按照國(guó)際上慣用的名稱,太陽(yáng)房分為主動(dòng)式太陽(yáng)房和被動(dòng)式太陽(yáng)房?jī)纱箢。主?dòng)式太陽(yáng)房的一次性投資大、設(shè)備利用率低,維修管理工作量大,而且仍然要耗費(fèi)一定量的常規(guī)能源。因此,對(duì)于居住建筑和中小型公用建筑來(lái)說(shuō),主要采用的是被動(dòng)式太陽(yáng)房。被動(dòng)式太陽(yáng)房是通過(guò)建筑朝向和周?chē)h(huán)境的合理布置,內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理,以及建筑材料和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的恰當(dāng)選擇,在冬季集取、保持、貯存、分布太陽(yáng)熱能,從而解決建筑物的采暖問(wèn)題。暖通百科
主動(dòng)式太陽(yáng)房
主動(dòng)式太陽(yáng)房一般由集熱器、傳熱流體、蓄熱器、控制系統(tǒng)及適當(dāng)?shù)妮o助能源系統(tǒng)構(gòu)成。它需要熱交換器、水泵和風(fēng)機(jī)等設(shè)備,電源也是不可缺少的。因此這種太陽(yáng)房的造價(jià)較高。但是室溫能主動(dòng)控制,使用也很適宜。在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家,已建造不少各種類型的主動(dòng)式太陽(yáng)房。例如,日本于1956年建造的柳葉太陽(yáng)房,已運(yùn)行快30年,該建筑作為私人住宅,建筑面積223米2,集熱器為鋁制管板型,采暖或降溫用的集熱器面積98米2,熱水用的集熱器33米2,裝有兩個(gè)貯箱的熱泵系統(tǒng)。供熱時(shí),集熱器收集太陽(yáng)熱5℃~25℃,通過(guò)循環(huán)液傳送到低溫容器,經(jīng)熱泵升溫可達(dá)到42℃,并用管道輸送到高溫貯箱,降溫時(shí),熱泵用高溫貯箱中的水作降溫介質(zhì),而把冷卻了的水貯存于低溫貯箱。熱泵功率2.2千瓦。蓄熱器容量高溫為10米3,低溫為4米3。日本興建較多的一種太陽(yáng)房為八崎式,從1974年以來(lái),八崎試驗(yàn)太陽(yáng)房竣工,采用具有選擇性表面的平板集熱器,并配有水-溴化鋰吸收式致冷器,建筑面積143米2,采用不銹板式集熱器,集熱面積104米2,蓄熱器容量6000升,輔助熱源為液化石油氣。中國(guó)大興縣建造的一座主動(dòng)式太陽(yáng)房是與聯(lián)邦德國(guó)合作的成果,建筑面積314米2,采用平板式集熱器,并以天窗直接受益和特朗勃墻相結(jié)合,實(shí)為主動(dòng)—被動(dòng)混合型太陽(yáng)房,輔助能源采用特制小型燃煤爐。
被動(dòng)式太陽(yáng)房
被動(dòng)式太陽(yáng)房是一種經(jīng)濟(jì)、有效地利用太陽(yáng)能采暖的建筑,是太陽(yáng)能熱利用的一個(gè)重要領(lǐng)域,具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。它的推廣有利于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境、減少污染,使人與自然環(huán)境得到和諧的發(fā)展。被動(dòng)式太陽(yáng)房主要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件,把房屋建造得盡量利用太陽(yáng)的直接輻射能,它不需要安裝復(fù)雜的太陽(yáng)能集熱器。更不用循環(huán)動(dòng)力設(shè)備,完全依靠建筑結(jié)構(gòu)造成的吸熱、隔熱、保溫、通風(fēng)等特性,來(lái)達(dá)到冬暖夏涼的目的。因此,相對(duì)而言,被動(dòng)靠天,亦即人為的主動(dòng)調(diào)節(jié)性差。在冬季遇上連續(xù)壞天氣時(shí),可能要采用一些輔助能源補(bǔ)助。正常情況下,早、中、晚室內(nèi)氣溫差別也很大。但是,對(duì)于要求不高的用戶,特別是原無(wú)采暖條件的農(nóng)村地區(qū),由于它簡(jiǎn)易可行,造價(jià)不高,人們?nèi)匀粴g迎。在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家,如美國(guó)、日本和法國(guó),建造被動(dòng)式太陽(yáng)房的也不少。中國(guó)從七十年代末開(kāi)始這種太陽(yáng)房的研究示范,已有較大規(guī)模的推廣,北京、、、、、、和等地,均先后建起了一批被動(dòng)式太陽(yáng)房,各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)日益完善,并開(kāi)展了國(guó)際交流與合作,受到聯(lián)合國(guó)太陽(yáng)能專家的好評(píng)。
設(shè)計(jì)模型被動(dòng)式太陽(yáng)房的類型種類很多,如果從利用太陽(yáng)能的方式來(lái)劃分,大致有如下幾種類型:
(1)直接受益式,這是讓太陽(yáng)光通過(guò)透光材料直接進(jìn)入室內(nèi)的采暖形式,是太陽(yáng)能采暖中和普通房差別最小的一種。冬天陽(yáng)光通過(guò)較大面積的南向玻璃窗,直接照射到室內(nèi)的地面、墻壁和家具上面,使其吸收大部分熱量,因而溫度升高,少部分陽(yáng)光被反射到室內(nèi)的其他面(包括窗),再次進(jìn)行陽(yáng)光的吸收、反射作用(或通過(guò)窗戶透出室外)。被圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面吸收的太陽(yáng)能,一部分以輻射和對(duì)流的方式在室內(nèi)空間傳遞,一部分導(dǎo)入蓄熱體內(nèi),然后逐漸釋放出熱量,使房間在晚上和陰天也能保持一定的溫度。
(2)集熱墻式,這種太陽(yáng)房主要是利用南向垂直集熱墻,吸收穿過(guò)玻璃采光面的陽(yáng)光,然后通過(guò)傳導(dǎo)、輻射及對(duì)流,把熱量送到室內(nèi)。墻的外表面一般被涂成黑色或某種暗色,以便有效地吸收陽(yáng)光。
(3)附加陽(yáng)光間式,這種太陽(yáng)房是直接受益式和集熱墻式的混合產(chǎn)物。其基本結(jié)構(gòu)是將陽(yáng)光間附建在房子南側(cè),中間用一堵墻(帶門(mén)、窗或通風(fēng)孔)把房子與陽(yáng)光間隔開(kāi)。實(shí)際上在一天的所有時(shí)間里,附加陽(yáng)光間內(nèi)的溫度都比室外溫度高,因此,陽(yáng)光間既可以供給房間以太陽(yáng)熱能,又可以作為一個(gè)緩沖區(qū),減少房間的熱損失,使建筑物與陽(yáng)光間相鄰的部分獲得一個(gè)溫和的環(huán)境。由于陽(yáng)光間直接得到太陽(yáng)的照射和加熱,所以它本身就起著直接受益系統(tǒng)的作用。白天當(dāng)陽(yáng)光間內(nèi)空氣溫度大于相鄰的房間溫度時(shí),開(kāi)門(mén)(或窗或墻上的通風(fēng)孔)將陽(yáng)光間的熱量通過(guò)對(duì)流傳入相鄰的房間,其余時(shí)間關(guān)閉。把由兩個(gè)或兩個(gè)以上被動(dòng)式基本類型組合而成的系統(tǒng)稱為組合式系統(tǒng)。不同的采暖方式結(jié)合使用,就可以形成互為補(bǔ)充的、更為有效的被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)。直接受益窗和集熱墻兩種形式結(jié)合而成的組合式太陽(yáng)房,可同時(shí)具有白天自然照明和全天太陽(yáng)能供熱比較均勻的優(yōu)點(diǎn)。 (責(zé)任編輯:建筑小白) |