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浅谈太阳能的利用技术

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放大字体  缩小字体    发布日期:2015-01-30  浏览次数:523
核心提示:随着改革开放和经济发展,我国太阳能建筑的面积日趋增大,建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的
  随着改革开放和经济发展,我国太阳能建筑的面积日趋增大,建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。抓住机 遇,不失时机地推进建筑节能,有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境,实现国家发展的第二步和第三步战略目标,并引导我国建筑业与建筑技术随 同世界大潮流迅速前进,太阳能建筑的节能具有很好的前景,大有可为。
  
  我国地域宽广,房屋建筑规模巨大,约有一半建筑位于北方“三北”地区,由于气候原因,每年约有4— 6个月的采暖期,该地区规定设置集中采暖系统,以往习惯称之为集中采暖地区。中部地区(冬冷夏热地区),即长江流域地区,虽然冬季平均气温高于0℃,但相 对湿度较高,冬季湿冷,而夏季又酷热。该地区属于中国经济发达地区,包括长江上游在内,涉及18个省、自治区、直辖市,总面积180万k平方米,人口近4 亿。年工农业总产值占全国40%,人均产值及人均收入均高于全国平均水平。以往由于经济上的原因,该地区一般城镇住宅围护结构无保温措施,也不设置采暖设 施,因此冬夏季室内热环境条件相当差。南方属于亚热带气候,夏季气候炎热,降温则是主要解决的问题。
  
  与发达国家相比,集中采暖地区城镇住宅围护结构保温、气密性较差,供热系统效率较低,单位面积的采暖能耗要高得多。我国已成为世界上建房最多的国家,近年 来每年全国建成城镇住宅2 亿平方米以上,随着人民生活的不断改善,人们对于建筑热环境的舒适性要求愈趋迫切,中部地区冬季采暖势在必行,各地“空调热”也日渐高涨。所以,如何尽量 利用太阳能、合理建筑设计,对北方集中采暖地区可以减少采暖、空调能耗;而对于中部及南部地区,改善室内热环境条件,达到低水平的室内舒适参数,已成为一 个重要的课题。
  
  我国从80 年代起,对城镇多层住宅应用被动太阳能进行采暖及降温技术已有研究,先后在石家庄、滩纺及杭州等处建成了试点建筑,较好的改善了室内热环境条件。当时的技 术路线是由热工外算开始,进而建造示范建筑以验证效果。国外从70年代初期起,投入了相当的力量进行计算机软件的开发工作,应用动态模拟计算,进行建筑热 工参数计算分析,进而可以预测室内环境参数,获得应用被动太阳能的最佳建筑设计方案,同时也建设示范建筑以验证软件的可信性。这类从合理建筑及热工设计着 手,在增加有限的建设投资下,尽量利用被动太阳能来达到低水平的室内冬夏热环境条件的住宅,这里称为“节能住宅”。
  
  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。
  
  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。
  
  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7.8C.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—3C.
  
  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3.7C,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。
 
 
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