构本身来完成吸热、蓄热、放热功能的采暖系统。此类太阳房的外围护结构应具有较大的热阻，室内要有足够的热重质材料，以保持房屋有足够的蓄热性能。在冬季，被动式太阳房日间通过建筑围护结构吸收并存储太阳能，夜间围护结构放出存储的热量满足部分室内需要，这样可以在一定程度上降低房屋在冬季的采暖负荷，达到节约能源的目的。 一、被动式太阳房主要分为五大类，即直接受益式、集热蓄热墙式、附加阳光间式、蓄热屋顶池式和对流环路式。 1、直接受益式太阳房式被动式采暖技术中最为简单的一种，也是最接近普通房屋 的建筑形式。如右图所示， 具有大面积南向玻璃窗的 房间大都可以看做是直接 受益式太阳房。在冬季，阳 光通过大玻璃窗直接照射到室内的地面、墙面和家具上，大部分的太阳能辐射能被吸收并转换成热量，从而使它们的温度升高；少部分太阳能被反射到室内的其他表面上，再次进行太阳能辐射的吸收、反射过程。温度升高后的地面、墙面和家具，一部分热量以对流和辐射的方式加热室内的空气，已达到采暖的目的；另外一部分热量则储存在地板和墙体内，到夜间在逐渐释放出来，是室内继续保持一定的温度。为了减小房间的温度波动，墙体和地面宜采用具有较好蓄热性能的重质材料，如石块、混凝土、土胚等。由
于南向玻璃窗面积较大，所以这种形式的太阳房应配备有保温幕帘，并且具有良好的保温性能和密闭性能，以减少热量的损失。另外，窗户还应设置遮阳板，以遮挡夏季阳光进入室内。此外，直接受益式太阳房窗墙比的合理选择也是至关重要的。加大窗墙比一方面会使房间的太阳辐射得热增加，另一方面也增加了室内外的热量交换。 2、集热蓄热墙式太阳房是由南向的透光 玻璃罩和蓄热墙体构成的，中间留有一定距离 的空气间层，墙体上下部位设有通向室内外的 风口。在冬季，阳光透过玻璃罩被具有良好蓄 热性能的重质墙体吸收并储存起来，在夜间将 储存起来的热量通过导热的方式逐渐传递到 室内。并且，阳光会加热空气间层内的空气， 使其温度升高，密度减小，向上浮动，并通过重质墙体上方的风口进入室内，而室内的冷空气就会通过墙体下面的风口进入空气间层内，继续被加热，从而形成一个微型循环，是室内的冷空气不断地被加热，达到采暖的目的。集热蓄热墙体的外表面涂成黑色或某种神色，以便有效地吸收阳光。为防夜间热量散失，玻璃外侧应设置保温窗帘和保温板。然而，冬季的保温效果越好，在夏季越容易出现过热的问题。目前主要采取的办法是利用集热蓄热式墙体进行被动式通风，即在玻璃罩上侧设置风口，利用空气的流动带走部分室内热量。另外，利用夜间天空冷辐射是集热蓄热墙体蓄冷或在空气间层内设置遮阳幕帘，在一定程度上也能起到降温的作用。 3、附加阳光间实际就是在房屋主体南面附加的一个玻璃温室，它其实就是直接受益式和集热蓄热墙式的组合形式。该集热蓄热墙体将附加阳光间和房屋主体分隔开，墙上一般开设有门、窗或通风口，太阳光通过附加阳光间的玻璃后，投射到房屋主体的集
直接受益式太阳房设计
目录1 绪论1 研究背景 1 被动式太阳房概述1 国内外被动式太阳能研究概况1 国外被动式太阳房研究概况2 国内被动式太阳房研究概况4 本文研究方法、内容及意义5 研究方法 5 文献整理 5 计算机模拟6 内容及意义6 2合肥市直接受益式太阳房总体设计6 地理位置 6 气候类型 6 直接受益式太阳房工作原理7 直接受益式式太阳房的设计要点8 空间布局设计 8 日照间距 8 直接受益窗设计9 蓄热体设计11 蓄热体的布置 11
蓄热材料的选择12 保温设计 13 保温结构设计 13 保温墙体材料选用14 3合肥市直接受益式太阳房热工设计参数优化15 传热系数优化原则15 简化模型的建立15 传热系数优化的原则16 外墙传热系数优化16 地面传热系数优化17 4 评价分析18 参考文献 19 附录一被动式太阳房模型建筑图 19 附录二PDA参数模拟21 合肥市直接受益式太阳房模型设计及性能优化 摘要：太阳能是取之不尽的可再生能源，推广使用被动式太阳房，在保护自然生态环境及节约常规能源等方面，具有独特的优越性，本文主要讨论了直接受益式太阳房的设计，优化，以及利用PDA软件进行仿真模拟分析，进行了热工参数设计优化。旨在推广直接受益式太阳房的发展。除此之外，还增加了我们认识了解PDA的能力。 关键字：被动式太阳房；直接受益式；PDA；仿真模拟；热工参数优化
1 绪论 研究背景 受经济发展和人口增长的影响，能源消费总量不断增加。国际能源署 IEA(International Energy Agency)发布的《世界能源展望2014》（World EnergyOutlook 2014）报告，首次将包括煤炭、传统油气、核能、可再生能源在内的能源预测和分析扩展到了2040年。IEA在此次报告中指出：2014 到2040 年间，世界人口和经济仍然继续增长，全球能源需求增长37%，全球对煤炭和石油的需求将达到峰值；全球天然气的需求将增长50%以上，是化石燃料中增长最快的[1]。 然而，该报告也指出了全球能源面临的巨大挑战，包括：石油市场虽呈现供应充裕的景象，然而由于地缘冲突、非传统油气开发速度放缓和不可复制性，使得国际原油市场将在未来面临“供不应求”危险状况，报告中称石油领域短期内供给充足的现象不应该掩盖这样危机，那就是：产能增长的实现依赖于相对数量很少的生产者；能源产地的持续动乱、缺乏合理的能源政策等；核能也面临着诸多的问题，如激烈的市场竞争中存在监管风险，以及公众的接受仍然是一个全球性的重要问题；传统的化石燃料型能源储量有限且污染环境，增加二氧化碳排量，造成温室效应等……不断增长的需求与资源、环境的矛盾，直接威胁着人类的可持续发展。 被动式太阳房概述 被动式太阳能房是指在不借用任何机械动力，不需要专门的蓄热器、热交换器、水泵（或风机）等设备，而是完全用自然的方式（辐射、传导、自然对流）利用太阳能为室内采暖的房间。 被动式太阳能房的设计，可以通过合理的选择建筑朝向和合理的布置建筑周围的环境，结合内部和外部巧妙的处理，选择恰当的建筑材料和结构、构造，以实现冬季能够蓄热并能使用太阳能的目的，进一步可以满足一定的建筑采暖需求[2]。 国内外被动式太阳能研究概况 国外被动式太阳房研究概况 1911年在德国中部一个叫Darmstadt-Kranichstein的地方建立了第一座被动式太阳房。在欧洲，一些国家普遍认为被动式太阳能采暖技术将会成为本世纪建筑设计的趋向。德国是世界太阳能利用大国，《可再生能源法》（EEG）是推动德国
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
西北地区被动式太阳房的研究与设计
西北地区被动式太阳房的研究与设计 摘要：随着西部大开发的日益深入,我国西北地区迎来了前所未有的发展机遇,但生产、生活对能源的需求也大幅度增加,其中建筑能耗约占总能耗的1/4。由于全球性建筑可持续发展的趋势,以及节能环保建筑的发展,太阳能建筑日益受到重视。从1977年甘肃民勤县第一栋土坯太阳房开始,我国太阳能建筑至今已有20多年历史，但是，我国太阳房的建设和利用还远远不够。国内外很多理论研究和试验研究都表明,太阳房是一种可行的、很有发展潜力的绿色节能建筑形式。因此,在太阳能资源富足的西北地区推广既节约能源,又经济舒适的太阳房(住宅)很有必要。本文将介绍太阳辐射原理及太阳能资源分布，被动式太阳房原理及其基本热工参数计算，以及被动式太阳房应用实例。 关键词：太阳辐射原理被动式太阳房基本热工参数计算
西北地区被动式太阳房的研究与设计 1、太阳房原理的介绍 太阳房的基本原理就是利用“温室效应”。因为，太阳辐射是在很高的温度下进行的辐射，很容易透过洁净的空气、普通玻璃、透明塑料等介质，而被某一空间里的材料所吸收，使之温度升高，它们又向外界辐射热量，而这种辐射是长波红外辐射，较难透过上述介质，于是这些介质包围的空间形成了温室，出现所谓的“温室效应”。 在建筑中利用太阳能的方式主要有以下两个种：一是光照。从卫生角度考虑，太阳辐射中的短波成分（紫外线）具有良好的杀菌防腐效果。二是能源利用方面。从节能角度考虑，太阳能是一种清洁、环保、可再生的能源，将其引入建筑作为采暖能源或进行光电利用和光化学利用，有利于节约常规能源，保护自然生态环境。 太阳房是一种利用太阳辐射实现供暖、通风和制冷的建筑，对于营造健康舒适的居住环境非常有利。太阳房包括主动式太阳房和被动式太阳房两种形式。主动式太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成。它需要热交换器、水泵和风机等设备，造价较高。被动式太阳房是被动式太阳能技术的简单应用之一，其目的主要是采暖，一般有直接受益式和蓄热墙式两种形式。 2、被动式太阳房的可行性分析 2.1、西北地区的气候特征 西北地区地处内陆，为典型的大陆性气候，夏季炎热，冬季严寒，降水稀少，终年干旱，除东部个别地区和一些高山年降水量超过400毫米以外，其余地区降水量均低于400毫米，大部分地区不足200毫米，在新疆塔克拉玛干地区、青海的柴达木和和西藏藏北高原地降水量均低于50毫米。
阳光房设计四大要求
阳光房设计四大要求 阳光房，引领时尚的主角，其风情万种的姿态，让多少追逐的人士为之梦寐。随着复式、别墅式阳光房的日益兴起，新型艺术阳光房已成时尚，它能为您营造一个别具一格、通风采光、宽敞明亮、休闲舒适的空间，并能使您的生活质量提高一个层次。因为阳光房形状、选材变化多端，设计制作安装要求都很高。 阳光房图片 但在享受这清新自然的感觉的时候，移门网要提醒各位业主，以下4大问题一定要特别注意，不可因此伤了情趣！ 一、节能保温
阳光房的保温性主要取决于三个方面：断热铝合金型材的构造，窗框及扇的密封是否良好，中空玻璃的结构。与窗框配套安装的密封胶条必须特别严丝合缝，而且应该保证耐久不易老化。中空玻璃可以选择贴膜式或充满惰性气体，这样才能阻挡室内热量外溢，最大程度上节约热能，确保冬季的阳光房内温暖如春。 二、高效隔音 少了钢筋水泥墙的包围，阳光房的隔音效果需要特别注意。移门网建议你选择充有惰性气体的隔音玻璃，以保证良好的隔音效果。窗体也应该选用密封严格、声音传导小的材料，才能真正营造阳光房的静谧舒适。 三、有效排水 阳光房的有效排水系统是保证阳光房舒适度的关键因数。目前已有阳光房厂家建造可以使阳光房免于雨水渗透和冷凝水的烦扰，在屋檐及与结构连接处的精巧设计最大程度上保证了阳光房在结构关键部位的功能。 四、易于清洁 由于长期暴露在外，阳光房也极易被沙土、灰尘污染，变得难以清洁。如果阳光房的门窗能具备平开、悬开等多种开启方式，就可以让日常清洁养护变得格外便捷。另外，阳光房的顶棚最好选择带坡度的
尖形顶，弧形顶，尽量避免平顶结构，在一定程度上也能起到减少灰土积聚的作用。
被动式太阳房范例
被动式太阳房范例 着重介绍了丹麦一栋实验性住宅类玻璃房设计概况和实测数据及主观评价，供玻璃房设计与应用时参考。 概述 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。 早在1830年西班牙建造了世界上第一栋被动式太阳房，其外墙面只有木框镶玻璃。到上世纪20年代，著名建筑师Le Corbusier（1887～1965）设计建造了第一批玻璃幕墙作非承重外围护结构的被动式太阳房。 被动式太阳房或玻璃房（下简称玻璃房）也有很多缺点，主要是：夏季室内会产生高温，强烈日光也使人无法忍受；住宅楼中位于透光外墙边的人体有“不被拦护”的不安全感和心理上被窥视隐私等不舒服感。近年来由于全球能源紧张和对节能的重视，研制出很多具有很高隔热保温性能的透明和半透明外围护结构和材料，全世界对建造玻璃房的热情又高涨起来。例如：芬兰特别看好这种楼房，在首都赫尔辛基建造了一批这种玻璃房。有代表性的是位于赫尔辛基大学区，即节能与生态保护示范区的（VIIKKI）信息中心大楼（KORONA，见题头照片）。楼内有赫尔辛基市图书馆分馆、赫尔辛基大学图书馆、大学的一些办公室和教室。该玻璃房有双层外墙，外层非承重，由透明玻璃制成。两层外墙之间布置了花圃，空调系统的空气由这一空间的各个不同区域采集，它取决于各个季节每天不同时间送风空气的参数要求。沿双层外墙周边有三个冬季花园，称为埃及竹园、罗马竹园和日本竹园，这些花园为信息中心大楼中全部人员和采访者开放，是观赏和休憩的好去处。 丹麦有一栋实验用的住宅类玻璃房，位于首都哥本哈根西部的Egebierggerd，业主是丹麦非盈利性建筑协会（Ballerup Ejendomsselskab），建于1996年，由建筑师Boye Lundgaard和Lene Trandberg采用了丹麦建筑科研院研究成果而设计的。该玻璃住宅小楼从1996年5月24日到6月23日在题为“未来之窗——节能围护结构”展览月上展出，然后由一个家庭居住、使用了一年，现在用作该地新住宅建筑群公共活动中心。该玻璃住宅楼设计建造目的是为了实验性评价高隔热保温性能的透光和半透光外围护结构，对能耗量、自然采光和房间微气候的影响，既有客观测试评价，又有住户主观感觉评价。 1玻璃房的外围护结构和暖通系统 1.1玻璃房的外围护结构 该玻璃住宅楼两层，总面积205m2。中央布置厨房、浴室和厕所。四周外围护结构全部用透明和半透明三层玻璃制成，玻璃层间充惰性气体氪，具有很好隔热保温性能。住宅楼承重墙、柱、屋面板和楼板全用钢筋混凝土整体浇筑。玻璃幕墙总面积216m2，透明、半透明玻璃各约一半，可充分利用太阳辐射热加热房间和天然采光，减少采暖用耗能和照明用电。因玻璃较重，门用双层玻璃制作。三玻透明窗的透热系数为0.50，双玻门为0.70，半透明窗0.40；透光系数分别为：三玻透明窗0.65，双玻门0.80，半透明窗0.55。多层玻璃的内层采用镀膜工艺，使阳光不耀眼。为避免夏季太阳辐射热过多进入房间，使用了轻质、密实布料制作的带滑轮能自动启闭的窗帘。窗框和窗扇边框都用强度高而耐用的柳安木制
被动式太阳房技术及应用前景(一)
被动式太阳房技术及应用前景(一) 【摘要】太阳能在建筑中的应用，主要包括采暖、降温、干燥以及提供生活和生产用热水。通常，把利用太阳能采暖或降温的建筑物称为太阳房。 1被动式太阳房集热构件 太阳能在建筑中的应用，主要包括采暖、降温、干燥以及提供生活和生产用热水。通常，把利用太阳能采暖或降温的建筑物称为太阳房。 按照目前国际上的惯用名称，太阳房分为主动式和被动式两大类。 被动式太阳房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，同时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。 被动式太阳能系统最简单的原理，就是阳光穿过建筑物的南向玻璃进入室内，经密实材料如砖、土坯、混凝土和水等吸收太阳能而转化为热量。把建筑物的主要房间布置得紧靠南向集热面和储热体，从而使这些房间被直接加热，而不需要管道和强制分布热空气的机械设备。在被动式采暖系统中，有时也采用小的风扇加强空气循环，但仅仅是次要的辅助设施，不能因此而与主动式混为一谈。 被动式太阳房是一种让阳光射进房屋，并自然的加以应用的途径，它并不需要另外附加一套采暖设备，整个建筑物本身就是一个太阳能系统。因此，它的许多构件都具有双重功能。 被动式采暖太阳房建筑设计要想获得成功，必须满足下列四项基本原则： A）建筑物具有一个非常有效的绝热外壳； B）南向设有足够数量的集热表面； C）室内布置尽可能多的储热体； D）主要采暖房间紧靠集热表面和储热体布置，而将次要的、非采暖房间围在它们的北面和东西两侧。 2被动式太阳能采暖设计原则 被动式太阳能采暖的基本设计原则是一个多，一个少。也就是说，冬季要吸收尽可能多的阳光热量进入建筑物，而从建筑内部向外部环境散失的热量要尽可能少。所以，太阳能供暖建筑有两个特点： 1）南向立面有大面积的玻璃透光集热面； 2）房屋围护结构有极好的保温性能； 3被动太阳房采暖设计原则 从节能的角度考虑，太阳房的形体以接近正方体的矩形为宜，根据条件和功能要求，平面短边和长边之比取1：1.5至1：4之间。三开间的做成一层为宜，四开间以上的做成二层为宜。房屋净高不低于2.8米，进深在满足使用的条件下不宜太大，取不超过层高2.5倍时可获得比较满意的节能率。 门窗是建筑热损失较大的部位，所以，太阳房的出入口应设防冷风措施，比如设置门斗。但应注意门斗不要直通室温要求较高的主要房间，而应通向室温要求不高的辅助房间或过道。设在南向时，不要采用凸出建筑的外门斗，以免遮挡墙面上的阳光。太阳房非集热面朝向（东、西、北）的开窗，在满足采光要求的前提下，应限制窗面积，并加设保温窗帘、板。 4被动式太阳能采暖设计原则 太阳房的最好朝向是正南，条件不许可时，应将朝向限制在南偏东偏西150以内，偏角再大会影响集热。太阳房和栋房间应该留有足够的间距，以保证在冬季阳光不被遮挡，当然也不应该有其他阻挡阳光的障碍物。以北京的单层建筑为例：保证最不利冬至日（此时的太阳高度角最低）正午前后两小时内南墙面不被遮挡的间距是7米。
被动式太阳房的设计与建设
被动式太阳房的设计与建设 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：被动式太阳房模型设计建筑节能 一绪论 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。 近几年，我国经济发展迅速，广大农村也发生了很大的变化，被动式太阳房是十分适合我国西部广大农村乡镇和城市的一种建筑形式，也是重要的一种节能、环保手段，受到了广大群众的认可和欢迎，得到了广泛的推广。太阳房将朝着高、中、低三个层次发展，以适应各种不同层次的需求： （1）高档太阳房：以被动式和主动式太阳能采暖降温为主 综合利用太阳能其他节能技术（如光伏发电、太阳能空调、地热及热泵等技术）相结合的采暖降温形式，可应用于多层和高层建筑。 （2）中档太阳房：以被动式太阳能采暖为主 ①太阳能热水器和低温地板辐射采暖，做为辅助热源解决冬季采暖。
②利用地下水源、热泵作供热热源，解决冬季的采暖，可供经济较发达地区使用 （3）低档太阳房：以被动式太阳能采暖为主，加强采光及得热并提高外围护结构的保温性能，减少热损失。适用于广大经济欠发达地区推广利用。 二被动式太阳房的工作原理[1] 被动式太阳房（简称太阳房）温室效应是被动式太阳房的最基本工作原理。被动式太阳房是不用任何其他机械动力，依靠自然循环向室内供暖，多余的热量储存在墙壁、天花板和地基热体内,夜间向室内放热，以保持一定温度。 通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构的恰当选择，使其在冬季能集取、蓄存和分配太阳能的一种建筑。它不仅能在不同程度上满足建筑物在冬季的采暖要求，而且也能在夏季遮蔽太阳辐射，散逸室内热量使之达到降温的目的。 在冬季集取、保持、贮存、分布太阳热能，从而解决建筑物的采暖问题。被动式太阳房的集热及贮热方式主要是利用建筑物的围护结构墙或窗，或是比较简单的平板装置作为集热器，能够由人随意控制，其构造可不用复杂机械设备及复杂的管道通风系统；造价较低，太阳房的工程造价仅比普通工程造价增加12%左右，容易被人们接受；维护管理方便，不需要专业技术人员维护管理。
主动式太阳能与被动式太阳能
主动式太阳能与被动式太阳能 被动式太阳房 太阳能采暖的应用形式之一是被动式太阳房，即依靠建筑围护结构本身来完成吸热、蓄热、放热功能的采暖系统。被动式太阳房的外围护结构应具有较大的热阻，室内要有足够的热重质材料，如砖石、混凝土或相变蓄能材料，以保持房屋有足够的蓄热性能。在冬季被动式太阳房日间通过建筑围护结构吸收并存储太阳能，夜间建筑围护结构放出存储热量满足室内需要。被动式太阳房技术可以降低冬季的采暖负荷，甚至在无需其他辅助采暖方式时即可满足室内环境的要求。 ①直接受益式。冬季阳光在通过较大面积的南向玻璃窗后，直接照射到蓄热能力较大的室内地面、墙面和家具上，这些材料日间吸收并存储大部分的太阳能，夜间逐渐释放，使房间在晚上仍能维持一定的温度。由于南向窗户面积较大，这种形式的太阳房应配置保温窗帘，并具有良好的保温性能和密封性能以减少热量损失。窗户还应设置遮阳板，以遮挡夏季阳光进入室内。 ②集热蓄热墙式。这种形式的被动式太阳房是由透光玻璃罩和蓄热墙体构成，中间留有空气层，墙体上下部位设有通向室内的风口。日间利用南向集热蓄热墙体吸收穿过玻璃罩的阳光，墙体会吸收并传入一定的热量，同时夹层内空气受热后成为热空气通过风口进入室内；夜间集热蓄热墙体的热量会逐渐传入室内。集热蓄热墙体的外表面涂成黑色或某种深色，以便有效地吸收阳光。为防止夜间热量散失，玻璃外侧应设置保温窗帘和保温板。集热蓄热墙体可分为实体式集热蓄热墙、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和快速集热墙等形式。 ③附加阳光间式。阳光间附建在主体房屋的南侧，其围护结构全部或部分由玻璃等透光材料构成，地面做成蓄热体。日间阳光间得到太阳光辐射而被加热，其内部温度始终高于外环境温度，热量通过与主体房间相邻的公共墙上的门、窗传入主体房间室内。阳光间既可以在白天供给主体房间热量，又可在夜间作为缓冲区，减少房间热量损失。 ④蓄热屋顶池式。屋顶池式太阳房兼有冬季采暖和夏季降温两种功能，适用于冬季不太寒冷、夏季较热的地区。该被动式太阳房将作为蓄热体的装满水的密封塑料袋置于屋顶顶棚之上，并在其上面设置可水平开闭的保温盖板。冬季日间晴天时，将保温盖板打开，让水袋
被动式太阳能建筑设计及其气候分区
被动式太阳能建筑设计及其气候分区 本章首先总结了现今常采用几种被动式太阳能建筑形式及工作原理，依据影响被动 式太阳能建筑采暖的主要室外气候参数太阳辐照量及室外温度提出被动式太阳能建筑设 计气候分区原则和指标。并建立一组合式被动式太阳房计算模型，采用稳态传热原理进 行计算。利用典型气象年南向垂直面日太阳辐照量实测值与模型计算值进行比较，得出 各观测点的综合辐射百分比作为被动式太阳能建筑设计分区的最重要指标。 利用上述分析结果，对188个观测站进行统计计算分析，最后，定量的将各气候区 边界条件布置在气候分析图上，为建筑师在方案设计时提供被动式气候设计指导。量化 的分析结果不但可以使建浏币更准确的把握建造被动式太阳能建筑的方向，还可以使其 建造的更合理，更有效。同时，分析了三种常用集热部件的集热效率及集热效率曲线， 利用其分析结果，结合实测的垂直南向面总辐射强度及最冷月平均温度情况，得出各种 集热方式的最佳建造区域。 中国太阳能资源状况 影响被动式太阳能建筑设计气候分区的最重要的气候因素就是太阳辐射量，基于太 阳辐射与温度的关系，洲门可以认为温度升高的原因就是太阳辐射。我国疆域辽阔，气 候多样，其太阳能资源的分布也不均匀，因此，分析我国太阳能资源分布状况是本课题 研究的重要环节。 a、我国总辐射的分布 我国总辐射年总量大致在930一2330千瓦小时咪2·年之间。1630千瓦小时/米2·年 这条特征等值线自大兴安岭西麓向西南至云南和西藏处，将我国分为两大部分，其西北 在1630千瓦小时/米2·年以上，东南向皆在1630千瓦小时米2.年以下，也就是说，我 国总辐射年总量的分布趋势是西高东低。见图2.4。 西南部的青藏高原的总辐射量最大，全年可达2330千瓦小时/米2·年，而西北部新疆各盆地中总辐射年总量的值相对较小，塔里木盆地约为1740千瓦小时/米2·年，准葛 尔盆地约为巧00千瓦小时/米2·年左右。 东部地区以华北和内蒙古一带为最大，全年总辐射量可达1630一1740千瓦小时/ 米2·年，东南沿海地区与东斗抛区的总辐射量数澎目当，约为1280一1400千瓦小时/米2·年。剔氏值在川黔盆地，其总辐射量全年仅1050千瓦小帅米2·年。 我国各地区总辐射的季节变化具有明显的气候特征。总的趋势是冬季小，夏季大， 最大值和最小值也分别出现在夏季和冬季。由于受季风气候影响，冬季12月份的分布与秋季9月份的分布形式比较相似。 这些季节的太阳辐射分布受天文条件影响最大，在西部地区等值线基本与纬圈平行， 自南向北减少。东半部因受环流作用遭到破坏，呈二高二低型。河套地区与华南为辐射 高值区，东北与长江流域是相对低值区，四川盆地形成一个很深的闭合低中心。 b、我国直接辐射的分布 我国的太阳直接辐射分布，由于受季风气候和地形条件的重大影响，在很大程度上 偏离纬向分布。分布特征是①由于直接辐射是太阳总辐射中的一个主要分量，因此，无 论是年总量还是月总量，其分布趋势都基本上与相应时段总辐射分布相一致。②与总辐 射一样，冬季直接辐射的分布趋势明显与我国海拔高度的分布相似，即随着海拔高度的 增加，直接辐射值也逐渐增大。冬季1月份直接辐射月总量与海拔高度的相关系数可达 .0734。n月至3月冬季五个月的直接辐射总量与海拔高度的相关系数也可达.0690。在 冬季，海拔高度是影响直接辐射的主要因子。