寒冷地区被动式太阳房的设计

阳能，最大限度地减 少热量损耗 ，以达到节能环保 ，经济高效的 目的。
关键 词 ：太阳能利 用；建 筑节能 ；房屋设计 中图分类号：Ｔ Ｕ１ ８ 文献标识码 ：Ａ
北方寒冷地 区，冬季平均气温 常低 于 一 １ ０ ℃ ，室 内外温差 超过 ｌ ５ ℃ ，要 想使被 动式太 阳房在这 样 的环 境下 ，室 内温度 达到 ８ ℃，全年节约采暖用 能 ２ ／ ３这一指标 ， 需从集热 、蓄热 、 保温３ 重要方 面人手 ， 对太 阳房进行设计施工 ， 具体 内容如下 ： １太 阳房 的平面设计 １ ． １ 太 阳房的朝 向与外形 在被动式太 阳房 中，只有充分获得太 阳能 ，并把它予 以储 存 、释放 ，才能达到被动采 暖的效果 ， 在我 国北方 以朝南 向为 好 ，因房屋的不同方 位和不同的形状接受太 阳辐射量不 同 ，因 此太 阳房 以偏 东 ，西 １ ５ 。最 为理想 。其 最佳形 状是沿 东西 向 伸展的矩形 平面为最好 。 １ ． ２被动式太 阳房屋 内设计格式要求
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第３ ３卷
第１ １ 期
２ ０ １ ３年 １ １ 月
寒 冷 地 区被 动 式 太 阳房 的 设计
兰 雪峰
（ 梨树县农业环境保护与农村能源管理站 ，吉林 梨树 １ ３ ６ ５ ０ ０ ）
摘 要 ：文 中针对北方寒冷的气候 条件 ，将被 动式太阳房的外部 形体以及 内部结构进行 了全面的调整和优化 ，使其 最大限度地收 集太
厚实 体砖墙 承重 ，墙体 室外一侧采 用 １ ２ ０ ｍ ｍ厚 保护墙 ，中间 １ ２ ０ ｍｍ厚 的地方 ，采 用空气 层或 填充膨胀 珍珠 岩 、矿棉 、聚 苯 乙烯泡沫塑料板等保温材料 。在寒冷地 区太 阳房屋的南墙表 面 ，由于冬季能获得较多 的太 阳辐射能 ，通常设计成太 阳能构 件 即集热 蓄热墙 ，它是 由蓄 热性能好 的混 凝土 、砖 或盛水 的 容 器构成 ，其外 表面涂 成黑色 或深色 ，离墙 外侧 １ ０ ０ ｍ ｍ处加 装两道密 闭的透 明盖层 ，使其形成一个空气夹层 ，在该墙 的上 下端 ，各 开一个小通风 口通入室 内 ，当太 阳光透过盖层 照射在 集热墙上 时 ，空气夹层 内的空气变热 而上升 ，通过上下两端通 风孔 与室内空气进行 自燃循 环 ，经过循环往复 ，室温 即可逐渐 得到提高 ，达 到采 暖的 目的。寒冷地 区太 阳能集热 蓄热墙 的设 计 参 数 ：面 积 ０ ． ４ ３一 ｌ ｍ 集热墙 ， ｍ 地 板 ；厚度 ，砖 ２ ５ ０— １ ． ２ ． １ 起 居 室 ３ ７ ０ ｍ ｍ，混凝 土 ３ ０ ０—４ ５ ０ ｍ ｍ，水 １ ５ ０—５ ０ ０ ｍｍ；上 下循 环 要求位于整幢太 阳房 的中间 ，南 向单独设置或与卧室内外 通风 口的面积 ：ｌ ％ 一３ ％ ×集热墙面积。 相连 ；面积大于其他房间 ；不设火炕 ，或安装 户用暖气 、生火 ３ ． ２窗 炉 ，或设火墙。用于会 客 、读 书、进餐 、安放家具之用 。 窗是获得太 阳辐射能的主要构件 ，同时也是房屋热损失最 １ ． ２ ． ２卧 室 大的构件 ，在太阳房的设计 中 ，关键 是要 处理好各 朝向窗的配 住宅 中的最 主要房 间，一幢太 阳能住宅 中可分成大小不等 置 、尺寸 、构造和隔热措施 。配置和尺寸 ：由于北 方冬 季太 阳 的几室 ，南 向布置 ，面积 １ ０— １ ６ ｍ ，卧室要求有充足 的阳光 高度角低 ，南立面阳光强烈 ，而北面照不到太阳 ，所以 ，太阳 和 良好 的通风。 能房的正确朝向是向南 ，在房屋的南面应多开窗 ，构造允许的 １ ． ２ ． ３厨房 前提下 ，尽量开大南窗 （ 直接受益窗 ），在朝北或非南向的墙 厨 房占地 面积不大 ，要求有直接对外 的采光通风 ，有便于 面应适当开设 ，即不开、少开窗 ，开小窗。只有这样才能收集 物料进 出的通道 ，厨房 内炉灶要与卧室 的火炕 、火墙相连 ，厨 到更多的太 阳能 ，同时减少热损失。构造 ： 选 用太阳能透过率 房主要用于家庭炊事 ，兼 做洗 衣 、畜禽饲料 的加工加热之用 。 高的玻璃 ；合理采用 ２ 层或 ３ 层窗 ；采用 分档少玻 璃面积大的 １ ． ２ ． ４卫生 间 正方形 固定窗 ；密封处理 ，防止冷风渗透 ；将金属窗框做成空 近几年很 多村镇安上 了 自 来水 ，有 的农户在 自 家厨房 内打 心断面或分开 ，中间填充保温材料 ；夜间增加聚苯保温板或保 了管井 ， 设计建造太 阳房 时，考虑在卫生间 内设置洗澡间 、预 温窗帘 。 留安装水洗厕所 的位置 ，还需考虑设置排水系统 ，以备将来配 ３ ． ３ 屋顶 套使用 。卫生 间的平 面布置应密切与设备配合 ，尺寸大小要紧 屋顶是建筑热耗面积最大 的部位 ，因此在进行太 阳房屋顶 凑， 避免浪 费面积 ，还应注意人在室 内活动所需 的基本尺寸 ， 设计时尤为注意 ，其热阻值应不小于 围护结构的外墙 ，有时甚 并 留有一定余地 。卫生 间最后直接采光通风 ， 寒冷季节应 防止 至使其保温性能高于外墙 ，它 的保温层须放在承重层外侧 ，太 管道冻坏 。 阳房一般选择平屋顶 ，其设计结构从屋顶外层起依次是 ：防水 １ ． ２ ． ５ 储藏 间 层 ；１ ： ３ 水 泥砂 浆 找平 层 ；细 石砼 板 （ ５ Ｏ Ｏ×５ ０ ０）２ ０ ｍ ｍ厚 ； 可在房屋的背阴面单设一小 间 ， 或设库房 ， 或打壁橱 、 吊柜。 空气夹层 ；塑料袋装膨胀珍珠岩保温层 ；１ ： ３ 水泥砂浆找平 层 ； １ ． ２ ． ６ 平 面组合 １ ： ８白灰炉渣找坡最薄处 ３ ０ ｍｍ厚 ；屋 面板 。 在太 阳房平面布置上 ，主要房间与辅助房 间紧密相联 ， 其 ３ ． ４地 面 交 通纽 带是走廊 过厅 ，这些纽 带应力求 简短 而实用 。主要房 间 地面是 集热 蓄热 的重要 部件 ，可 设计成 保温 地面 ，也可 的卧室 、起 居室要朝南 向布置。对 于温度要求较低 的房 间如厕 设 计成普 通地 面 ，保温地 面结构 ：１ ： ２ ． ５ 水 泥 白石子 ；水 泥砂 所 、卫 生间 、储 藏间尽量 布置在建 筑物北侧 或非南 向 ，且要设 浆 结合层一 道 ；１ ： ８水泥珍 珠岩保温 层 ；防潮层 ；碎 （ 卵 ）石 ２ ． ５混合砂浆垫 层素土夯实 。普通地 面结构 ：１ ： ２ ． ５水泥砂 置辅助热源 ， 使 之在太阳房受寒 面围成保护 区 ， 从 而增加 了建 灌 Ｍ 筑物的保温措施 ， 提 高太 阳能利用率 。 浆 抹 面压 实、赶光 ；素 水泥 浆结合 层 一道 ； Ｃ １ ０ 混凝 土 垫层 ２被动式太 阳房 的立面、剖面设计 ６ ０ ａ ｒ ｍ厚 ；碎 （ 卵） 石灌 Ｍ ２ ． ５ 混 合砂浆 １ ０ ０ ｍ ｍ厚 ；粗 砂垫层 为 了完整地反映太 阳房的全貌 ，在进行 平面设计 的同时 ， ３ ０ ０ ｍ ｍ厚 ；素土夯实 。 还要解决房屋竖 向的一系列问题 ，这就是太 阳房的立 面、剖面 辅助热源被动式太阳房不 可能百分 之百 地依靠太 阳能达到 设 计。太 阳房的立面设计强调造型美观 ，但 不能 孤立地考虑太 采 暖的 目的 ，在设计 中应考虑 配置辅助热源 ，常用 的辅 助热源 阳房的外观形式而忽略以下几点 ：要以满足使用要求为前提 ； 有 火炕 、 火墙 、家用 土暖气 以及 电暖气等 ， 用户 可根据 自身条 要适应太 阳房的性质 、规模 、性质量标准和造价投资 ； 要 充分 件合理搭建 和配置 。 考虑结构的合理性和构造 的可 能性 。