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太阳房是一种既可取暖发电,又可去湿降温、通风换气的节能环保住宅,其应用领域主要是“民用太阳房”、“学校太阳房”、“办公楼”等,同时还有用来种植蔬菜和花卉的太阳能温室。这种太阳能设施在我国北方地区较多采用。目前,我国太阳能温室面积总计约700万亩,发挥着较好的经济效益。
太阳房的基本原理
太阳房是直接利用太阳能的一个重要途径,其原理是把房屋看作一个集热器,通过建筑设计把高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地集成在一起,主要利用南坡屋面的铁板吸收太阳能,加热从屋外引进的冷空气来采暖。当冷空气通过屋顶最高处的玻璃板时,温度被大幅度提升,将通气层内的热空气吸过来聚集到热气通道里,然后通过控制箱送到地板下贮存起来。日落后,风扇会自动停止转动,控制箱内的风门会自动关闭,避免室外的冷空气继续流入室内,而贮存在地板下的热量也慢慢释放出来,使室温下降速度减慢,从而达到取暖效果。
从理论上讲,温度高的物体都会向温度低的物体或空间辐射热。夏天的夜晚,室外气温一般在25℃～30℃,而晴朗的高空温度则只有-60℃～-40℃,屋顶的铁板不断向高空辐射热量,一般可使室内气温比室外气温低2℃～4℃,这时采取与冬季取暖相同的方式,使引进屋顶通气层内的空气被铁板降温后流入屋内。除了利用冷辐射原理降温外,这种太阳房还在地下1.5米深处铺设塑料管道,将地下的凉气以每秒1米3的流量送入室内,从而达到取凉的目的。
太阳房的屋面由吸热铁板、太阳能电池板、集热空气层、集热气通道和隔热层组成,无须任何大型机器,完全靠巧妙的建筑构造来利用太阳能。利用这种技术建成的太阳房虽然比普通住宅多投资1/10,但节能效率高达33%,而且利用屋顶装有的太阳能电池板完全可以满足一个普通家庭的用电,还可以将剩余电能并入电网,最大限度节约能源。
太阳房的类型
主动式太阳房 主动式太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成。它需要热交换器、水泵和风机等设备,电源也是不可缺少的。因此这种太阳房的造价较高、一次性投资大、设备利用率低、维修管理工作量大,而且仍然要耗费一定量的常规能源。但是室温能主动控制,使用也很适宜。在一些经济发达的国家或地区,已建造不少各种类型的主动式太阳房。如在北京大兴县建造的一座主动式太阳房是与联邦德国合作的成果,建筑面积314.2米2,采用平板式集热器,并以天窗直接受益和特朗勃墙相结合,实为主动—被动混合型太阳房,辅助能源采用特制小型燃煤炉。
被动式太阳房 被动式太阳房是通过建筑朝向和周围环境的合理布置,内部空间和外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,在冬季集取、保持、贮存、分布太阳热能,从而解决建筑物的采暖问题。一般来说,对于居住建筑和中小型公用建筑来说,主要采用的是被动式太阳房。
被动式太阳房是一种经济、有效地利用太阳能采暖的建筑,是太阳能热利用的一个重要领域,具有重要的经济效益和社会效益。它主要是根据当地气候条件,使房屋建造尽量利用太阳的直接辐射能,不需要安装复杂的太阳能集热器,更不用循环动力设备,完全依靠建筑结构造成的吸热、隔热、保温、通风等特性,来达到冬暖夏凉的目的。但在冬季遇上连续坏天气时,可能要采用一些辅助能源补助。而且,正常情况下,早、中、晚室内气温差别也很大。不过,对于要求不高的用户,特别是原无采暖条件的农村地区,由于它简易可行、造价不高,仍然受到人们欢迎。其推广有利于节约常规能源、保护自然环境、减少污染,使人与自然环境得到和谐发展。
当然,在一些经济发达国家,如美国、日本和法国,建造被动式太阳房的也不少。我国从20世纪70年代末就开始这种太阳房的研究示范,已有较大规模的推广。如北京、天津、河北、内蒙古、辽宁、甘肃、青海和西藏等地,均先后建起了一批被动式太阳房,各种标准设计日益完善,并开展了国际交流与合作,受到联合国太阳能专家的好评。
我国太阳房的发展现状
我国太阳房开发利用自20世纪80年代初开始,截至1997年底,全国已经建起740万米2的太阳房,主要分布在山东、河北、辽宁、内蒙古、甘肃、青海和西藏的农村地区。其中,辽宁省的400所中小学校建造了被动式太阳房,总面积达50万米2。中国被动式太阳房平均每平方米建筑面积每年可节约20～40千克标准煤。
目前,我国太阳房的发展存在以下问题:对太阳房的设计和建造没有纳入建筑规范和标准,一定程度上影响其快速发展和实现商业化;相关的透光隔热材料、带涂层的控光玻璃、节能窗等没有商业化,使太阳房的水平受到限制;太阳房的用途还仅仅局限在采暖保温方面,而利用太阳房去湿降温在国内还需加强。这里所说的降温同传统意义上空调器的制冷降温有很大区别,它通过空气在室内的自然循环达到房屋温度、湿度的均匀,相对于室外气温有所下降,从而获得一个凉爽宜人的生活空间,好比在炎热的夏天里人们在树荫下乘凉的感觉。▲
太阳房的基本原理
太阳房是直接利用太阳能的一个重要途径,其原理是把房屋看作一个集热器,通过建筑设计把高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地集成在一起,主要利用南坡屋面的铁板吸收太阳能,加热从屋外引进的冷空气来采暖。当冷空气通过屋顶最高处的玻璃板时,温度被大幅度提升,将通气层内的热空气吸过来聚集到热气通道里,然后通过控制箱送到地板下贮存起来。日落后,风扇会自动停止转动,控制箱内的风门会自动关闭,避免室外的冷空气继续流入室内,而贮存在地板下的热量也慢慢释放出来,使室温下降速度减慢,从而达到取暖效果。
从理论上讲,温度高的物体都会向温度低的物体或空间辐射热。夏天的夜晚,室外气温一般在25℃～30℃,而晴朗的高空温度则只有-60℃～-40℃,屋顶的铁板不断向高空辐射热量,一般可使室内气温比室外气温低2℃～4℃,这时采取与冬季取暖相同的方式,使引进屋顶通气层内的空气被铁板降温后流入屋内。除了利用冷辐射原理降温外,这种太阳房还在地下1.5米深处铺设塑料管道,将地下的凉气以每秒1米3的流量送入室内,从而达到取凉的目的。
太阳房的屋面由吸热铁板、太阳能电池板、集热空气层、集热气通道和隔热层组成,无须任何大型机器,完全靠巧妙的建筑构造来利用太阳能。利用这种技术建成的太阳房虽然比普通住宅多投资1/10,但节能效率高达33%,而且利用屋顶装有的太阳能电池板完全可以满足一个普通家庭的用电,还可以将剩余电能并入电网,最大限度节约能源。
太阳房的类型
主动式太阳房 主动式太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成。它需要热交换器、水泵和风机等设备,电源也是不可缺少的。因此这种太阳房的造价较高、一次性投资大、设备利用率低、维修管理工作量大,而且仍然要耗费一定量的常规能源。但是室温能主动控制,使用也很适宜。在一些经济发达的国家或地区,已建造不少各种类型的主动式太阳房。如在北京大兴县建造的一座主动式太阳房是与联邦德国合作的成果,建筑面积314.2米2,采用平板式集热器,并以天窗直接受益和特朗勃墙相结合,实为主动—被动混合型太阳房,辅助能源采用特制小型燃煤炉。
被动式太阳房 被动式太阳房是通过建筑朝向和周围环境的合理布置,内部空间和外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,在冬季集取、保持、贮存、分布太阳热能,从而解决建筑物的采暖问题。一般来说,对于居住建筑和中小型公用建筑来说,主要采用的是被动式太阳房。
被动式太阳房是一种经济、有效地利用太阳能采暖的建筑,是太阳能热利用的一个重要领域,具有重要的经济效益和社会效益。它主要是根据当地气候条件,使房屋建造尽量利用太阳的直接辐射能,不需要安装复杂的太阳能集热器,更不用循环动力设备,完全依靠建筑结构造成的吸热、隔热、保温、通风等特性,来达到冬暖夏凉的目的。但在冬季遇上连续坏天气时,可能要采用一些辅助能源补助。而且,正常情况下,早、中、晚室内气温差别也很大。不过,对于要求不高的用户,特别是原无采暖条件的农村地区,由于它简易可行、造价不高,仍然受到人们欢迎。其推广有利于节约常规能源、保护自然环境、减少污染,使人与自然环境得到和谐发展。
当然,在一些经济发达国家,如美国、日本和法国,建造被动式太阳房的也不少。我国从20世纪70年代末就开始这种太阳房的研究示范,已有较大规模的推广。如北京、天津、河北、内蒙古、辽宁、甘肃、青海和西藏等地,均先后建起了一批被动式太阳房,各种标准设计日益完善,并开展了国际交流与合作,受到联合国太阳能专家的好评。
我国太阳房的发展现状
我国太阳房开发利用自20世纪80年代初开始,截至1997年底,全国已经建起740万米2的太阳房,主要分布在山东、河北、辽宁、内蒙古、甘肃、青海和西藏的农村地区。其中,辽宁省的400所中小学校建造了被动式太阳房,总面积达50万米2。中国被动式太阳房平均每平方米建筑面积每年可节约20～40千克标准煤。
目前,我国太阳房的发展存在以下问题:对太阳房的设计和建造没有纳入建筑规范和标准,一定程度上影响其快速发展和实现商业化;相关的透光隔热材料、带涂层的控光玻璃、节能窗等没有商业化,使太阳房的水平受到限制;太阳房的用途还仅仅局限在采暖保温方面,而利用太阳房去湿降温在国内还需加强。这里所说的降温同传统意义上空调器的制冷降温有很大区别,它通过空气在室内的自然循环达到房屋温度、湿度的均匀,相对于室外气温有所下降,从而获得一个凉爽宜人的生活空间,好比在炎热的夏天里人们在树荫下乘凉的感觉。▲