被动式太阳能建筑设计探讨_蔡余萍
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[ 3] [ 4] [ 5]
图 3 文德堡青年教育中心外墙组成及温度
时间曲线
高透射率而对长波辐射又有高反射率, 因此 , 具有极 好的保暖性。热变色玻璃, 是一种两面为塑料薄膜、 中间夹着聚合物水色溶剂的合成玻璃。它在低温环 境中呈透明状, 吸 收日光的热能 , 待环境温 度升高 后, 则变成不透明的乳白色 , 并阻挡日光的热能, 从 而有效起到调节室内温度的作用。 建筑面材的颜色和质地也与 太阳能的收集有 关, 浅色光滑的材料易反射太阳光 , 而深色粗糙的材 料易吸收太阳热。集热墙表面应采用太阳辐射吸收 系数大于 0 . 88 的无光深色涂层。
0 前
言
筑设计中, 从南窗 获得的 太阳 热约 占采 暖负荷 的 10 % , 合理的朝向、 间距、 平面布置、 开窗大小、 房间 进深等, 都有利于收集到更多太阳辐射热。所得热 量一部分用于直接取暖 , 一部分存储起来通过对流、 辐射传送到不能直接得热的地方和用于夜间取暖。 贮热是太阳能建筑设计的关键, 贮热体越多越好 , 且 应分布合理和 能受到阳光直射。散热要注 意方向 性, 避免热量流向室外。
平面布局上宜将主要用房布置在建筑南面, 而 将辅助用房卫生间、 厨房等布置在靠北的一侧。晚 上活动较多的北向房间与南向房间之间宜采用贮热 性能好的重质材料 ( 空心砖、 混凝土等 ) 作隔墙, 且 白天阳光能照射到, 夜间贮热墙散热即可提高室温。 2. 3 建筑构造 场地条件、 建筑的形体和平面组织还受到很多 其他因素的限制 , 不能仅仅从太阳能的采集利用来 考虑。比较而言 , 被动式太阳能建筑的构造设计在 此领域中具有更为广阔的前景 , 好的构造设计不仅 能丰富建筑外观 , 还能赋予建筑时代感和独特性。 ( 1) 直接受益式。直接受益式太阳能建筑与普 通建筑差别最小 , 主要通过南窗和透明屋面来实现 采暖。向阳窗面积越大, 得热越多, 而尽量少开不吸 纳热量的窗 , 以削弱能量损失。一般来说 , 南窗在采 取了保温隔热措施后 , 窗墙面积比可达 到 0 . 4。日 照深度通常为窗户高度的 2 . 5 倍, 据此控制房间的 进深, 同时调整开窗高度。对于大跨度建筑, 内部空
[ 1] [ 2] 王崇 杰 , 赵学 义 . 论 太阳 能建 筑一 体 化设 计 [ J] . 建筑 学报 , 2002, ( 7) . 南映景 . 被动式太阳 能采暖房 系统形式 及构件要 求 [ J] . 阳光 能源 , 2005, ( 8) . 何梓年 . 被动式太阳房 [ J]. 可再生能源 , 2005, ( 5) . 宋德萱 . 节能建 筑设计 与技术 [ M ] . 上海 : 同 济大学 出版社 , 2003. 英格伯格 弗拉格 . 托马斯 赫尔左格 ( 建筑 + 技术 ) [ M ] . 北 京 : 中国建筑工业出版社 , 2003 .
墙体 ) 。将玻璃和空气层 设为 2 层, 集热效 果会更 好, 空气间 层的厚度一般为 30~ 40mm。对 流环路 式集热墙的工作原理 (图 2) 是: 冬季或室温较低时, 可以打开集热墙上的冬季用风口 , 利用太阳辐射循 环加热室内冷空气来升高温度; 夏季或室温较高时, 利用 烟囱 效应可将室内热空气通过玻璃上的夏 季用风口抽出。根据空气流动的 附壁效应 , 风口 位置紧贴顶棚 和地面设置较好。可按需要 开关风
3
10 kJ/ ( m
6
2
a)之间, 相当于 2 . 4
Fra Baidu bibliotek10
4
亿 t标准煤。 全球能源调查报告显示 , 每年的建筑能耗约占 总能耗的 30 % ~ 40 % 。采取合理的结构设计和利 用新技术、 新设备来优化建筑设计, 是未来建筑节能 最主要的两种手段。太阳能建筑是利用太阳光来照 明、 取暖和制冷, 以尽可能地减少常规能源的消耗为 目的。太阳能建筑一般分为主动式和被动式两种 , 主动式太阳能建筑依靠集热器获取太阳能 , 再通过 一定的设备产生热量或冷量 , 被动式太阳能建筑则 属于建筑设计的优化。
3 结
语
被动式太阳能建筑应注意其 可控性 , 特别是 在夏热冬冷地区, 南向大面积的集热区在夏季可能 引发室内过热。所以, 在设计被动式太阳能建筑时, 应充分考虑夜间通风系统和夏季遮阳系统, 在建筑 中庭设竖向拔风空间 , 在双层体系中增加可调遮光 百叶或安装倾斜角度可控的钢制遮阳板 , 都是可行 措施。被动式太阳能建筑的前期投入并不比普通建 筑高很多 , 但是 , 在长期运营过程中 , 却能取得很好 的节能效益。随着太阳能技术的逐步成熟和工程实 践中经验的不断积累 , 被动式太阳能技术将发挥出 更大的优势, 对建筑的可持续发展和环境保护都有 极为重大的意义。 参 考 文 献:
1 被动式太阳能建筑的原理
被动式太阳能建筑主要通过建筑物的布置、 内 外造型、 构造及材料选择有效地采集、 储存和分配太 阳能, 使建筑物具有温暖、 明亮的环境。被动式太阳 能建筑与一般建筑没有绝对界限, 只是利用太阳能 的多少 , 节约效益存在高低而已。 被动式太阳能建筑的应用可归纳为得热、 贮热、 散热三个过程。得热就是收集太阳辐射热 , 一般建
图1 3 种附加阳光间形式
( 3) 蓄热集热墙式。集热墙是对普通外墙构造 的改良, 墙体能更好地收集和储存太阳能。集热墙 种类较多 , 实体式集热墙是直接在南向实墙外表涂 上黑漆, 再覆盖一玻璃外罩。它利用外墙蓄热, 墙体 内表面对室内辐射热, 这样不容易控制室温。对流 环路式集热墙做法从外往里通常为: 玻璃层 间层 集热层 加厚的重质墙体 (或隔热层 空气 普通
条式居住建筑的体型系数不超过 0 . 35 , 点式居住建 筑不超过 0 . 4 。体积不变 , 建筑外表面积越大, 接受 的太阳辐射热越多, 但是建筑内部的热量也越容易 散失。设计时宜找到一个平衡点, 控制体型系数在 一个适当的范围内, 并且尽可能增加南向面积 , 减少 北、 西、 东 3 个方向的面积。以高度均为 50m, 平面 面积均为 200 m 的 5 种平面形式的建筑采暖节能 效果进行了比较表明 (表 1) , 南墙应避免不必要的 凹凸, 以免建筑自身阴影给采暖带来不利影响。
2007 N o 5
蔡余萍 , 等 : 被动式太阳能建筑设计探讨
191
图 2 对流环路式集热墙工作原理
口 , 室内温度比较容易受控制。水墙式集热墙贮热 能力强 , 温度分布均匀 , 但是构造复杂, 运营管理麻 烦。 集热蓄热 墙可以与建筑外观结合起来灵活设 计 , 窗下墙用竖向线条强调立面 , 窗间墙用横向线条 强调立面, 二者效果明显不同。集热墙的颜色一般 为黑色、 墨绿色等深色调 , 形状、 纹理等可结合建筑 风格来考虑。 ( 4) 屋顶池式。在建筑屋顶放置装水的黑色塑 料袋, 并在上面安装可水平推拉的保温隔热板。水 的热容性很好, 适宜作贮热材料。冬季白天, 推开盖 板 , 让水袋充分吸收太阳辐射热 , 贮热再传至下面的 房间; 夜间 , 关闭盖板 , 阻止室内热量从屋面散失。 夏季则刚好相反 , 白天关闭以隔绝室外热辐射 , 夜间 打开散热。蓄水屋顶具有冬季采暖保温和夏季遮阳 隔热双重作用。 ( 5) 组合式。上述 几方面构造措 施综合考虑 , 成为利用太阳能的组合式系统。各种措施可以互为 补充, 如果能同时采用夜间活动保温装置 , 采暖效果 会更好。 2. 4 建筑材料 太阳短波辐射能穿过窗户到达室内和被内墙、 地板、 家具等吸收 ; 长波辐射热容易被密度大的外墙 吸收和储存 , 再慢慢向外辐射。通过不同热容量和 导热系数的贮热材料组合或增加贮热材料厚度 , 可 延后贮热体向室内散热的时 间, 称为 热滞后散热。 其计算公式为: 散热时效 ( h) = 42 厚度 ( m ) 热容量 /导 热性 例如: 赫尔左格设计的文德堡青年教育中心, 外 墙由不同厚度的几种材料复合而成 ( 图 3) , 在白天 得热后 , 间隔 5~ 6 h ( 午夜刚开始时 ) , 热量正好从 墙体外表 面传到 内表 面, 开始 向室内 辐射。从温 度 时间曲线上可以看出 , 这个建筑内部在 24 h 内
621010;
要 : 根据被动式太阳能建筑的原理 , 提出其设计内容和方向 , 包括总体设计、 构造优化和材料选择等方面。 文献标识码 : B 文章编号 : 1008- 1933( 2007) 05- 0189- 03
关键词 : 被动式太阳能建筑 ; 节 能 ; 采暖 ; 构造设计 中图分类号 : TU 201. 5
收稿日期 : 2006 03 27 作者简介 : 蔡余萍 ( 1980 - ) , 女 , 四 川广 汉人 , 硕 士研 究生 , 研究 方 向 : 建筑技术科学。 E - m a i: l fox1110cc @ 163. com
体型系数越大, 对建筑节能越不利。一般要求
190
四川建筑科学研究
第 33 卷
表 1 不同平面形式的建筑采暖节能比较
2
间很难自然采光时 , 可以通过安装导光板、 散射板等 将太阳光引入室内。透明屋面采光、 采暖比垂直的 窗户要好得多 , 但是, 在夏季容易引起室温过高, 可 以改用中空玻璃和遮阳型玻璃, 以及通过适当增加 建筑层高和促进通风来改善。从屋面形式看, 坡屋 面接受太阳辐射的时间和面积均多于平屋面, 穹顶 屋面为最佳。 ( 2) 附加阳光间式。阳光间如同南向的温室, 它本身是直接受益式 , 通过空气对流将热量传送到 建筑主体。附加阳光间的形式可归纳为 3 种: ①在 建筑整个南面上增加透明玻璃围合的大空间; ②建 筑的中庭设置透明玻璃屋面; ③借建筑南面的窗户 或阳台形成一个个小的透明封闭空间 ( 图 1) 。当室 内温度低时, 建筑主体与阳光间之间公共墙上的门 窗可打开 传热, 公 共墙上 的开孔 率通 常为 25 % ~ 50 % 。同时, 阳光间又可以充当缓冲区 , 减少建筑主 体内部热损失。阳光间的玻璃面应该尽可能开启, 夜间能够全面通风 , 白天则通过北向的门窗释放废 热、 废气。中庭玻璃屋面顶设 置 文丘里 帽 , 在不 适宜的气压下也可顺利散热排废 , 在采暖的同时提 高室内空气质量。
2 被动式太阳能建筑设计应考虑的 因素
2 . 1 选址 、 环境和间距 太阳能建筑宜修建在太阳能资源丰富的地区, 场地南面不应有山坡或浓密的树木遮挡 , 宜种植落 叶植物, 冬季才不会阻挡阳光 , 夏季又能遮阳隔热。 山地建筑应尽量选择建在向阳的坡地上 , 坡度应有 利于接收太阳光, 可以通过挖填土适当调整。 根据各地太阳高度角不同和建筑高度的差异, 建筑间应有一个最小距离, 一般不小于 1 . 1 H (H 为 相邻南向 建筑的高度 ) 。冬季采暖 期间, 从上午 9 时至下午 3 时 , 其他建筑物对太阳能建筑南面的遮 挡不能超过 15 %。 冬季太阳高度角小 , 南向垂直表面接受太阳辐 射的时间最长, 所 以, 南向为 太阳能建筑的 最佳朝 向。为了获得更多的热量, 白天使用较多的房间 , 如 教室、 办公室, 可以朝南偏东 , 而夜间使用的房间 , 如 卧室 , 可以朝南偏西 , 偏角不超过 2 . 2 外部形体和内部空间 建筑体型系数 : S = F /V 式中 V F 建筑体积; 建筑在地面以上的表面积总和。 15 。
第 33 卷 第 5 期 2007 年 10 月
四川建筑科学研究 S ichuan Bu ild ing Sc ience
189
被动式太阳能建筑设计探讨
蔡余萍 , 杨祖贵
1 2
( 1. 西南 科技大学土木工程与建筑学院 , 四川 绵阳 2. 四川 大学建筑与环境学院 , 四川 成都 摘 610065)
21 世纪, 节能和可持续发展是建筑设计的重要 趋势。我国是常规能源缺乏国家, 据统计 , 煤炭、 石 油、 天然 气的 储量 分 别为 世界 平均 水 平的 50 %, 11% , 4 . 5 % 。在未来几十年里, 会出现能源枯竭 , 形 势刻不容缓。然而, 我国的太阳能资源却十分丰富。 我国陆地面积每年 接收的太 阳辐射总 量在 3 . 3 10 ~ 8 . 4
图 3 文德堡青年教育中心外墙组成及温度
时间曲线
高透射率而对长波辐射又有高反射率, 因此 , 具有极 好的保暖性。热变色玻璃, 是一种两面为塑料薄膜、 中间夹着聚合物水色溶剂的合成玻璃。它在低温环 境中呈透明状, 吸 收日光的热能 , 待环境温 度升高 后, 则变成不透明的乳白色 , 并阻挡日光的热能, 从 而有效起到调节室内温度的作用。 建筑面材的颜色和质地也与 太阳能的收集有 关, 浅色光滑的材料易反射太阳光 , 而深色粗糙的材 料易吸收太阳热。集热墙表面应采用太阳辐射吸收 系数大于 0 . 88 的无光深色涂层。
0 前
言
筑设计中, 从南窗 获得的 太阳 热约 占采 暖负荷 的 10 % , 合理的朝向、 间距、 平面布置、 开窗大小、 房间 进深等, 都有利于收集到更多太阳辐射热。所得热 量一部分用于直接取暖 , 一部分存储起来通过对流、 辐射传送到不能直接得热的地方和用于夜间取暖。 贮热是太阳能建筑设计的关键, 贮热体越多越好 , 且 应分布合理和 能受到阳光直射。散热要注 意方向 性, 避免热量流向室外。
平面布局上宜将主要用房布置在建筑南面, 而 将辅助用房卫生间、 厨房等布置在靠北的一侧。晚 上活动较多的北向房间与南向房间之间宜采用贮热 性能好的重质材料 ( 空心砖、 混凝土等 ) 作隔墙, 且 白天阳光能照射到, 夜间贮热墙散热即可提高室温。 2. 3 建筑构造 场地条件、 建筑的形体和平面组织还受到很多 其他因素的限制 , 不能仅仅从太阳能的采集利用来 考虑。比较而言 , 被动式太阳能建筑的构造设计在 此领域中具有更为广阔的前景 , 好的构造设计不仅 能丰富建筑外观 , 还能赋予建筑时代感和独特性。 ( 1) 直接受益式。直接受益式太阳能建筑与普 通建筑差别最小 , 主要通过南窗和透明屋面来实现 采暖。向阳窗面积越大, 得热越多, 而尽量少开不吸 纳热量的窗 , 以削弱能量损失。一般来说 , 南窗在采 取了保温隔热措施后 , 窗墙面积比可达 到 0 . 4。日 照深度通常为窗户高度的 2 . 5 倍, 据此控制房间的 进深, 同时调整开窗高度。对于大跨度建筑, 内部空
[ 1] [ 2] 王崇 杰 , 赵学 义 . 论 太阳 能建 筑一 体 化设 计 [ J] . 建筑 学报 , 2002, ( 7) . 南映景 . 被动式太阳 能采暖房 系统形式 及构件要 求 [ J] . 阳光 能源 , 2005, ( 8) . 何梓年 . 被动式太阳房 [ J]. 可再生能源 , 2005, ( 5) . 宋德萱 . 节能建 筑设计 与技术 [ M ] . 上海 : 同 济大学 出版社 , 2003. 英格伯格 弗拉格 . 托马斯 赫尔左格 ( 建筑 + 技术 ) [ M ] . 北 京 : 中国建筑工业出版社 , 2003 .
墙体 ) 。将玻璃和空气层 设为 2 层, 集热效 果会更 好, 空气间 层的厚度一般为 30~ 40mm。对 流环路 式集热墙的工作原理 (图 2) 是: 冬季或室温较低时, 可以打开集热墙上的冬季用风口 , 利用太阳辐射循 环加热室内冷空气来升高温度; 夏季或室温较高时, 利用 烟囱 效应可将室内热空气通过玻璃上的夏 季用风口抽出。根据空气流动的 附壁效应 , 风口 位置紧贴顶棚 和地面设置较好。可按需要 开关风
3
10 kJ/ ( m
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a)之间, 相当于 2 . 4
Fra Baidu bibliotek10
4
亿 t标准煤。 全球能源调查报告显示 , 每年的建筑能耗约占 总能耗的 30 % ~ 40 % 。采取合理的结构设计和利 用新技术、 新设备来优化建筑设计, 是未来建筑节能 最主要的两种手段。太阳能建筑是利用太阳光来照 明、 取暖和制冷, 以尽可能地减少常规能源的消耗为 目的。太阳能建筑一般分为主动式和被动式两种 , 主动式太阳能建筑依靠集热器获取太阳能 , 再通过 一定的设备产生热量或冷量 , 被动式太阳能建筑则 属于建筑设计的优化。
3 结
语
被动式太阳能建筑应注意其 可控性 , 特别是 在夏热冬冷地区, 南向大面积的集热区在夏季可能 引发室内过热。所以, 在设计被动式太阳能建筑时, 应充分考虑夜间通风系统和夏季遮阳系统, 在建筑 中庭设竖向拔风空间 , 在双层体系中增加可调遮光 百叶或安装倾斜角度可控的钢制遮阳板 , 都是可行 措施。被动式太阳能建筑的前期投入并不比普通建 筑高很多 , 但是 , 在长期运营过程中 , 却能取得很好 的节能效益。随着太阳能技术的逐步成熟和工程实 践中经验的不断积累 , 被动式太阳能技术将发挥出 更大的优势, 对建筑的可持续发展和环境保护都有 极为重大的意义。 参 考 文 献:
1 被动式太阳能建筑的原理
被动式太阳能建筑主要通过建筑物的布置、 内 外造型、 构造及材料选择有效地采集、 储存和分配太 阳能, 使建筑物具有温暖、 明亮的环境。被动式太阳 能建筑与一般建筑没有绝对界限, 只是利用太阳能 的多少 , 节约效益存在高低而已。 被动式太阳能建筑的应用可归纳为得热、 贮热、 散热三个过程。得热就是收集太阳辐射热 , 一般建
图1 3 种附加阳光间形式
( 3) 蓄热集热墙式。集热墙是对普通外墙构造 的改良, 墙体能更好地收集和储存太阳能。集热墙 种类较多 , 实体式集热墙是直接在南向实墙外表涂 上黑漆, 再覆盖一玻璃外罩。它利用外墙蓄热, 墙体 内表面对室内辐射热, 这样不容易控制室温。对流 环路式集热墙做法从外往里通常为: 玻璃层 间层 集热层 加厚的重质墙体 (或隔热层 空气 普通
条式居住建筑的体型系数不超过 0 . 35 , 点式居住建 筑不超过 0 . 4 。体积不变 , 建筑外表面积越大, 接受 的太阳辐射热越多, 但是建筑内部的热量也越容易 散失。设计时宜找到一个平衡点, 控制体型系数在 一个适当的范围内, 并且尽可能增加南向面积 , 减少 北、 西、 东 3 个方向的面积。以高度均为 50m, 平面 面积均为 200 m 的 5 种平面形式的建筑采暖节能 效果进行了比较表明 (表 1) , 南墙应避免不必要的 凹凸, 以免建筑自身阴影给采暖带来不利影响。
2007 N o 5
蔡余萍 , 等 : 被动式太阳能建筑设计探讨
191
图 2 对流环路式集热墙工作原理
口 , 室内温度比较容易受控制。水墙式集热墙贮热 能力强 , 温度分布均匀 , 但是构造复杂, 运营管理麻 烦。 集热蓄热 墙可以与建筑外观结合起来灵活设 计 , 窗下墙用竖向线条强调立面 , 窗间墙用横向线条 强调立面, 二者效果明显不同。集热墙的颜色一般 为黑色、 墨绿色等深色调 , 形状、 纹理等可结合建筑 风格来考虑。 ( 4) 屋顶池式。在建筑屋顶放置装水的黑色塑 料袋, 并在上面安装可水平推拉的保温隔热板。水 的热容性很好, 适宜作贮热材料。冬季白天, 推开盖 板 , 让水袋充分吸收太阳辐射热 , 贮热再传至下面的 房间; 夜间 , 关闭盖板 , 阻止室内热量从屋面散失。 夏季则刚好相反 , 白天关闭以隔绝室外热辐射 , 夜间 打开散热。蓄水屋顶具有冬季采暖保温和夏季遮阳 隔热双重作用。 ( 5) 组合式。上述 几方面构造措 施综合考虑 , 成为利用太阳能的组合式系统。各种措施可以互为 补充, 如果能同时采用夜间活动保温装置 , 采暖效果 会更好。 2. 4 建筑材料 太阳短波辐射能穿过窗户到达室内和被内墙、 地板、 家具等吸收 ; 长波辐射热容易被密度大的外墙 吸收和储存 , 再慢慢向外辐射。通过不同热容量和 导热系数的贮热材料组合或增加贮热材料厚度 , 可 延后贮热体向室内散热的时 间, 称为 热滞后散热。 其计算公式为: 散热时效 ( h) = 42 厚度 ( m ) 热容量 /导 热性 例如: 赫尔左格设计的文德堡青年教育中心, 外 墙由不同厚度的几种材料复合而成 ( 图 3) , 在白天 得热后 , 间隔 5~ 6 h ( 午夜刚开始时 ) , 热量正好从 墙体外表 面传到 内表 面, 开始 向室内 辐射。从温 度 时间曲线上可以看出 , 这个建筑内部在 24 h 内
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要 : 根据被动式太阳能建筑的原理 , 提出其设计内容和方向 , 包括总体设计、 构造优化和材料选择等方面。 文献标识码 : B 文章编号 : 1008- 1933( 2007) 05- 0189- 03
关键词 : 被动式太阳能建筑 ; 节 能 ; 采暖 ; 构造设计 中图分类号 : TU 201. 5
收稿日期 : 2006 03 27 作者简介 : 蔡余萍 ( 1980 - ) , 女 , 四 川广 汉人 , 硕 士研 究生 , 研究 方 向 : 建筑技术科学。 E - m a i: l fox1110cc @ 163. com
体型系数越大, 对建筑节能越不利。一般要求
190
四川建筑科学研究
第 33 卷
表 1 不同平面形式的建筑采暖节能比较
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间很难自然采光时 , 可以通过安装导光板、 散射板等 将太阳光引入室内。透明屋面采光、 采暖比垂直的 窗户要好得多 , 但是, 在夏季容易引起室温过高, 可 以改用中空玻璃和遮阳型玻璃, 以及通过适当增加 建筑层高和促进通风来改善。从屋面形式看, 坡屋 面接受太阳辐射的时间和面积均多于平屋面, 穹顶 屋面为最佳。 ( 2) 附加阳光间式。阳光间如同南向的温室, 它本身是直接受益式 , 通过空气对流将热量传送到 建筑主体。附加阳光间的形式可归纳为 3 种: ①在 建筑整个南面上增加透明玻璃围合的大空间; ②建 筑的中庭设置透明玻璃屋面; ③借建筑南面的窗户 或阳台形成一个个小的透明封闭空间 ( 图 1) 。当室 内温度低时, 建筑主体与阳光间之间公共墙上的门 窗可打开 传热, 公 共墙上 的开孔 率通 常为 25 % ~ 50 % 。同时, 阳光间又可以充当缓冲区 , 减少建筑主 体内部热损失。阳光间的玻璃面应该尽可能开启, 夜间能够全面通风 , 白天则通过北向的门窗释放废 热、 废气。中庭玻璃屋面顶设 置 文丘里 帽 , 在不 适宜的气压下也可顺利散热排废 , 在采暖的同时提 高室内空气质量。
2 被动式太阳能建筑设计应考虑的 因素
2 . 1 选址 、 环境和间距 太阳能建筑宜修建在太阳能资源丰富的地区, 场地南面不应有山坡或浓密的树木遮挡 , 宜种植落 叶植物, 冬季才不会阻挡阳光 , 夏季又能遮阳隔热。 山地建筑应尽量选择建在向阳的坡地上 , 坡度应有 利于接收太阳光, 可以通过挖填土适当调整。 根据各地太阳高度角不同和建筑高度的差异, 建筑间应有一个最小距离, 一般不小于 1 . 1 H (H 为 相邻南向 建筑的高度 ) 。冬季采暖 期间, 从上午 9 时至下午 3 时 , 其他建筑物对太阳能建筑南面的遮 挡不能超过 15 %。 冬季太阳高度角小 , 南向垂直表面接受太阳辐 射的时间最长, 所 以, 南向为 太阳能建筑的 最佳朝 向。为了获得更多的热量, 白天使用较多的房间 , 如 教室、 办公室, 可以朝南偏东 , 而夜间使用的房间 , 如 卧室 , 可以朝南偏西 , 偏角不超过 2 . 2 外部形体和内部空间 建筑体型系数 : S = F /V 式中 V F 建筑体积; 建筑在地面以上的表面积总和。 15 。
第 33 卷 第 5 期 2007 年 10 月
四川建筑科学研究 S ichuan Bu ild ing Sc ience
189
被动式太阳能建筑设计探讨
蔡余萍 , 杨祖贵
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( 1. 西南 科技大学土木工程与建筑学院 , 四川 绵阳 2. 四川 大学建筑与环境学院 , 四川 成都 摘 610065)
21 世纪, 节能和可持续发展是建筑设计的重要 趋势。我国是常规能源缺乏国家, 据统计 , 煤炭、 石 油、 天然 气的 储量 分 别为 世界 平均 水 平的 50 %, 11% , 4 . 5 % 。在未来几十年里, 会出现能源枯竭 , 形 势刻不容缓。然而, 我国的太阳能资源却十分丰富。 我国陆地面积每年 接收的太 阳辐射总 量在 3 . 3 10 ~ 8 . 4