被动式太阳房的设计与建设
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。
被动式太阳能家设计方案
被动式太阳能家居设计-建筑论文被动式太阳能家居设计编辑/ 刘海星翻译/ 海风精心设计的被动式太阳能房屋能够全年提供日光。
通过夜间通风装置,即使在寒冷的季节,也会感到无比的舒适。
在美国北卡罗莱纳州,很多家庭大部分的空间取暖都来自于被动式太阳能设计。
屋顶太阳能光热系统既能为日常生活提供所需热水,又能形成二次辐射地板供暖系统。
被动式太阳能家居设计代表着一种舒适的家居环境,意味着它的部分采暖、制冷和照明都来自于太阳能。
被动式太阳能具有节能的功效。
当你在为新房或者现居房增加太阳能设计之前,记住,节能高效是最符合成本效益的策略,能够有效地降低采暖和制冷的费用。
选择专业的、在节能方面经验丰富的设计和建筑设计机构,与他们合作,实现家庭节能的最大优化。
如果你正在重新设计你的现居房,首先要进行节能方面的审查,优化成本,提高节能效益。
被动式太阳能设计利用了建筑物所在地气候和材料的优势,减少能源的使用。
其采集热量的原理是:阳光穿过建筑物南向窗户,经特殊材料吸收太阳能,转化为热量加以储存。
一个设计优良的被动式太阳能首先能够通过节能战略降低采暖和制冷负荷,而后利用太阳能来满足全部或者部分损失掉的负荷。
简单来说,阳光穿过建筑物南向窗户,经特殊材料吸收太阳能,转化为热量加以储存,也就是形成了蓄热体。
被动式太阳能家居设计所形成的家中的热负荷被称作被动太阳能指数,取决于玻璃窗的面积和蓄热量。
理想的蓄热量和玻璃窗的面积是根据气候的变化而变化的。
精心设计的被动式太阳能房屋能够全年提供日光。
通过夜间通风装置,即使在寒冷的集结,也会感到无比的舒适。
成功的被动式太阳能家居设计必备要素合适的建造位置如果你正在规划一个新的被动式太阳能家居设计,那么你的房子的南侧的一部分必须能够充分接触到阳光。
充分考虑到这一位置在未来的使用情况,比如小树变成参天大树,未来的多层建筑会阻挡你所居住的房子的采光。
在一些地区,分区或其他土地使用法规会保护业主的采光权。
农村被动式太阳房设计应注意的技术问题
农村被动式太阳房应注意的问题1》农村被动式太阳房建筑设计要想获得成功,必须满足下列要求:1)建筑物具有一个非常有效的绝热外壳;2)南向设有足够数量的集热表面;3)室内布置尽可能多的储热体;4)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:多得热,少散热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技术要点1)建筑朝向。
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15°以内,偏角再大会影响集热。
2)房间的平面形式。
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,平面短边和长边之比取1:1.5至1:4之间。
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。
3)建筑体形系数。
控制建筑体形系数也就是减少建筑外表面与室外大气接触的面积,从而减少室内热量通过围护结构向外散失。
4)透明围护结构。
门窗等透明围护结构是建筑热损失较大的部位,因此应在建筑出入口处设防冷风措施,比如设置门斗。
在南向设置门斗时,不要采用凸出建筑的外门斗,以免遮挡墙面上的阳光。
其他朝向的开窗,在满足采光要求的前提下,应限制窗面积,并加设保温窗帘、板等。
5)防止夏季室内过热。
为防止夏季过热,可利用挑檐作为遮阳措施。
挑檐伸出宽度应考虑满足冬、夏季的需要,原则是:寒冷地区首先满足冬季南向集热面不被遮挡,夏季较热地区应重视遮阳。
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。
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。
浅谈被动式太阳房在新农村建设应用中的设计要点
浅谈被动式太阳房在新农村建设应用中的设计要点一、位置和朝向的选择在新农村建设中,被动式太阳房的位置和朝向选择至关重要。
首先要考虑太阳的光照和温度变化,因此应选择朝向良好的位置,以便能够充分利用太阳能。
一般来说,被动式太阳房最好朝向南方,这样可以充分接受太阳的辐射,提高温室效果。
而且,被动式太阳房建筑的位置也需要尽量远离高墙或者高树等遮挡物,以免阻碍太阳的照射。
二、建筑形式和结构设计被动式太阳房的建筑形式和结构设计需要考虑到整体的热量和气流的流通情况。
建筑形式可以选择较大的玻璃窗或者透明的玻璃材料来增加太阳的辐射和温室效果。
结构设计上也要考虑到建筑的保温性能,选用合适的保温材料和墙体结构,以保证在夜间夜间能有效地保持室内温度。
还需要合理设计通风和遮阳装置,以保证室内气流的良好流通和有效的避阳。
三、室内布局和功能设计被动式太阳房的室内布局和功能设计也是新农村建设中需要重点考虑的问题。
首先是要考虑到室内布局的合理性,根据房屋朝向和室内使用功能布置合理的生活区域和功能区域。
在布置室内家具和装饰时也要注意选择对于室内温度和光照受益较大的家具和装饰,以增强室内的温室效果。
四、绿色环保和可持续发展设计在新农村建设中,被动式太阳房的设计要点还包括绿色环保和可持续发展等因素。
在建筑材料和装饰材料的选择上,应尽量选用环保材料和新型节能材料,以减少建筑对于环境的影响。
在室内设计上,要注重节能和环保,比如合理利用太阳能供暖和照明,利用自然通风等,减少对于传统能源的依赖。
五、地域特色和文化传承新农村建设中被动式太阳房的设计要点还需考虑到地域特色和文化传承。
不同地区有着不同的气候环境和文化传统,设计要根据当地的具体情况,充分考虑当地的气候特点和传统文化,结合被动式太阳房的设计,以满足农村居民对于舒适和美好生活的需求。
被动式太阳房在新农村建设中的设计要点涉及到建筑位置和朝向选择、建筑形式和结构设计、室内布局和功能设计、绿色环保和可持续发展设计以及地域特色和文化传承等诸多方面,需要多方面的考量和综合考虑。
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。
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利用建筑自身的结构、朝向、材料等特性,通过合理设计和布局,最大限度地利用太阳能进行采暖、通风、采光等功能,以实现节能、环保和舒适的建筑环境。
被动式太阳能建筑的设计理论和应用实践是当前建筑领域中的研究热点和发展方向之一。
本文将从设计理论和应用实践两个方面对被动式太阳能建筑进行浅析,旨在对这一领域进行一定程度的探讨和总结。
一、设计理论1、朝向和布局被动式太阳能建筑的首要设计原则是根据建筑的朝向和布局,合理利用太阳能资源。
在北半球的地区中,建筑应当朝南倾斜,并在南立面设置大面积的采光窗户,以最大程度地吸收和利用太阳能。
在建筑内部布局时也要考虑充分利用日照,布置采光天窗或设置光管等设施,使自然光能够充分照射到建筑内部,减少对人工照明的依赖。
2、外墙和隔热保温在被动式太阳能建筑的设计中,外墙的隔热保温性能至关重要。
良好的外墙隔热保温设计可以减少建筑内部的热量传递和损失,提高建筑的保温性能。
外墙的材料和颜色也需要进行合理选择,以增加或减少对太阳能的吸收,达到合理利用太阳能资源的目的。
3、自然通风和被动冷却在设计被动式太阳能建筑时,要充分考虑自然通风和被动冷却的设计。
通过合理设计建筑的通风口和通风道,有效地利用气流的对流和自然风力,以达到室内空气的自然循环和保持室内舒适的效果。
可以通过多种被动冷却技术,如绿色屋顶、遮阳结构等,减少建筑内部热量的积累和建筑物的热岛效应,提高建筑的舒适度。
4、结构和材料被动式太阳能建筑的结构和材料设计是实现节能和环保的重要手段。
在建筑结构设计上,要注重建筑的整体稳定性和结构强度,在确保安全的前提下,尽可能地减少结构用材和材料的消耗。
可以选择一些具有隔热保温、吸热和保热性能良好的材料,如太阳能吸收涂料、隔热保温材料等,以提高建筑的太阳能利用效率和节能环保性能。
二、应用实践1、被动式太阳能建筑的实际案例目前,世界各地都有许多成功应用被动式太阳能建筑理念的实际案例。
被动房建筑方案
被动房建筑方案被动房是指利用设计、建筑、材料和技术等手段,最大程度地减少房屋对能源的消耗,提高室内环境的舒适性的一种建筑类型。
被动房建筑方案以其节能、环保、健康的特点受到了越来越多的关注和推崇。
本文将介绍被动房建筑方案的原理、特点以及在中国的应用情况。
被动房的原理主要包括以下几个方面:首先是优化建筑朝向,最大化利用太阳能。
被动房一般朝向太阳的方向,利用太阳辐射来加热室内空间。
同时,通过合理设置阳光透明度较高的窗户,将室外的阳光引入室内,减少照明的能耗。
其次是加强建筑保温。
被动房采用高效保温材料,如保温板、保温砖等,减少室内外热量的传导。
此外,被动房还采用双层玻璃窗、断桥铝等材料,有效隔离室内外的热量交换,提高保温性能。
第三是采用节能设备。
被动房通常配备高效的采暖设备和热水设备,如空气源热泵、太阳能热水器等,利用可再生能源来满足室内的加热和热水需求,减少能源的消耗。
被动房的特点主要体现在以下几个方面:首先是节能环保。
被动房通过优化建筑朝向、保温材料和节能设备的应用,大幅度减少了对能源的消耗,降低了温室气体的排放,有利于环境保护和可持续发展。
其次是室内舒适性。
被动房的保温性能好,室内温度稳定,不受室外温度的影响。
此外,被动房还采用新风系统,提供新鲜空气,保持室内空气的质量,有利于居住者的健康。
第三是经济可行性。
虽然被动房的建设成本较高,但由于其节能性能突出,居住者可以通过节约能源费用来回收投资。
此外,政府还提供了相关的补贴和优惠政策,进一步降低了居民的使用成本。
在中国,被动房建筑方案得到了越来越多的应用。
随着人们对环境问题的重视和对舒适生活的追求,越来越多的被动房项目在中国的各个城市兴建。
例如,北京、上海、广州等大城市都出现了被动房项目,成为了节能建筑的代表。
总之,被动房建筑方案是一种能源节约、环保、健康的建筑形式,通过优化建筑结构、材料选择和技术应用等手段,最大程度地减少对能源的消耗,提高室内舒适性。
夏热冬冷地区小城镇被动式太阳房的设计
夏热冬冷地区小城镇被动式太阳房的设计杨子江,吴耀华摘要:论述了小城镇被动式太阳房的基本原理,提出了被动式太阳房利用太阳能的几种形式及设计方案。
在夏热冬冷地区小城镇住宅中利用太阳能是一种节能而环保的技术关键词:夏热冬冷地区;小城镇住宅;太阳房;设计1引言我国夏热冬冷地区,虽然冬季最冷月平均气温高于0℃,但低于5℃的天数有2~3个月,相对湿度较高,日照率又偏低。
如湖北地区全年日照时数只有1400~2200h,全年总太阳辐射能为(100~120)×104kJ/m2,夏季酷热。
这必然使几乎没有保温隔热措施的小城镇住宅冬夏季室内热环境条件不佳。
随着人们生活水命的不断改善,人们对住宅热环境的舒适性要求日趋迫切,冬季采暖势在必行。
太阳能是广大农村和小城镇可利用的最好能源,太阳能热水器、日光温室已经在人们的生活、生产中发挥了极其重要的作用。
因此,如何有效利用太阳能,使建筑设计合理,以改善夏热冬冷地区小城镇住宅室内热环境条件,达到低水平的室内舒适参数,已成为一个重要的研究课题。
2小城镇被动式太阳房的基本原理和技术简介太阳辐射很容易透过清洁的空气、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,介质又可向外界辐射热量,而这种辐射是在比太阳低得多的温度下散发的长波红外辐射,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,而温室效应是被动式太阳房最基本的工作原理。
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、储存和分配太阳热能,从而解决建筑物的采暖问题。
同时在夏季又能遮蔽太阳辐射,散逸室内热量,从而使建筑降温,达到冬暖夏凉的目的被动式太阳房系统最简单的原理,就是尽量开大南向采光窗,减少北向窗,最好不设东西窗,而且在有条件的地区,最好采用双层门窗。
围护结构采用导热系数小的材料(如聚苯板、珍珠岩、矿棉板等),增加围护结构的热阻,降低围护结构的传热系数。
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。
5.2.1 太阳房的建设地点、朝向和房间距的确定_太阳能供暖系统设计与安装_[共3页]
第5章 被动式太阳房127 于集热蓄热墙式。
图5-6为附加阳光间式被动式太阳房的工作原理图。
图5-6 附加阳光间式被动式太阳房工作原理图白天,太阳辐射透过玻璃照射在房屋主体的集热蓄热墙上。
由于温室效应,在一天的所有时间里,附加阳光间内的温度总比室外温度高。
因此,附设阳光间不仅在白天可以给房屋主体提供热量,而且在一整天尤其是夜间可以作为一个缓冲区,减少主体房间的热损失。
白天,当附设阳光间温度高时,打开通风口可向房间供热;夜间关闭通风口,同时阳光间的隔热和缓冲作用,使主体房间的温度下降缓慢。
在城市一般都有在南墙外设置阳台的设计,而广大农村也有类似的在南墙外设置阳台式的小走廊的习惯,把这些阳台或小走廊的南面用大块玻璃密封起来就是很好的阳光间。
它既有很好的隔热保温作用,也有一定的存放物品的功能。
5.2 被动式太阳房的设计5.2.1 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,建房前一定要在当地规划部门允许的情况下,合理地选择建设地点、朝向和房间距。
1.被动式太阳房的建设地点被动式太阳房的建设地点最好选在背风向阳的地方;周围没有高大建筑物或树木遮挡;附近没有粉尘污染严重的工厂,如水泥厂等。
建造太阳房的地区,应该是太阳能资源丰富或可利用的地区,在同一个地区还应该注意建造太阳房的小区环境,要注意周围环境对太阳房的不利影响。
同时,注意太阳房的室外绿化,构成所谓“生物气候”,这也是一种太阳能的利用。
2.被动式太阳房的朝向被动式太阳房应朝向正南方,在偏东、偏西15°范围内效果也较好。
因为从太阳房设计。
浅谈被动式太阳房在新农村建设应用中的设计要点
浅谈被动式太阳房在新农村建设应用中的设计要点一、建筑方向的选择被动式太阳房的设计首先要考虑建筑的朝向和方向,保证建筑能够最大程度地利用太阳能资源。
在新农村建设中,一般选址会尽量选择坡地或者阳光充足的地带,建筑朝向应该是向阳的,尽可能面向南方,以便充分吸收太阳能,同时减少北面的窗户和门,减少能量的损失。
二、采光通风系统的设计被动式太阳房的设计要充分考虑自然采光和通风系统,保证室内的通风和采光效果良好。
在新农村建设中,可以通过设计大面积的玻璃窗和门,以便充分利用自然光线,减少室内照明的需要。
同时在建筑的设计中,要考虑采用科学合理的通风方式,比如设置通风窗或者空调系统,以确保室内空气新鲜流通。
三、保温隔热材料的选择被动式太阳房的保温隔热效果直接关系到建筑的舒适度和能源消耗。
在新农村建设中,应选择高效的保温隔热材料,比如保温板、保温砖、保温涂料等,以减少建筑物的能量损失,降低采暖和空调的能耗。
同时要考虑保温材料的环保性和耐久性,以确保建筑的可持续性发展。
四、 passivhaus标准的引入passivhaus标准是一种被动式建筑标准,以最大限度地减少建筑物的能源消耗为目标,通过科学严谨的设计和施工,实现建筑的高效节能和舒适度。
在新农村建设中,可以考虑引入passivhaus标准,借鉴其先进的 passivhaus 技术和理念,对被动式太阳房进行设计和改进,从而提高建筑的节能性能和舒适度。
五、绿色植被的布局在新农村建设中,合理的绿化布局和植被种植能够提高周围环境的舒适度,同时也为被动式太阳房提供了遮荫和降温的效果。
在被动式太阳房的设计中,应该充分考虑植被的布局和种植,通过绿化带和园林景观的设置,为建筑提供良好的环境保护和生态效益。
六、充分利用自然资源被动式太阳房的设计追求的是尽可能地利用自然资源,保持与自然的和谐。
在新农村建设中,可以考虑充分利用当地的自然资源,比如利用地形和地势来实现建筑的节能和环保,采用当地的传统建筑材料和技术,结合当地的气候特点,打造具有乡土风情和生态特色的被动式太阳房。
被动式太阳房
序言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【摘要】:本文结合我国现状,谈谈被动式太阳房的原理和设计要点。
【关键词】:太阳房被动能量转化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。
而被动式太阳房是集蓄热、集热、保温等三要素。
下面就按集热形式,将被动式太阳房分为五类: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。
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。
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。
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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。
被动式太阳房的工作原理图三被动式太阳房的可行性分析3.1 太阳房经济性分析经济指标是评价太阳房的一个重要方面,也是方案选择的重要依据。
太阳房在寿命期内资金消费的特点是初投资大而运行费用低。
而偿还年限是太阳房采暖经济评价的一项重要指标。
偿还年限可由下式算[2]出N =ln B?ln(B?Ai)/ln(1+i)式中 A—太阳房较对比房增加的初投资,元/m2;B—太阳房较对比房每年节省的费用,元/(m2a);i—年利率。
一般情况下,估测目前普通房屋的投资成本为 7 万元,对于太阳房来讲,除正常的建筑投资,还需要保证室内的采暖、通风以及满足生活照明等的电能,成套斯特林热发电系统成本为 4000 元/千瓦,但进行大规模的生产时成本会有所降低。
因此估测太阳房的总投资为 11 万元。
与普通房相比,太阳房的耗煤指标为10.03kg/m2,则太阳房采暖耗煤量为 2006kg,当地煤价加运输成本分摊为1000 元/t,太阳房的年节约收益为 68.7 元/(m2a),增加的初投资为 200 元/m2经计算,则该太阳房的投资回收年限约为 3 年。
3.2 太阳房的热性能分析[3]太阳房的热性能主要有太阳能保证率(SHF)、太阳房节能率(SSF)、热舒适度等。
3.21保证率太阳能保证率 SHF 越大,达到房间所需采暖温度应提供的辅助热量就减小,反之越大。
在本次研究中采暖时期维持设计温度时所需消耗的热量为352664.928kJ,而由太阳能提供的热为 392303.6kJ,即太阳能采暖保证率超过50%,可达到房屋的供暖需求。
3.22节能率[4]该附加阳光间式太阳房的节能率为 SSF =60.1%,可达到节能的目的。
3.3能源利用情况分析通过室外或住宅外单独构筑的暖气炉及连接整个房间的水暖管道供暖,条件好的会使用电热器等。
相反,条件差的农户往往只能燃烧木柴取暖。
可以看到这种通过简易设置而成的内部供暖系统虽然构造简单,比较实用,但建立这样一套系统并加以维护所花的费用并不低,同时,由于暖气炉产生的热量有不少的部分都在整个管道的运输、水的蒸发等环节丧失掉了。
而用木炭或无烟煤都需要花费资金购买并需要专门的房间进行燃料的贮藏,用木柴、秸秆又不利于保护生态环境和可持续发展。
西北地区五省中,陕西冬季的气温并不是最低的,因此,供暖问题并不是很严峻。
依靠被动式太阳房转化的热量绝对足够保证房屋的温暖舒适。
四被动式太阳房的技术分析4.1 蓄热墙夹气层厚度[5]蓄热墙得到的热量仅有阳光照射到墙表面的部分Q、(包括被吸收和被反射到夹层部分).蓄热墙失去的热量有:·流过夹层气体与墙表面对流辐射交换的热量Q,被气体带入室内;夹层玻璃与气体流动向外传递的热损失QZ;蓄热墙体传递·到室内的热量Q3.则能量平衡关系可表示成:式中:P—空气密度,〔Kg/m3〕;Cp—空气比热,[J/Kg·K〕;FF—风口断面面积〔m,〕;uV—气流流经风口的平均流速,〔m/s〕;因此,应使两者之间形成紊流流动或至少使气体形成环流,才能使对流换热效果显著。
4.2 蓄热墙夹气层的垂直高度[6]已知蓄热墙夹层内的空气流动是有限空间的自由流动状,实际经验又表明,一般情况下当时皆可认为是有限空间,由此可确定夹层的高度,如果h=lm,夹层厚度取a=0.3m,显然不太合理,但据前述分析又不能过小,一般应取占d=0.lm~o.15m较为合适.4.3稳态传热计算模型,被动式太阳房基本热性能参数有总负荷系数TLc。
TLc是指当保持室内外温差为1℃时,室内所需的供热负荷,计算式为[7]TLc=A,·U,+n·V·σ·q3/.6(1)式中Aj—外围护结构j的面积,mZ;Uj—外围护结构j的传热系数,W/mZ·℃;V—房间的内部体积,m3;σ—室外空气平均密度,kg/m,;n—房间的换气次数,h一`;C,—空气的定压比热容,kJ/kg·℃,常温常压下约为1.08kJ/kg·℃。
②净负荷系数NLC。
NLC是指房间除太阳能集热部件以外的热负荷系数,即NLC等于TLc减去太阳能集热部件的热负荷系数,计算式为[8]NCL=A,·U,+n·V·σ。
Cp/3.6n为除集热部件以外的外围护结构的个数,其它各量物理意义同五被动式房屋的总体设计5.1 功能分区及平面布置5.2朝向的选择与太阳房的外形由于村镇建设总体规划的设计要求,各类房屋的朝向不可能千篇一律。
但从设计太阳房的需要出发,应选择坐北朝南的矩形平面形式。
5.3立面和剖面设计在立面和剖面设计上,对于一般被动式太阳房,在考虑外观形式时要符合内部的功能要求,但不能脱离使用要求、不能脱离经济条件,要考虑构造的可能和施工条件,不作过多或多余的装饰。
5.4集热蓄热墙[9]选择直接受益式和集热蓄热墙式的混合式。
选用的做法是在墙体内增加一层60~120 mm厚的保温材料,一般为膨胀珍珠岩、矿棉、聚苯乙烯泡沫塑料板等(在气候干燥的地区,也可以利用经过防腐处理的高粱壳、棉秸秆、牛马干粪等),该做法称为“复合保温墙”法。
5.5屋顶和地面采用干法施工架空保温层做法,避免了湿作业,提高了保温材料的可靠性。
采用普通地面,外墙的内侧地面往下450~600 mm深度范围内还要做刚性防潮、防水、隔热处理,这可以防止储存在墙和地面中的热量不至于很快传导出去。
5.6窗户在被动式太阳房中,窗户是获得太阳辐射能的主要构件,同时也是热损失最大的构件。
冬天从窗户散失的热量占整个房子热量损失的30%~50%。
为了增加阳光的收集量,减少热损失,可选用保温窗帘、保温窗板等。
六总结通过对被动式太阳房实现环境、经济效益、优点和设计方法等方面的分析研究可知,在西北地区构筑被动式太阳房是可行的。
我国太阳房的建设和利用还远远不够,尤其是在广大农村和小城镇。
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农村推广既节约能源,又经济舒适的太阳房(住宅)很有必要。
作为一种新型节能建筑,被动式太阳房集绝热、集热、蓄热为一体,具有构造简单、造价低、不用特殊的维护管理、性价比高、节约常规能源和减少空气污染等许多独特的优点,对于大发展中的西北地区具有重大的现实意义。
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