太阳房技术应用论文

浅谈太阳房的技术应用

中图分类号：p18 文献标识码：a 文章编号：

《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。

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作“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”。

一、被动式太阳房的工作原理

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。

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。

现今我国的太阳房建筑，主要是被动式太阳房。被动式太阳房的类型很多，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。

（2）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。

（3）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。

（4）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发展的趋势。

二、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。

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。

三、被动式太阳房在中国西部的发展方向及前景

（1）被动式太阳房在中国西部的发展方向

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。

近几年，我国经济发展迅速，广大农村也发生了很大的变化，小康型住宅的示范推广，也对太阳房的舒适度和美观等提出了更高的要求。

（2）被动式太阳房在中国西部的发展前景

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