被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)

1、被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)是通過對建筑朝向和周圍環(huán)境的合理布置、內(nèi)部空間與外部形體的巧妙處理以及建筑材料和結(jié)構(gòu)的恰中選擇，無須使用機(jī)械動(dòng)力，利用太陽能使建筑物具有一定的采暖功能的技術(shù)。截至2004年底，中國北方農(nóng)村地區(qū)被動(dòng)式太陽房的建筑面積約為 1800萬m2 羅云俊.中國?可再生能源法? 出臺(tái)的背景及影響，第八屆科博會(huì)中國能源戰(zhàn)略高層論壇會(huì)刊，北京,2005 ，依 據(jù)遼寧省大連農(nóng)村被動(dòng)式太陽房實(shí)測結(jié)果，即按每年可節(jié)省冬季采暖用煤50%通常平均每戶家庭冬季采暖用煤 3噸左右進(jìn)行推算的話，每年節(jié)約折合標(biāo)準(zhǔn)煤27 萬噸。據(jù)德國等歐洲國家的被動(dòng)式太陽房的節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)，相對于傳統(tǒng)建筑，被 動(dòng)式太陽能建筑可節(jié)

2、約冬季采暖能耗達(dá) 90%被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)的3大要素為：集熱、蓄熱和保溫。重質(zhì)墻混凝土、 石塊等良好的蓄熱性能，可以抑制夜間或陰雨天室溫的波動(dòng)。按 太陽能利用的 方式進(jìn)行分類，其形式主要有以下幾種：1直接受益式；2集熱蓄熱墻式；3 附加陽光間式；4組合式等。直接受益式直接受益式太陽房是被動(dòng)式采暖技術(shù)中最簡單的一種形式，也是最 接近普通房屋的形式，其示意圖見圖3-39。具有大面積玻璃窗 的南向房間都可以 看成是直接受益式太陽房。在冬季，太陽光通過大玻璃窗直接照射到室內(nèi)的地面、墻壁和家具上，大局部太陽輻射能被其吸收并轉(zhuǎn)換成熱量， 從而使它們的溫度升高；少局部太陽輻射能被反射到室內(nèi)的 其他外表，再

3、次進(jìn)行太陽輻射能的吸收、反射過程。溫度升 高后的地面、墻壁和家具，一局部熱量以對流和輻射的方式 加熱室內(nèi)的空氣，以到達(dá)采暖的目的；另一局部熱量那么儲(chǔ)存 在地板和墻體內(nèi)，到夜間再逐漸釋放出來，使室內(nèi)繼續(xù)保持一定的溫度。為了減 小房間全天的室溫波動(dòng)，墻體應(yīng)采用具有較好蓄熱性能的重質(zhì)材料， 例如：石塊、混凝土、土坯等。另外，窗戶應(yīng)具有較好的密封性能，并配備保溫窗簾何梓年. 太陽能熱利用與建筑結(jié)合技術(shù)講座 五被動(dòng)式太陽房.No.5, 2005:84-86 。直接受益式太陽房 窗墻比的合理選擇至關(guān)重要。加大窗墻比一方面會(huì)使房間的太陽輻射得熱增加，另一方面也增加了室內(nèi)外的熱量交換。?民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?

4、采暖居住建筑局部中規(guī)定，窗戶面積不宜過大，南向不宜超 過0.35。但這是指室內(nèi)通過采暖裝置維持較高的室溫狀態(tài)時(shí)的要求。當(dāng)主要依靠太陽能采暖，室溫相對較低時(shí)約14C，加大南向窗墻比到0.5左右可獲得更 好的室內(nèi)熱狀態(tài)。圖 3-39a冬萼白天直接受益式太陽房示意c夏季白天b冬羊夜間d夏季換間集熱蓄熱墻式C,冬季高9集熱蓄熱墻是由法國科學(xué)家特朗勃Trombe最先設(shè)計(jì)出來的，因此也稱為特朗勃墻。特朗勃墻是由朝南的重質(zhì)墻體與相隔一定距離的玻 璃蓋板組成。在冬季，太陽光透過玻璃蓋板被外表涂成黑色的重質(zhì)墻體吸收并儲(chǔ) 存起來，墻體帶有上下兩個(gè)風(fēng)口使室內(nèi)空氣通過特朗勃墻被加熱，形成熱循環(huán)流 動(dòng)。玻璃蓋板和空氣層

5、抑制了墻體所吸收的輻射熱向外的散失。重質(zhì)墻體將吸收 的輻射熱以導(dǎo)熱的方式向室內(nèi)傳遞，冬季采暖過程的工作原理如圖3-40a-b所示。但另一方面，冬季的集熱蓄熱效果越好，夏季越容易出現(xiàn)過熱問題。 目前采取的方法是利用集熱蓄熱墻體進(jìn)行被動(dòng)式通風(fēng)，即在玻璃蓋板上側(cè)設(shè)置風(fēng)口，通過如圖3-40c-d所示的空氣流動(dòng)帶走室內(nèi)熱量。另外利用夜間天空 冷輻射使集熱蓄熱墻體蓄冷或在空氣間層內(nèi)設(shè)置遮陽卷簾，在一定程度上也能起到降溫的作用。通過對位于遼寧省大連農(nóng)村地區(qū)采用集熱蓄熱墻的被動(dòng)式太陽房 進(jìn)行實(shí)測，說明太陽房室內(nèi)溫度在夏季比比照房低5 C。白大圖3-40集熱蓄熱墻式太陽房采暖 降溫過程示意圖附加陽光間式及組合式

6、夜間附加陽光間實(shí)際上就 是在房屋主體南面附加的一個(gè)玻 璃溫室，見圖3-41。從某種意義上 說，附加陽光間被動(dòng)式太陽房是直 接受益式南向的溫室和集熱 蓄熱墻式后面帶集熱蓄熱墻的 房間的組合形式。該集熱蓄熱墻將附加陽光間與房屋主體隔開，墻上一般開設(shè) 有門、窗或通風(fēng)口，太陽光通過附加陽光間的玻璃后，投射在房屋主體的集熱蓄 熱墻上。由于溫室效應(yīng)的作用，附加陽光間內(nèi)的溫度總是比室外溫度高。因此，附加陽光間不僅可以給房屋主體提供更多的熱量，而且可以作為一個(gè)緩沖區(qū)，減 少房屋主體的熱損失。冬季的白天，當(dāng)附加陽光間內(nèi)的溫度高于相鄰房屋主體的 溫度時(shí)，通過開門、開窗或翻開通風(fēng)口，將附加陽光間內(nèi)的熱量通過對流的方式 傳入相鄰的房間，其余時(shí)間那么關(guān)閉門、窗或通風(fēng)口。組合式是多種被動(dòng)式采暖技術(shù)組合而成，不同形式互為補(bǔ)充，以獲得 更好的采暖效果。在我國，目前被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)被動(dòng)式太陽房主要應(yīng)用在農(nóng)村地區(qū)，作為北方農(nóng)村地區(qū)節(jié)能的三個(gè)重要途徑沼氣、太陽房、節(jié)能灶炕 之一，得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是，由于缺乏專業(yè)的施工隊(duì)伍、相關(guān)