被动式太阳能建筑设计及其气候分区

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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。

《太阳能利用》第四章被动式太阳能热利用技术

《太阳能利用》第四章被动式太阳能热利用技术

3.被动式房设计原则与要点
3.2 设计要点
(3)附加阳光间设计要点:
• 南墙应避免周围建筑和实物对透光面的遮挡 • 南向附加阳光间的开窗面积在不受结构限制时,应取最大值。
屋檐突出长度A通常根据结构要求确定,取最小值,以保证最冷月份
屋檐不对玻璃造成遮挡,因此A的取值应符合:
A≤B/(θ+5)
式中
B——阳光间开窗长度;
特点: • 集热效果较好; • 且不需要人为控制; • 易于与建筑进行一体化设计; • 热稳定性较差; • 宜用于办公室等主要在白天使用的建筑。
对流环路式太阳房示意图
2.被动式太阳房简介
2.2 被动房适应性
不同的集热方式,适宜于不同的条件,其适宜性应从房间使用性质、纬
度和气象条件、经济条件等方面进行综合考虑。
(绝热材料)。建筑围护结构有不同的构造层次,单设保温层是将 保温材料作为保温层中起主要保温作用的构造做法。
挤塑板
岩棉保温板
聚苯板
5.被动房集热蓄热优化设计
• 封闭空气间层 静止的空气介质导热系数很小,因此封
闭空气间层在围护结构中是良好的保 温层。
• 混合保温
采用以上多种方式来满足保温要求,即 混合保温构造。显然,混合保温方案 的构造较复杂,但保温效果好,适用 于恒温室等温度要求较高的建筑类型 。
冬季白天
冬季夜晚
夏季白天
夏季夜晚
被动太阳房工作原理示意图
1. 概述
1.2 太阳能资源分布
我国太阳能资源的总体分布状况: ➢ 西部多于东部,北部多于南部; • 南方非供暖地区处在太阳能辐射相 对弱的地区,可利用太阳能进行降温、 制冷。 • 对于广大北方和西部,以及冬季供 暖地区来说, 适合运用太阳能技术进行 供暖。

被动式太阳能建筑一体化设计

被动式太阳能建筑一体化设计

被动式太阳能建筑一体化设计摘要本文介绍了太阳能建筑在国内外应用现状,分析我国高能耗建筑原因及解决方法,提出被动式太阳能建筑是目前我国发展的重要方向,并对被动式太阳能建筑一体化设计方法进行了归纳分析。

关键词太阳能;被动式太阳能建筑;建筑节能0引言在当今社会,随着经济的不断发展,生活水平的不断提高,人们对舒适的建筑热环境的要求越来越高,也即建筑的“冬暖夏凉”标准要求更高,导致建筑采暖和空调的能耗日益增长,在西方发达国家建筑能耗已占全国总能耗的30%~40%,而我国目前建筑能耗约占社会总能耗的1/3,其中采暖、空调、通风的能耗占2/3以上,例如我国北方采暖城市居住面积只有全国城市居住面积的10%,建筑能耗却占到40%,气候温暖的南方地区,居住建筑空调耗能占较大比重,例如长江中下游地区空调器及热泵的发展已使该地区供电出现严重的需求紧张,空调耗电占该地区总电耗的30%。

建筑高耗能不仅影响我国的能源供应安全,冬季燃煤产生的污染也已成为影响当地经济可持续发展和人民身体健康的重要污染源。

建筑节能是当前急需要解决的问题。

1国内外太阳能建筑应用现状在世界能源危机爆发后,新能源被列为各国重点发展方向。

在建筑上充分利用太阳能成为时代新宠。

从20世纪初到80年代,国内外的太阳能建筑由试验阶段纷纷进入应用阶段。

美国太阳能建筑的发展极为迅速,无论是对太阳能建筑的研究、设计优化,还是材料、房屋部件结构的产品开发、应用、以及真正形成商业运作的房地产开发,美国均处于世界领先地位,并在国内形成了完整的太阳能建筑产业化体系。

欧洲已实行了《在建筑和城市规划中应用太阳能》的欧洲宪章,对城市、建筑环境、建筑材料及建设方式、建筑的使用等方面利用太阳能做了具体的规定,对规划师、建筑师提出了明确的要求。

日本制定了“阳光计划”,大力推广太阳能建筑。

考虑我国的社会经济发展水平,被动与主动相结合是太阳能建筑现实的发展方向。

造价较低的被动式太阳房在国内成为首选。

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

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在建筑设计中充分利用太阳能资源,并通过科学合理的建筑设计、结构布局和材料选择等方式,实现能源高效利用和环境友好。

下面将对被动式太阳能
建筑的设计理论和应用实践进行浅析。

被动式太阳能建筑的设计理论主要包括以下几个方面:
1. 太阳能收集:被动式太阳能建筑通过设计合理的建筑朝向、窗户布局和遮阳装置等,最大程度地利用太阳能资源。

在寒冷地区可以增加南向窗户的数量,便于室内阳光的
进入和热量的积累;在炎热地区可以设置外遮阳装置,有效控制室内温度。

2. 建筑保温:通过墙体、屋顶和地板的绝热设计和隔热材料的选择,减少热能的散失,提高建筑的保温性能。

在墙体和屋顶使用保温材料,减少传热损失;在地板上使用地
暖系统,提高室内舒适度。

3. 自然通风:通过设计合理的通风系统,利用气流对建筑进行换气和降温。

在建筑
中设置通风口,利用自然气流实现室内新风的供应和室内湿气的排放。

4. 热负荷管理:通过合理的建筑围护结构和建筑材料选择,减少建筑的热负荷。

使
用高反射率的外墙材料,减少太阳辐射对建筑的热影响;在夏季使用隔热窗户,减少室内
热量的积累。

应用实践方面,被动式太阳能建筑已经有了一些成功的案例。

德国弗莱堡的太阳能屋
项目,该建筑采用了大面积的南向窗户和外遮阳装置,使得室内阳光充足,室内温度稳定。

美国加利福尼亚州的佩蒙特绿色学校也采用了被动式太阳能建筑设计,通过合理的通风系
统和隔热材料,实现了室内舒适度的提高和热能的更好利用。

被动式太阳房设计

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。

湖北地区城乡居住建筑被动式太阳能利用设计策略

湖北地区城乡居住建筑被动式太阳能利用设计策略
湖北地 区城 乡居住建筑 被动式太阳能利用设计策略
孝感 学院城 市建设 学院 扬子 江
摘 要 : 湖北地 区的气候特点和城 乡居住建筑的热环境状况 , 出了利用被动 式太阳能改善 根据 提
该 地区居住建筑室 内热环境 。探讨 了居住 建筑的朝 向、 体型 、 墙体 、 窗户 、 阳光间等方面的太阳能
利用设计策略。
关 键 词 : 北地 区 太 阳 能 节 能 设 计 湖
当前我国正处于快速城镇化阶段 ,湖北是 国家
建设两型社会的试点地区, 民消费结构不断升级 , 居 建筑 的能源消耗急剧增加 。在煤和石油等 自 然资源
的可开 采量 日渐 见 底和 生态 环境 日益 恶化 这两 大 危
总量 在 54 0 / a~670 J( a年 日照小 时 0 MJ( -) 0 M / ・) m m ,
数为 3 0 h 3 0 h居全国 Ⅱ类水平 , 0 ~ 0, 0 2 属太 阳能资 源较丰富地带 。( ) 2 从环境情况来看 , 城乡地区污染
8 ℃。由于气候的特殊性 , 该地区节 能建筑的设计 涉 及 到夏季 的隔热 、 冬季 的保温 、 过渡季节 的除湿以
热, 尽可能 的把它吸收过来 , 储存起来 , 并使其适当
的分 配 出去加 以利 用 ; 另一 方面 又要尽 量 减少 屋顶 、
2r 0 m抹灰 , a 传热系数约为 2 5 ( 2 ) . W/ m  ̄ ;屋顶采用 0 K
10 m厚的预制空心板, 2m 传热系数约为 16 J K ; 4 / ・ ) W( m 外窗均为单层钢窗或木窗, 传热系数约为6 4 ( K 。 3w/ : ) m
建筑的采暖问题 ; 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。 被动式太 阳能利用主

被动式太阳房的设计与建设

被动式太阳房的设计与建设

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。

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

被动式太阳能技术在建筑中的应用探讨本文从太阳能在建筑中应用的意义出发,根据建筑使用年限将其分为暂时性建筑和永久性建筑,并提出针对这两种类型建筑的被动式太阳能利用的具体技术策略。

标签:被动式太阳能;暂时性建筑;永久性建筑1、引言太阳能是已知最便宜、最廉价、最广泛最原始的能源,它洁净、丰富而且公平地分散在全世界各地,世界上任何地区都可以自由地开发利用太阳能。

我国幅员辽阔,大部分地区太阳能资源丰富,按接受太阳能辐射量的大小,全国大致上可分为五类地区(图1)。

充分利用太阳能,合理地利用太阳能资源,可以减低建筑对能源的消耗,减少环境污染、保护生态环境,同时也可以提高人们的住用、办公条件。

图1 太阳能资源在全国的分布图资料来源:《太阳能的利用》2、被动式太阳能建筑概念及意义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的采集、储存和分配太阳能,使建筑物具有温暖明亮的环境。

较之主动式太阳能建筑,被动式太阳能建筑基本不用采取特别的设施设备就能达到节约能源,改善住用环境的目的,因而其更具有生态效益、经济效益,同时技术上也更加便于推广应用,特别适合于太阳能丰富的地区。

3、被动式太阳能在建筑中应用的设计研究从大的方面,建筑可以分为临时性建筑和永久性建筑两类,对于被动式太阳能的利用来说,不同的建筑类别要有与之相适应的策略,故以下针对暂时性建筑和永久性建筑两类进行探讨。

3.1 暂时性建筑被动式太阳能的利用暂时性建筑使用年限相对不长,故对其投资不应过大,避免造成资源的闲置与浪费。

所以,在暂时性的建筑设计中,应首先考虑采用直接受益式的被动式太阳能的形式,利用南窗直接接受太阳能辐射供热。

这种类型是被动式太阳能采暖方式中最简单的一种,特点是让阳光直接加热采暖房间,把房间本身当成一个包括有太阳能集热器、蓄热器和分配器的集合体,这类太阳房供热效率较高,缺点是晚上降温快,室内温度波动较大。

首先,确定朝向与日照间距,为了合理而充分地利用太阳热资源,在采暖季節里,需要建筑尽可能多地接受到太阳辐射,而在夏季,为避免室内过热,又应尽量减少太阳光直射室内。

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被动式太阳能建筑设计及其气候分区本章首先总结了现今常采用几种被动式太阳能建筑形式及工作原理,依据影响被动式太阳能建筑采暖的主要室外气候参数太阳辐照量及室外温度提出被动式太阳能建筑设计气候分区原则和指标。

并建立一组合式被动式太阳房计算模型,采用稳态传热原理进行计算。

利用典型气象年南向垂直面日太阳辐照量实测值与模型计算值进行比较,得出各观测点的综合辐射百分比作为被动式太阳能建筑设计分区的最重要指标。

利用上述分析结果,对188个观测站进行统计计算分析,最后,定量的将各气候区边界条件布置在气候分析图上,为建筑师在方案设计时提供被动式气候设计指导。

量化的分析结果不但可以使建浏币更准确的把握建造被动式太阳能建筑的方向,还可以使其建造的更合理,更有效。

同时,分析了三种常用集热部件的集热效率及集热效率曲线,利用其分析结果,结合实测的垂直南向面总辐射强度及最冷月平均温度情况,得出各种集热方式的最佳建造区域。

中国太阳能资源状况影响被动式太阳能建筑设计气候分区的最重要的气候因素就是太阳辐射量,基于太阳辐射与温度的关系,洲门可以认为温度升高的原因就是太阳辐射。

我国疆域辽阔,气候多样,其太阳能资源的分布也不均匀,因此,分析我国太阳能资源分布状况是本课题研究的重要环节。

a、我国总辐射的分布我国总辐射年总量大致在930一2330千瓦小时咪2·年之间。

1630千瓦小时/米2·年这条特征等值线自大兴安岭西麓向西南至云南和西藏处,将我国分为两大部分,其西北在1630千瓦小时/米2·年以上,东南向皆在1630千瓦小时米2.年以下,也就是说,我国总辐射年总量的分布趋势是西高东低。

见图2.4。

西南部的青藏高原的总辐射量最大,全年可达2330千瓦小时/米2·年,而西北部新疆各盆地中总辐射年总量的值相对较小,塔里木盆地约为1740千瓦小时/米2·年,准葛尔盆地约为巧00千瓦小时/米2·年左右。

东部地区以华北和内蒙古一带为最大,全年总辐射量可达1630一1740千瓦小时/米2·年,东南沿海地区与东斗抛区的总辐射量数澎目当,约为1280一1400千瓦小时/米2·年。

剔氏值在川黔盆地,其总辐射量全年仅1050千瓦小帅米2·年。

我国各地区总辐射的季节变化具有明显的气候特征。

总的趋势是冬季小,夏季大,最大值和最小值也分别出现在夏季和冬季。

由于受季风气候影响,冬季12月份的分布与秋季9月份的分布形式比较相似。

这些季节的太阳辐射分布受天文条件影响最大,在西部地区等值线基本与纬圈平行,自南向北减少。

东半部因受环流作用遭到破坏,呈二高二低型。

河套地区与华南为辐射高值区,东北与长江流域是相对低值区,四川盆地形成一个很深的闭合低中心。

b、我国直接辐射的分布我国的太阳直接辐射分布,由于受季风气候和地形条件的重大影响,在很大程度上偏离纬向分布。

分布特征是①由于直接辐射是太阳总辐射中的一个主要分量,因此,无论是年总量还是月总量,其分布趋势都基本上与相应时段总辐射分布相一致。

②与总辐射一样,冬季直接辐射的分布趋势明显与我国海拔高度的分布相似,即随着海拔高度的增加,直接辐射值也逐渐增大。

冬季1月份直接辐射月总量与海拔高度的相关系数可达.0734。

n月至3月冬季五个月的直接辐射总量与海拔高度的相关系数也可达.0690。

在冬季,海拔高度是影响直接辐射的主要因子。

与总辐射分布相似,我国直接辐射总量的最大值和最小值也都分别出现在青藏高原南侧和川黔地区,其数值范围约在330一1740千瓦小时/米2·年之间。

直接辐射受海拔高度影响的这种关系在我国西半部尤为明显,青藏高原为一闭合的高值区,其中心值可大于1740千瓦小帅米2·年。

而位于高原J印叮的新疆塔里木盆地和准葛尔盆地均为一闭合的低值区,直接辐射年总量仅为810千瓦小时/米2·年。

我国东半部直接辐射年总量以内蒙古地区为最大,其最大值可超过1160千瓦小时/米2·年。

最低值出现在闭合的川黔低值区中,仅330千瓦小时米2·年。

东南沿海地区及东北地区直接辐射年总量分布比较均匀,均在580一810千瓦小印米2·年之间。

c、我国散射辐射的分布不论是年平均分布还是各季节的逐月平均分布,散射辐射值都比相应总辐射和直接辐射的分布均匀。

我国散射辐射平均年总量的分布特点是,等值线趋势于经向分布,东西二侧偏高,中部四川盆地及云贵高原嘲氏。

我国散射辐射平均年总量数值比较均匀,约在470~810千瓦小时咪2·年之间。

年总量平均最大值出现在塔里木盆地,为850千瓦小帅米2·年。

最小值出现在云贵高原,不足470千瓦小时米2·年。

东部平原地区的散射辐射较为一致,均在850一760千瓦小帅米2·年之间,其中华J呼原略偏高。

我国散射辐射季节分布规律大致都是春夏大,秋冬小。

这是由于散射辐射量的大小与太阳高度以及大气中的水汽、气溶胶等含量有着密切的关系。

我国太阳能资源利用区划太阳能资源分布图反映的只是一种多年平均状况,利用这种多年平均的状况,对于本文被动式太阳能建筑设计气候分区指标的确定有指导性作用。

根据我国的实际情况,用三级区划系统,将全国划分为30个区或亚区P0l。

a、第一级区划的分区指标是总辐射年总量。

b、第二级区划是利用各月日照时数大于6小时的天数这一要素为指标的,一年中各月日照时数大于6小时的天数最大值与最小值之比,可看作当地太阳能资源全年变幅大小的一种度量,比值越小说明太阳能资源全年变化越稳定,就越有利于太阳能资源的利用。

此外,最大值与最小值出现的季节也说明了当地太阳能资源分布的一种特征,在春、夏、秋、冬四季极值出现的符号分别用C、X、Q、D表示。

c、第三级区划是利用太阳能日变化的特征值作为指标的。

其规定为:以当地真太阳时9~10时的年平均日照时数作为上午日照情况的代表,同样以11~13时代表中午,以14一15时代表下午。

哪一段的年平均日照时数长,则表示该段有利于太阳育断d用。

第三级区划指标说明了一天中太阳能利用的最佳或不利的时段。

其分布区域见表.23及图.25。

表.23太阳能资源分布2.43其它分区成果a、杨柳博士以被动式设计方法的年时间利用率转化为冬半年和夏半年时间利用百分比,包括太阳能采暖设计的冬半年利用率,自然通风,蓄热降温和蒸发冷却夏半年利用率为指标,并以夏季热、湿不舒适度做为辅助指标进行被动式气候设计分区。

其结果见表2.10。

b、李元哲口刀等人从被动式太阳能利用角度将我国北纬300以北地区,以垂直南向太阳辐射总量与采暖度日值的比值作为分类标准将我国可利用太阳能采暖地区分为三个区,分别为最佳区、次佳区、适宜区。

见表2.11。

被动式太阳能建筑设计气候分区原则及依据本章着重介绍被动式太阳能建筑基本建筑形式及其工作原理利用被动式太阳能建筑室内热环境的主要影响因素,通过假定一常用被动式太阳能建筑计算模型,选用稳态热工设计计算方法,在保证太阳能建筑室内热环境质量达到满足人们正常生活需要的前提下,明确分区指标及不同地区被动式太阳能建筑分区边界条件。

本文的被动式太阳能建筑热工计算是建立在稳定传热理论计算基础上的一种建筑热工计算,其核心是通过建立房间的热平衡方程来求得分区所需参数一一南向垂直面总日射月平均日辐照量。

利用已知数据库中水平面总,散日总辐照量,即可计算出垂直南向面的实测日总辐照量。

其计算方法为:南墙面上所接受到的日辐照量:综合辐射百分比依据上述稳态传热分析及我国气候特点,影响被动式太阳能建筑设计气候分区的主要指标即是模型在不同地区所需垂直南向面月平均太阳辐照量和该地区实测垂直南向面日总太阳辐照量的关系。

简单的说,即为在满足冬季室内基础温度的前提下,每月能达到太阳房所需太阳辐照量的天数越多,证明该地区越适合被动式太阳能建筑的建造。

因此确定每月中,实测垂直南向面日总太阳辐照量大于太阳房计算模型所需的垂直南向月平均太阳辐照量的天数与该月天数的比值作为被动式太阳能建筑设计气候分区的综评价指标之一。

也是分区最重要的指标。

并定义为综合辐射百分比。

.35被动式太阳能建筑气候设计分区原则及依据被动式太阳能建筑设计气候分区是为建筑方案设计作正确决策提供帮助,因此在分区时采用综合分析的原则,重点考虑气候参数中太阳辐射,温度的直接影响。

根据建筑热工设计分区的要求,最冷月平均温势10℃,最热月平均温度25~29℃时,必须考虑夏季防热,一般可不考虑冬季保温,由此可见,在这样的地区应采用蒸发冷却、自然通乒得被动式降温的被动式设计手法,被动式暖房并不适用于这种气候条件。

因此首先以最冷月室外平均温度和最热月室外平均温度做为第一级分区指标。

并结合综合辐射百分比做第一步分区,即最冷月平均温度>10℃,最热月平均温度25~29℃,综合辐射百分比达到1〕界/0时,不需要采暖,故达到这个指标的地区不适做被动式太阳能建筑设计。

并将其定义为VI区。

其次,太阳辐射对于没有辅助热源的太阳能建筑而言是唯一的热源。

因此太阳房南向集热面上的,即垂直南向面上的太阳辐射量直接影响室内热环境。

因此选用上述分析的综合辐射百分比作为第二级分区指标。

再次,以冬季最冷月温度为第三级分区指标。

将二级分区后的结果做细化。

具体分区指标见表3.436设计分区本课题以我国典型城市气候的科学分析为基础,根据以节能舒适为目的的被动式太阳能建筑设计区划方法和依据,确定最冷月平均温度,最热月平均温度,综合辐射百分比做为划分适合建造被动式太阳能建筑的区划指标,从被动式气候调控方法的角度,将我国划分为六个被动式太阳能建筑气候设计区,具体分析结果归纳如下,见表3.5,文中只罗列各气候分区典型城市分析结果,全部分区结果见附表B。

表3.5部分城市被动式太阳能建筑设计气候分区指标.38集热效率曲线及各区的优化选型按照太阳能的获取途径来区分,被动式太阳能建筑分为四种基本类型,一直接受益式、特朗勃墙式(集热蓄热墙式)、附加阳光间式以及三种方式结合而形成的组合式太阳房。

这些太阳能建筑在不同不到变上都能达到改善居室热环境之目的,但在一定气候条件下的特定地区,究竟哪种太阳房最佳?无疑成为被动式太阳房设计的一个主要问题。

本章的另一个工作重点即是应用稳态传热原理,对三种常用集热方式工作原理,进行分析计算,得出不同室外温度条件下的集热效率曲线,以此来划分适宜于某特定地区的最优化集热方式。

1.81集热效率及集热效率曲线分析不同气候条件的地区,集热部件形式主要的选择依据是它们的集热效率。

越高,则采用该种集热方式越有利。

.382集热部件的优化选型依据上述分析结论,本章统计了188个观测点最冷月垂直南向面上月平均日总辐射强度及最冷月室外平均温度。

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