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1太阳能建筑及相关概念界定
太阳能建筑是指利用太阳光的辐射能量代替一部分可消耗的常规能源,以达到可以被动或者主动式的能源建筑。被动式太阳能建筑是指被动的采暖设计,是利用围护结构的热阻,用以保持建筑的储热的性能。主动式太阳能技术是指利用太阳能转为热能或者电能进行利用,主要是取暖、烧水,供电的使用。
2被动式能源建筑的形式
按照太阳能建筑的利用方式可以把能源建筑分为直接受益型、集热蓄热墙型、附加型等几种形式,具体内容如下几个方面。
2.1直接受益型
直接受益型的擦暖形式是以太阳通过一定的透光材料直接进入室内,以太阳透过较大的南窗玻璃,通过存储热能到维护结构表面的墙和地上,再通过夜间对流辐射的方式和室内空间热传导进行释放。建筑要求:建筑正阳的南方要安装大面积的直接受阳的玻璃窗、围护结构需要有较大的热阻、室内需有蓄能较好的材料保证能量的积聚。
2.2集热蓄热墙型
集热蓄热墙型是利用建筑南向的集热墙(垂直),通过传导、辐射和对流吸收太阳光而传送热能。建筑要求:建筑墙体覆盖玻璃,在墙体上下设通风口,一方面,太阳能通过墙体热传导通过对流辐射吸收热能到室内,另一方面,集热墙以对流方式传递热能给玻璃和墙体间的夹层,再由室内空气对流传递热能。
2.3附加型
附加型是指在建筑的南面附加一个玻璃罩室,是使太阳光是集受益窗和蓄热墙的综合热能的一种方式。建筑要求:以阳光直射建筑南向,在建筑室内用门或者窗把房子和阳光隔开,给房间一个缓冲的减少热能消耗,以此给房间热能供给。
3节能建筑设计策略
3.1位置及朝向设计
被动式太阳能建筑在建造上必须保持足够的阳光直射,按照太阳偏离的角度和时间以个固定的北纬35°的建筑为例,方向正南向垂直,冬季较夏季受到的辐射要大,当太阳直射垂直角度超过30°时接受的能量集聚下降。
3.2建筑平面
被动式太阳能建筑以太阳能利用年规律的合理为设计目的,按照使用功能和人们对温度的舒适度来把控,太阳能的建筑要以温度舒适性为主,尽可能把卧室和客厅设计到正南向或者东西向的15°来吸取太阳能,把一些要求温度不高的比如厕所、厨房、衣帽间可以设计到北向,在中间设计一道缓冲区减少热能流失。
3.3形体设计
建筑形体是指建筑单位体积的建筑外表面积,建筑形体系数的越小度对建筑耗能损失就越小,外维护结构的传热损失就小,因此,在设计上尽可能减小建筑的体形系数,体形系数以f0\V0进行表示,除此外,影响到建筑体形的还有建筑的造型、布局和暖通的因素。因此在对建筑节能的系数间采取f0\V0<0.3时为最佳控制。
4结语
太阳能建筑是建筑能源消耗背景下的重大问题之一,本文在对被动式太阳能技术在建筑设计中的利用上以技术性和建筑性进行节能和可持续发展的阐述,在设计过程中以技术性理论为指导,以建筑设计的低耗能的节能性能为目的满足人们对舒适的要求。因此,在利用和控制上是一种新型的设计策划。
作者:张永兴 单位:新疆中兴能源有限公司