被動(dòng)式太陽(yáng)房

被動(dòng)式太陽(yáng)房6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理1第一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理2介紹能源簡(jiǎn)介太陽(yáng)輻射原理及太陽(yáng)能資源分布被動(dòng)式太陽(yáng)房原理太陽(yáng)房設(shè)計(jì)建設(shè)要點(diǎn)太陽(yáng)房基本熱工參數(shù)的計(jì)算被動(dòng)式太陽(yáng)房應(yīng)用實(shí)例個(gè)人理解第二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理3能源簡(jiǎn)介第三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理4能源年消費(fèi)總量：能源簡(jiǎn)介目前探明可開(kāi)發(fā)能源總資源總量一次能源年消費(fèi)(億tce/年)年份1998年2000年2009年2050年預(yù)計(jì)世界140.50149.06194.48178.95中國(guó)12.0412.8016.7034.00探明可開(kāi)發(fā)能源總資源儲(chǔ)量(億tce)能源類別煤炭石油天然氣水能總計(jì)世界份額71.41%14.73%1.56%12.30%100%儲(chǔ)量98422030215169613782中國(guó)份額58.80%3.40%1.30%36.50%100%儲(chǔ)量81847185081392第四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理52006年全球主要國(guó)家一次能源消費(fèi)量及結(jié)構(gòu)

占全球消費(fèi)一次能源消消費(fèi)結(jié)構(gòu)%比例（%）費(fèi)量（Mtce）石油天然氣煤炭核電水電美國(guó)20.74%333840.424.424.682.5中國(guó)15.61%222021.12.769.60.85.8俄羅斯6.48%970.919.153.616.455.8日本4.78%749.446.513.923.112.63.8印度3.89%553.329.98.55515.6德國(guó)3.02%462.937.523.925.311.41.9加拿大2.96%453.631.525.910.26.629.7法國(guó)2.41%374.45.515.45.139.14.9英國(guó)2.08%324.736.537.417.28.10.7韓國(guó)2.08%320.94713.324.414.80.5巴西1.90%277.9439.46.91.139.6意大利1.67%262.746.938.79.2-5.2伊朗1.64%231.448.449.10.7-1.7沙特阿拉伯1.46%21458.241.8---西班牙1.42%210.653.519.714.58.83.5墨西哥1.34%210.359.6304.11.64.3歐盟15.84%2450.140.824.717.412.94.1OECD歐洲51.05%7917.7412321.19.65.3世界-1505336.423.527.866.3數(shù)據(jù)來(lái)源:BPStatisticalReviewofWorldEnergy,June2006第五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理6能源簡(jiǎn)介2004年中國(guó)建筑能耗計(jì)算結(jié)果

第六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理7能源簡(jiǎn)介以石油、天然氣和煤炭等化石能源為主的時(shí)期，終將走向枯竭，被新的能源所取代。我國(guó)能源經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)剩余可開(kāi)采儲(chǔ)量的資源保證程度為129.7年。到2060年，全球新能源和可再生能源的比例，將會(huì)發(fā)展到占世界能源構(gòu)成的50%以上。第七頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理8新能源和可再生能源定義：不同于常規(guī)化石能源、可持續(xù)發(fā)展、幾乎是取之不竭、對(duì)環(huán)境無(wú)多大損害、有利于生態(tài)良性循環(huán)。類型：

1、大中型水電

2、新再生能源：小水電、太陽(yáng)能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿取?/p>

3、傳統(tǒng)生物質(zhì)能意義：1、是化石能源的替代能源。2、是與人類賴以生存的地球環(huán)境相協(xié)調(diào)的清潔能源。3、是不發(fā)達(dá)國(guó)家和特殊用途解決供電、用能的現(xiàn)實(shí)能源。第八頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理9太陽(yáng)能的利用太陽(yáng)能熱水中國(guó)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》要求，到2010年太陽(yáng)能熱水器總集熱面積達(dá)到1.5億平方米；到2020年太陽(yáng)能熱水器總集熱面積將達(dá)到3億平方米。太陽(yáng)能光伏發(fā)電到2007年年底，全國(guó)光伏系統(tǒng)的累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到100MW。2008年全球太陽(yáng)能安裝總量已累計(jì)達(dá)15GW。太陽(yáng)房建筑截至2004年底，中國(guó)北方地區(qū)被動(dòng)式太陽(yáng)房的建筑面積約為1800萬(wàn)m2。第九頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理10太陽(yáng)輻射原理及太陽(yáng)能資源分布第十頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理11太陽(yáng)輻射原理及太陽(yáng)能資源分布專用名詞：太陽(yáng)常數(shù)：地球大氣層頂部垂直太陽(yáng)光線的年平均太陽(yáng)照度值，約為1370±3.5W/m2。太陽(yáng)高度角：在通過(guò)太陽(yáng)的垂直平面內(nèi)太陽(yáng)與水平面之間的夾角。太陽(yáng)方位角太陽(yáng)時(shí)第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理12太陽(yáng)輻射原理及太陽(yáng)能資源分布沈陽(yáng)地區(qū)太陽(yáng)位置特點(diǎn)：沈陽(yáng)緯度:42.405856°經(jīng)度:123.43°

冬至太陽(yáng)最大高度角:90-(42.405856+23.5)=24.094144°夏至太陽(yáng)最大高度角:90-(42.405856-23.5)=71.094144°太陽(yáng)直射在南緯:10.0438°~23.5°~2.0603°

23.5*(30-22+31)/365*423.5*(30-22)/365*4

冬季太陽(yáng)最大高度角:37.156°~24.0941°~45.534°

90-(42.405856+10.438)90-(42.405856+2.0603)

冬季南向與地面最大傾角:52.844°~65.906°~44.466°冬季建議南向與地面傾角:當(dāng)?shù)鼐S度+5~10°

(北京經(jīng)度:116.47°60'*6.96/15=27.84')第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理13太陽(yáng)輻射原理及太陽(yáng)能資源分布冬、夏季太陽(yáng)光線入射角度示意：第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理14太陽(yáng)輻射原理及太陽(yáng)能資源分布我國(guó)太陽(yáng)能資源分布情況：第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理15太陽(yáng)輻射原理及太陽(yáng)能資源分布我國(guó)太陽(yáng)能資源分布情況：第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理16被動(dòng)式太陽(yáng)房原理第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理17被動(dòng)式太陽(yáng)房原理太陽(yáng)房太陽(yáng)能采暖房的簡(jiǎn)稱，即依靠太陽(yáng)能進(jìn)行采暖的建筑。被動(dòng)式太陽(yáng)房主要依靠建筑熱工措施（主要是通過(guò)建筑朝向、建筑構(gòu)造及其和周邊環(huán)境相互關(guān)系的合理配置），集取、集存和分配太陽(yáng)熱能，來(lái)造成一定的室內(nèi)溫度條件，以滿足冬季采暖要求，并兼顧夏季，使之達(dá)到冬暖夏涼的目的。被動(dòng)式太陽(yáng)房一般不需要機(jī)械設(shè)備和動(dòng)力，以區(qū)別需要機(jī)械設(shè)備和動(dòng)力的主動(dòng)式太陽(yáng)房。主動(dòng)式太陽(yáng)房在被動(dòng)式太陽(yáng)房基礎(chǔ)上，在冬季采暖室內(nèi)溫度條件達(dá)不到使用要求時(shí)采用輔助熱源進(jìn)行聯(lián)合供熱的建筑。第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理18被動(dòng)式太陽(yáng)房類型直接受益式

直接受益式太陽(yáng)房是被動(dòng)式采暖技術(shù)中最簡(jiǎn)單的一種形式，具有大面積玻璃窗的南向房間都可以看成是直接受益式太陽(yáng)房。太陽(yáng)光→大玻璃窗→室內(nèi)的地面、墻壁和家具大部分太陽(yáng)輻射能被其吸收并轉(zhuǎn)換成熱量，從而使它們的溫度升高；少部分太陽(yáng)輻射能被反射到室內(nèi)的其他表面，再次進(jìn)行太陽(yáng)輻射能的吸收、反射過(guò)程。溫度升高后的地面、墻壁和家具，一部分熱量以對(duì)流和輻射的方式加熱室內(nèi)的空氣，以達(dá)到采暖的目的；另一部分熱量則儲(chǔ)存在地板和墻體內(nèi)，到夜間再逐漸釋放出來(lái)，使室內(nèi)繼續(xù)保持一定的溫度。為了減小房間全天的室溫波動(dòng)，墻體應(yīng)采用具有較好蓄熱性能的重質(zhì)材料，例如：石塊、混凝土、土坯等。另外，窗戶應(yīng)具有較好的密封性能，并配備保溫窗簾

直接受益式太陽(yáng)房窗墻比的合理選擇至關(guān)重要。加大窗墻比一方面會(huì)使房間的太陽(yáng)輻射得熱增加，另一方面也增加了室內(nèi)外的熱量交換。《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（采暖居住建筑部分）中規(guī)定，窗戶面積不宜過(guò)大，南向不宜超過(guò)0.35。但這是指室內(nèi)通過(guò)采暖裝置維持較高的室溫狀態(tài)時(shí)的要求。當(dāng)主要依靠太陽(yáng)能采暖，室溫相對(duì)較低時(shí)（約14℃），加大南向窗墻比到0.5左右可獲得更好的室內(nèi)熱狀態(tài)。

第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理19被動(dòng)式太陽(yáng)房類型集熱蓄熱墻式

集熱蓄熱墻是由法國(guó)科學(xué)家特朗勃（Trombe）最先設(shè)計(jì)出來(lái)的，因此也稱為特朗勃墻。特朗勃墻是由朝南的重質(zhì)墻體與相隔一定距離的玻璃蓋板組成。在冬季，太陽(yáng)光透過(guò)玻璃蓋板被表面涂成黑色的重質(zhì)墻體吸收并儲(chǔ)存起來(lái)，墻體帶有上下兩個(gè)風(fēng)口使室內(nèi)空氣通過(guò)特朗勃墻被加熱，形成熱循環(huán)流動(dòng)。玻璃蓋板和空氣層抑制了墻體所吸收的輻射熱向外的散失。重質(zhì)墻體將吸收的輻射熱以導(dǎo)熱的方式向室內(nèi)傳遞，冬季采暖過(guò)程的工作原理如圖（a）-（b）所示。但另一方面，冬季的集熱蓄熱效果越好，夏季越容易出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題。目前采取的辦法是利用集熱蓄熱墻體進(jìn)行被動(dòng)式通風(fēng)，即在玻璃蓋板上側(cè)設(shè)置風(fēng)口，通過(guò)如圖（c）-(d)所示的空氣流動(dòng)帶走室內(nèi)熱量。另外利用夜間天空冷輻射使集熱蓄熱墻體蓄冷或在空氣間層內(nèi)設(shè)置遮陽(yáng)卷簾，在一定程度上也能起到降溫的作用。通過(guò)對(duì)位于遼寧省大連農(nóng)村地區(qū)采用集熱蓄熱墻的被動(dòng)式太陽(yáng)房進(jìn)行實(shí)測(cè)，表明太陽(yáng)房室內(nèi)溫度在夏季比對(duì)比房低5C，冬季高9C。第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理20被動(dòng)式太陽(yáng)房類型集熱蓄熱墻式

第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理21被動(dòng)式太陽(yáng)房類型附加陽(yáng)光間式

附加陽(yáng)光間實(shí)際上就是在房屋主體南面附加的一個(gè)玻璃溫室，見(jiàn)圖3-41。從某種意義上說(shuō)，附加陽(yáng)光間被動(dòng)式太陽(yáng)房是直接受益式（南向的溫室）和集熱蓄熱墻式（后面帶集熱蓄熱墻的房間）的組合形式。該集熱蓄熱墻將附加陽(yáng)光間與房屋主體隔開(kāi)，墻上一般開(kāi)設(shè)有門(mén)、窗或通風(fēng)口，太陽(yáng)光通過(guò)附加陽(yáng)光間的玻璃后，投射在房屋主體的集熱蓄熱墻上。由于溫室效應(yīng)的作用，附加陽(yáng)光間內(nèi)的溫度總是比室外溫度高。因此，附加陽(yáng)光間不僅可以給房屋主體提供更多的熱量，而且可以作為一個(gè)緩沖區(qū)，減少房屋主體的熱損失。冬季的白天，當(dāng)附加陽(yáng)光間內(nèi)的溫度高于相鄰房屋主體的溫度時(shí)，通過(guò)開(kāi)門(mén)、開(kāi)窗或打開(kāi)通風(fēng)口，將附加陽(yáng)光間內(nèi)的熱量通過(guò)對(duì)流的方式傳入相鄰的房間，其余時(shí)間則關(guān)閉門(mén)、窗或通風(fēng)口。第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理22被動(dòng)式太陽(yáng)房類型附加陽(yáng)光間式第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6/24/2023被動(dòng)式太陽(yáng)房原理23太陽(yáng)房設(shè)計(jì)建設(shè)