太阳能技术

导语：太阳能技术一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

一、各种参数对空温的影响

为了进行参数研究，首先确定了一个基础方案，即对条状住宅建筑模型，取其南向主立面外窗的窗墙比为30.3％，单层窗，外墙与屋面传热系数均为0.83w／平方米，换气次数为1.1次h，不考虑内部蓄热量。在进行参数分析时，固定其他参数，仅变化一个参数来分析对室温的影响。

1.内部蓄热量

蓄热量会影响室温，特别是对最高室温有影响。冬季，内部蓄热量会使月最高温度降低，而使月最低温度升高，至于月平均温度，则略有升高。显然，内部蓄热量可以改善冬季室内热环境条件。对夏季来说，蓄热量同样也降低了月最高温度及升高了月最低温度，而月平均温度则无多大影响。当建筑模型中一个住户内蓄热量相当于100平方米、200mm厚混凝土墙时，可使八月份住宅最高温度下降3c左右，可使一月份住宅最低温度升高2.8℃，这将对室内热环境有较大的改善。

2.换气次数

可以预见，增加换气次数会使冬季室内热环境变差，但能改善夏季室内热环境。对夏季来说，换气次数由1.1次h增加到10次h，可使八月份月最高温度降低4.4℃、月平均温度下降4.8℃，月最低温度下降7.8℃。显然，冬季换气次数越低越好，如果园护结构、门窗密闭性好，换气次数可以降低到1.5次／h，此时与1.1次h相比，室温可提高2-3℃，3.增强夜间通风

降低夏季室温的一个措施是增强夜间通风，计算了三种方案，一是全天以1.1次／h换气，第二种方案全天以10次／hh换气，第三种方案则采取白天（早6一晚2l时）1.1次h换气，夜间（晚21一晨6时）加强通风至10次h.计算结果表明，对于内部蓄热量较大时，第三方案与第一方案相比，月最高温度下降3.7℃，月平均温度下降5.2℃，而月最低温度下降达7.7℃。可见增强夜间通风对改善夏季室内热环境是十分奏效的。

4.南窗面积

窗户开启面积既与热损失量有关，也与通过窗户玻璃进入室内的太阳得热量有关。太阳辐射得热量与窗户朝向有密切的关系，相比之下热损失与朝向的关系就不那么密切了。这里分析南向窗户面积对室温的影响。计算三种不同的窗墙比，它们分别是9.3％、30.3％及60.5％。冬季工况计算表明，窗墙比由19.3％增大至60.5％后，一月份最高温度升高3.6℃，平均温度升高2.7℃，而最低温度提高2.5℃的夏季来说，月最高温度、月平均温度及月最低温度分别要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。

由此可见，南向窗墙比大且具有较大内部蓄热量时，可以改善冬季室内热环境条件；至于夏季，南向窗户面积增大会提高一点室温，使室内热环境条件略为变差-点。

5.主立面朝向

主立面朝向不仅对冬季有影响，而且对夏季也有影响。主立面朝东及朝西时室温相同，与主立面朝南及朝北相比，室内热环境条件都要来得差。对于冬季来说，主立面朝南为最佳。

6.水平遮阳板伸出长度

夏季除了采用加大通风量来降低室温外，另一条途径是在窗户上方设置遮阳板，以减少太阳入射量。计算了不同伸出长度（水平方向）一月及八月份室温情况。由计算可以得出，水平遮阳板对夏季有明显改善室内热环境的作用，但遗憾的是，同时也使冬季室内热环境变差。夏季时，水平遮阳板的伸出长度由0，0.4，0.9及1.5m变化时月平均温度可分别降低1.0，2.0及2.2℃，但冬季却也相应降低了月平均温度0.2，0.7及2.2℃。

7.窗户的层数

增加窗户层数将减少热损失，但也在一定程度上减少了太阳得热量。采用单层宙及双层宙作计算比较，发现双层窗对冬季室温略有改善（一月份平均室温增加0.9℃），但同样使夏季室温略有变差（八月份平均室温升高0.7℃）。

8.外墙、屋面外表面颜色

外墙、屋面外表面涂成白色会有助于降低夏季室温。进行二种方案比较计算，一种采用吸收率为0.8的深色外表面，另一种吸收率为浅色外表面。计算结果表明，浅色表面可使夏季室内热环境得到明显改善，但同时也使冬季情况变差。在二方案中外墙及屋面传热系数均采取0.83w平方米，八月份平均室温可降低2℃，但一月份平均室温也降低了1.3℃。外墙与屋面保温越好，这种影响将越小。

9.外墙与屋面热工设计

采用三种方案进行比较计算。

第一方案为外墙与屋面的传热系数及均为0.83w／（℃。m），

第二方案外墙K＝0.83w／（℃。m），屋面K＝0.28w／（℃。m），

第三方案外墙与屋面K值均为0.28w／（℃。平方米）。由计算可以看出，屋面保温对降低夏季顶层室温的影响尤其大，第二方案与第一方案相比，八月份月最高温度下降7℃，平均温度下降0.4℃，但月最低温度上升了6℃。从冬季情况看，保温改善有利于室温提高，第三方案与第一方案相比，一月份平均室温升高1.1℃，5最低温度升高了2.4℃，但月最高温度有所下降（5℃）。顶层天花板表面温度受屋面保温影响甚大，对于屋面有很好保温的场合K＝0.28w／（℃。m3），在年最热日下午14时，天花板内表面温度仅只比室温高0.5℃，但K＝0.83w／（℃。m）的屋面来说，要高出3.8℃。如果采用外墙及＝0.74w／（℃。m），屋面X＝0.63w／（℃。m），并具有较大的内部莆热量，应用双层窗，加强夜间通风（晚21时至凌晨6时，换气次数为10次／h），此时最热日下午14时室温为37.2℃，天花板内表面温度只有33.6℃，室内热环境可以得到明显的改善。

二、节能住宅设计原则

根据以上参数研究，提出如下设计原则：

1.冬季换气次数应该尽可能低，而夏季则尽可能高。

2.如果具有较大的内部蓄热量，对夏季来说，较好的方案是白天（早6时至晚2l时）维持较低的换气次数，面夜间（晚2l时至晨6时）宜加强通风增加换气次数。

3.内部蓄热量对冬、夏季来说均能减少室温的波动幅度，即降低最高温度，升高最低温度，但对平均温度影响甚小，总的来说，内部首热量能改善室内热环境。

4.采用水平遮阳板来降低夏季室温并不是好的措施，因为它同时较冬季室内效环境变差，除非遮阳板在冬季时可以移开

5.尽管外墙、屋面外表面涂以浅色可以降低夏季室温，但同时也降低了冬季室温，因面不推荐这种做法。

6.采取南立面大比例的窗墙比，并设计成具有较大内部蓄热量境，对夏季稍为不利。

7.主立面窗户朝南为最佳，朝东及朝西效果最差。

8.窗户、外墙及屋面保温能改善冬季室内热环境，特别是屋面保温可以明显地改善夏季室内热环境。

三、几个推荐的节能住宅方案

被动太阳能（房）节能住宅方案：

参数研究优化计算了北京地区应用被动太阳能采暖的可能性，即研究了是否可能在不设置采暖设备时月平均室温达到16℃。计算结果表明是可能的，其建筑设计参数如下：

1.南立面宙墙比60.5％。

2.具有较大内部蓄热量，相当于户（建筑面积73.1平方米）具有200mm厚混凝土墙体的苦热量。

3.双层窗。

4.外墙与屋面的传热系数K＝0.28w／（℃。平方米）。

5.冬季换气次数0.5次/h，夏季早6一晚21时换气次数1.1次/h，晚21次/h。

四、节能住宅方案设计原则

由参数研究的结果提出如下设计原则：

1.冬季换气次数宜低（v＝0.8次／h），夏季换气次数宜高（v＝20次h）（借助于打开宙户利用自然穿堂风）。

2.从防止出现结露危险性观点来看，冬季换气次数至少保持0.8次h。

3.增加内部蓄热量可使室内温度被动减弱，使夏季及冬季的最高温度下降，使最低温度升高，不过，内部蓄热量对平均温度的影响甚微。总之，内部蓄热量可以使室内热环境条件得到改善。

4.与较小的南向窗户相比，加大南向窗户面积，并配以相对较高的内部蓄热量，可以较好的改善冬季室内热环境条件。这种做法只是稍微使夏季室内热环境条件变差。

5.选择建筑南向主立面为最佳，而主立面东向或西向为最差。

6.南向窗户上部的水平遮阳板对改善夏季室内环境的作用不明显，除非在冬季时可以移开。

7.为了避免冬季卧室及起居室出现结露，在安排厨房、浴室、厕所位置时要注意与主要使用房间的隔断，并合理利用穿堂风，最好设置机械排风装置。

太阳能建筑的节能具有很好的前景，大有可为。但是在其发展阶段，资金投入是一个主要的障碍。太阳能建筑的长远发展必须符合市场经济的规律。简单来说就是要作到"分担投入、共享收益"。

所谓"分担投入"就是要从多个渠道解决太阳能建筑节能所需要的前期投入。比如建筑业主承担主要部分，专业化的节能改造公司承担一部分，政府支持的低息银行贷款一部分，这样可以促进太阳能建筑节能工作的全面开展。