建筑节能设计与技术可再生能源

玻璃真空管热水器
• 利用真空中热量不易散失的原理研制新一代太阳能集热 部件——玻璃真空集热管。将玻璃罩管和集热面之间的 空气抽出后利用玻璃的热塑性进行收口，使玻璃罩管和 集热面之间形成真空，起隔绝热传导的作用，玻璃良好 的透光性又保证了集热面能最大限度的吸收太阳辐射射板和 支架组成
虹吸原理：就是连通器的原理
虹吸现象是液态分子间引力与 位能差所造成的，即利用水柱 压力差，使水上升后再流到低 处。由於管口水面承受不同的 大气压力，水会由压力大的一 边流向压力小的一边，直到两 边的大气压力相等，容器内的 水面变成相同的高度，水就会停止流动。利用虹吸现象 很快就可将容器内的水抽出。
定义：指太阳所负载的能量，它一般以阳 光照射到地面的辐射总量来计量，包括太阳直 接辐射和天空散射辐射的总和。
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生 物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地 说，太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能利用的优点
（1）储量的无限性 （2）存在的普遍性 （3）利用的清洁性 （4）利用的经济性
太阳能利用的缺点 1. 分散 2. 随机 3. 间歇
中国的太阳能资源
中国的太阳能资源——中国的太阳能资源与同纬度的 其他国家相比，除四川盆地和与其毗邻的地区外，绝 大多数地区的太阳能资源相当丰富，和美国类似，比 日本、欧洲条件优越得多，特别是青藏高原的西部和 东南部的太阳能资源尤为丰富。 分布总趋势：北高南低，西高东低。
热管式集热器（热水器）
• 热管式集热器的工质是一种相变材料，密封装于管状容器内。当工 质（热媒）受到太阳辐射热作用时，即升温、蒸发或升华，将热量 蒸发或升华，将热量 带入水箱，加热箱内 贮水，热媒即被冷却、 液化或固化之后，热 媒受重力作用返回低 端，再受热、再蒸发 或升华，送热进水箱， 如此往复循环。
定义：利用南向大面积窗户，冬季白天使大量阳 光透入，夜间则用专门的保温窗帘或保温板遮挡 窗口。室内地面需用蓄热能力大的材料，如砖、 石或混凝土等做成，在白天吸收并蓄积热量，夜 间不断向室内释放，使室内维持相对稳定的温度。 其他朝向的各面维护结构则尽量加强保温，减少 热量散失和冷风渗透。
直接得热式：
两个问题：
1 绿色建筑的能源从哪来
可持续能源是清洁能源，是指在自然界中可以 不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源， 它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适 宜就地开发利用，主要包括太阳能、风能、水能、 生物质能、地热能和海洋能等。
2 能源如何在建筑中运用
一、太阳能
1 太阳能的基本概念
中国太阳能资源分布
太阳能技术
光热技术——通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的
属于太阳能热利用技术，简称光热技术。
光伏技术——通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的
属于太阳能光发电技术。光电转换装置通常是利用半导体器件 的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
太阳光导光照明技术——由集光机+石英光纤传输导线+尾
端投射灯具组成的太阳光导光照明系统又称“向日葵采光系统 ”。
太阳能技术
2 太阳能热水器
1）太阳能贮存方式
●显热贮存 物质因温度变化而吸收或放出的热能称为显热。
●潜热贮存 伴随物质的相变过程进行的，利用物质发生相变过程 中吸收或放出大量潜热而基本保持温度不变。
2）太阳能热水器的理论 基础
当集热器受太阳辐射后，水 温升高，容重变轻，集热器内热 水受热压作用进入储水箱 ，同 时，储水箱下部的冷水补充进入 集热器，接受太阳辐射加热，随 后则重复前述过程，从而达到提 供热水的目的。
第4章 建筑节能设计与技术
4.4 可再生能源利用技术
降低能源消耗是绿色建筑最重要的特 征之一
广义地说，建筑能耗由建筑物内使用能耗、 建材生产能耗和建筑物建造能耗三部分组成。狭 义的建筑能耗是指建筑建成以后，在使用过程中 每年消耗商品能源的综合，包括采暖、通风、空 调、热水、照明、电器、炊事等方面的用能。
直接得热式：
设计方法： 在寒冷时段的气候条件下，对窗户而言有利的能 量平衡条件是： ◇窗户南向，光线直射，有蓄热储备 ◇其热阻等于或大于双层玻璃 ◇为了尽量减少热桥效应和冷风渗透，必须慎重考 虑接缝处构造和窗框材料 ◇采用常规设施采暖的地方，热控制设施应该放置 于窗的外侧。
3 太阳能建筑
●主动系统 ●被动系统
有机械循环动力作为重要组成环节参与的太阳能建筑是 主动式太阳能建筑，反之，在建筑物捕获、利用太阳能的 过程中，没有机械动力作为主要环节参与的则称之为被动 式太阳能建筑。
被动式太阳能利用的主要类型
1. 直接式 2. 蓄热墙式 3. 阳光间式 4. 蓄热屋顶式
直接得热式：
特点：该系统让太阳辐射直接进入室内，让室内 的墙面和地面蓄热，因此，需要根据采暖计算所 需蓄热材料的面积和厚度。其优点是，在拥有充 足阳光的同时拥有开阔的视野，需要增加的额外 建设费用很少，效率很高；缺点在于室内温度波 动大，容易发生夏季过热的情况，为了保证蓄热 材料暴露在直射阳光下，需要限制铺设地毯，在 墙上挂画或增加木装饰等行为。
3）太阳能热水器分类 ●依据集热技术上的发展可分为三个阶段：
闷晒式，平板式，真空管式。
人们设计出第一代太阳能热水器——闷晒式太阳能热水 器。它是一个由镀锌薄铁板或铝合金薄板制作的表面涂以 黑色涂层的储水箱，利用黑色物体吸热效果较好的原理进 行工作。这种太阳能热水器的特点是：在阳光照射强度较 大时吸收热量，而当阳光照射强度减弱时又向外界散发热 量。
• 平板式太阳能热水器对太阳辐射热能的吸收是靠一块集热 平板完成的，集热平板由对热量传递较快的铝合金薄板或 紫铜薄板制作，这大大提高了太阳能热水器的集热效率，
• 其运行原理是集热平板将所吸收的热能传递给平板下的水， 集热平板底部和上部各有一个管道接口和位于比集热平板 稍高的带有保温层的储水箱相连，利用冷、热水比重不同 的原理进行自然循环，将集热平板所吸收的热能传递到储 热水箱中储存供人们需要时使用。