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描述太陽能使用技術(shù)的論文描述太陽能使用技術(shù)的論文摘要:本文介紹了我國目前太陽能的現(xiàn)實狀況,分析了其中的節(jié)能潛力,并介紹了太陽能建筑節(jié)能的相關(guān)內(nèi)容和實現(xiàn)技術(shù),探討太陽能建筑節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展道路。關(guān)鍵詞:太陽能建筑熱量隨著改革開放和發(fā)展,我國太陽能建筑的面積日趨增大,建筑節(jié)能是近年來世界建筑發(fā)展的一個基本趨向,也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個新的生長點。抓住機(jī)遇,不失時機(jī)地推進(jìn)建筑節(jié)能,有利于國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展,保護(hù)生態(tài),實現(xiàn)國家發(fā)展的第二步和第三步戰(zhàn)略目標(biāo),并引導(dǎo)我國建筑業(yè)與建筑技術(shù)隨同世界大潮流迅速前進(jìn),太陽能建筑的節(jié)能具有很好的前景,大有可為。我國地域?qū)拸V,房屋建筑規(guī)模巨大,約有一半建筑位于北方“三北”地區(qū),由于氣候原因,每年約有4—6個月的采暖期,該地區(qū)規(guī)定設(shè)置集中采暖系統(tǒng),以往習(xí)慣稱之為集中采暖地區(qū)。中部地區(qū)(冬冷夏熱地區(qū)),即長江流域地區(qū),雖然冬季平均氣溫高于0°C,但相對濕度較高,冬季濕冷,而夏季又酷熱。該地區(qū)屬于發(fā)達(dá)地區(qū)包括長江上游在內(nèi),涉及18個省、自治區(qū)、直轄市,總面積180萬k平方米,近4億。年工總產(chǎn)值占全國40%,人均產(chǎn)值及人均收入均高于全國平均水平。以往由于經(jīng)濟(jì)上的原因,該地區(qū)一般城鎮(zhèn)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)無保溫措施,也不設(shè)置采暖設(shè)施,因此冬夏季室內(nèi)熱環(huán)境條件相當(dāng)差。南方屬于亞熱帶氣候,夏季氣候炎熱,降溫則是主要解決的問題。與發(fā)達(dá)國家相比,集中采暖地區(qū)城鎮(zhèn)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、氣密性較差,供熱系統(tǒng)效率較低,單位面積的采暖能耗要高得多。我國已成為世界上建房最多的國家,近年來每年全國建成城鎮(zhèn)住宅2億平方米以上,隨著人民生活的不斷改善,人們對于建筑熱環(huán)境的舒適性要求愈趨迫切,中部地區(qū)冬季采暖勢在必行,各地“空調(diào)熱”也日漸高漲。所以,如何盡量利用太陽能、合理建筑設(shè)計,對北方集中采暖地區(qū)可以減少采暖、空調(diào)能耗;而對于中部及南部地區(qū),改善室內(nèi)熱環(huán)境條件,達(dá)到低水平的室內(nèi)舒適參數(shù),已成為一個重要的課題。我國從80年代起,對城鎮(zhèn)多層住宅應(yīng)用被動太陽能進(jìn)行采暖及降溫技術(shù)已有研究,先后在石家莊、灘紡及杭州等處建成了試點建筑,較好的改善了室內(nèi)熱環(huán)境條件。當(dāng)時的技術(shù)路線是由熱工外算開始,進(jìn)而建造示范建筑以驗證效果。國外從70年代初期起,投入了相當(dāng)?shù)牧α窟M(jìn)行軟件的開發(fā)工作,應(yīng)用動態(tài)模擬計算,進(jìn)行建筑熱工參數(shù)計算分析,進(jìn)而可以預(yù)測室內(nèi)環(huán)境參數(shù),獲得應(yīng)用被動太陽能的最佳建筑設(shè)計方案,同時也建設(shè)示范建筑以驗證軟件的可信性。這類從合理建筑及熱工設(shè)計著手,在增加有限的建設(shè)下,盡量利用被動太陽能來達(dá)到低水平的室內(nèi)冬夏熱環(huán)境條件的住宅,這里稱為“節(jié)能住宅”。一、各種參數(shù)對空溫的影響為了進(jìn)行參數(shù)研究,首先確定了一個基礎(chǔ)方案,即對條狀住宅建筑模型,取其南向主立面外窗的窗墻比為30.3%,單層窗,外墻與屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均為0.83w/(°C??*平方米),換氣次數(shù)為1.1次h,不考慮內(nèi)部蓄熱量。在進(jìn)行參數(shù)分析時,固定其他參數(shù),僅變化一個參數(shù)來分析對室溫的影響。內(nèi)部蓄熱量換氣次數(shù)增強(qiáng)夜間通風(fēng)南窗面積由此可見,南向窗墻比大且具有較大內(nèi)部蓄熱量時,可以改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境條件;至于夏季,南向窗戶面積增大會提高一點室溫使室內(nèi)熱環(huán)境條件略為變差—點。主立面朝向主立面朝向不僅對冬季有影響,而且對夏季也有影響。主立面朝東及朝西時室溫相同,與主立面朝南及朝北相比,室內(nèi)熱環(huán)境條件都要來得差。對于冬季來說,主立面朝南為最佳。水平遮陽板伸出長度窗戶的層數(shù)增加窗戶層數(shù)將減少熱損失,但也在一定程度上減少了太陽得熱量。采用單層宙及雙層宙作計算比較,發(fā)現(xiàn)雙層窗對冬季室溫略有改善(一月份平均室溫增加0.9°C),但同樣使夏季室溫略有變差(八月份平均室溫升高0.7C)。外墻、屋面外表面顏色外墻、屋面外表面涂成白色會有助于降低夏季室溫。進(jìn)行二種方案比較計算,一種采用吸收率為0.8的深色外表面,另一種吸收率為淺色外表面。計算結(jié)果表明,淺色表面可使夏季室內(nèi)熱環(huán)境得到明顯改善,但同時也使冬季情況變差。在二方案中外墻及屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均采取0.83w平方米,八月份平均室溫可降低2C,但一月份平均室溫也降低了1.3C。外墻與屋面保溫越好,這種影響將越小。外墻與屋面熱工設(shè)計采用三種方案進(jìn)行比較計算,第一方案為外墻與屋面的傳熱系數(shù)及均為0.83w/(Com),第二方案外墻K=0.83w/(Com),屋面K=0.28w/(Com),第三方案外墻與屋面K值均為0.28w/(Co平方米)。二、節(jié)能住宅設(shè)計原則根據(jù)以上參數(shù)研究,提出如下設(shè)計原則:冬季換氣次數(shù)應(yīng)該盡可能低,而夏季則盡可能高。如果具有較大的.內(nèi)部蓄熱量,對夏季來說,較好的方案是白天(早6時至晚21時)維持較低的換氣次數(shù),面夜間(晚21時至晨6時)宜加強(qiáng)通風(fēng)增加換氣次數(shù)。內(nèi)部蓄熱量對冬、夏季來說均能減少室溫的波動幅度,即降低最高溫度,升高最低溫度,但對平均溫度影響甚小,總的來說,內(nèi)部首熱量能改善室內(nèi)熱環(huán)境。采用水平遮陽板來降低夏季室溫并不是好的措施,因為它同時較冬季室內(nèi)效環(huán)境變差,除非遮陽板在冬季時可以移開。采取南立面大比例的窗墻比,并設(shè)計成具有較大內(nèi)部蓄熱量境對夏季稍為不利。主立面窗戶朝南為最佳,朝東及朝西效果最差。窗戶、外墻及屋面保溫能改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境,特別是屋面保溫可以明顯地改善夏季室內(nèi)熱環(huán)境。被動太陽能(房)節(jié)能住宅方案參數(shù)研究優(yōu)化計算了北京地區(qū)應(yīng)用被動太陽能采暖的可能性,即研究了是否可能在不設(shè)置采暖設(shè)備時月平均室溫達(dá)到16°C。計算結(jié)果表明是可能的,其設(shè)計參數(shù)如下:南立面宙墻比60.5%。雙層窗。外墻與屋面的傳熱系數(shù)K=0.28w/(C。平方米)。四、節(jié)能住宅方案設(shè)計原則由參數(shù)研究的結(jié)果提出如下設(shè)計原則:從防止出現(xiàn)結(jié)露危險性觀點來看,冬季換氣次數(shù)至少保持0.8次h.增加內(nèi)部蓄熱量可使室內(nèi)溫度被動減弱,使夏季及冬季的最高溫度下降,使最低溫度升高,不過,內(nèi)部蓄熱量對平均溫度的影響甚微。總之,內(nèi)部蓄熱量可以使室內(nèi)熱環(huán)境條件得到改善。與較小的南向窗戶相比,加大南向窗戶面積,并配以相對較高的內(nèi)部蓄熱量,可以較好的改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境條件。這種做法只是稍微使夏季室內(nèi)熱環(huán)境條件變差。選擇建筑南向主立面為最佳,而主立面東向或西向為最差。南向窗戶上部的水平遮陽板對改善夏季室內(nèi)環(huán)境的作用不明顯除非在冬季時可以移開。為了避免冬季臥室及起居室出現(xiàn)結(jié)露,在安排廚房、浴室、廁所位置時要注意與主要使用房間的隔斷,并合理利用穿堂風(fēng),最好設(shè)置排風(fēng)裝置。太陽能建筑的節(jié)能具有很好的前景,大有可為。但是在其發(fā)展階段,資金投入是一個

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