被动式太阳房与蓄热墙热工优化设计

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1、第8卷1期宁夏工学院学报(自然科学版)V01．8N0．I1996年3月Jourr~al{N[ngxinInstitute0fTechnology(Natura]~-ience)Ma】cl．1096一一——⋯——一一被动式太阳房与蓄热墙热工优化设计L／史耀宇刘洪波张居平_————，一一一一TU·f](宁夏工学院士卡工程幕)摘要根据被动式太阳房的原理和发展利用情况．讨论蓄热墙的效率蔚供暖和太阳能利用敛毫的直接影响．着重从热工角度分析蓄热墙构造形式，夹气层厚度、高度，表面形式等参数．提出热工优化设计方法

2、，并对建筑设计需处理好的问题提出方法．芏键词被动熹阳房原理蓄热墙觳率热工优化设I十建筑处理方法分类号；．投工沿冲冼也泛寸阳光、空气和水是人娄赖以生浮的基本要素，我们祖先在修建房屋时就知道充分利用太阳的光和热，建筑太都坐北朝南，北、东、西三面围以厚墙加强保温，南立面满开棂花门窗增加采光租得热，符合太阳能采暖的基本原理，可说是最原型、最朴素的太阳房．到本世纪中叶．人类严重意识到再生能源总有一天会枯竭．太阳能利用重新受到重视，开始太阳能供暖方面的研究，并得到较快发展．美国提出本世纪未发展250万幢太阳房

3、，日本制定了官民协同的“阳光计划”，我国太阳能供暖的设汁研究起步较晚，到1974年才有第一幢探索性被动式太阳房．1被动式太阳房发展利用情况分析按目前国际惯喟分类名称，太阳房分主动式和被动式两大类．被动式是通过建筑朝向和周围环境的台理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理．及建材和结构、构造的恰当选择，使其在冬季能集取、保持、贮存、分布太阳热能，来解决建筑物聋暖问题；同时在夏季又能遮蔽太阳辐射，散逸室内热量．使建筑物降温．它不需动力阳机触设备．几乎没什么运行费用，维睡费也很少；一次性投资多少仅取决于集热

4、墙体的热工设计和材料的选择，若设汁合理，通常情况下一次性投资仅增大10～20左右；且由于用太拜_『能供暖就从节约常规能源方面获得经济效益，随着能源短缺价格上涨．经济效益将越来越高．所以世界各国在建筑上应用越米越广泛，我国对这方面的研究和直用也逐年重视和增多．到1985年，我国已大约建了三百懂届实验性质的被动式太阳房，较集中且建筑类型较多的有清华大学、天津大学、北京太阳能研究所和当时的德意志联邦I#合国联合

5、殳计的北京大兴新能源村甘肃自然能源研究所设计的兰州夏营太阳能采暖降温技术试验示范基地．其它一

6、些主要分布于北京的昌平、密云，西藏的阿里、那曲、拉萨、甘肃的敦煌、武威、甘南．1999—09—25收到．作者：男，1954年z，咭尔滨^．副，壹授研究方向建筑热工和热能利用第8卷l期史耀宇：被动式太阳房与蓄热墙热工优化设计．53．青海的冈察、西宁，河北石家庄，山东潍坊，及天津内蒙、辽宁、新疆、浙江等省自治区．虽然从绝对数量看还很少．但已建成的都取得不同程度经济、环境、社会效益；尤其采暖期长，常规能源昂贵，而太阳辐射很好的地区．经济效益更加突出．如西藏阿里地区的太阳房．困太阳能供暖增加的一次性投资，

7、四年内全部收回．1985年之后，随着实验性被动式太阳房取得好的效益，使被动式太阳房逐渐进入实际使用阶段，并越来越广泛如近几年来北京、青海、内蒙、山东等地建的太阳能住宅和学校，从使用效果和测得的室内温度情况(见表1)来看：说明他们在太阳能供嗳方面均取得好的成效和良好的经济效益；也可表明在宁夏的气象条件(见衷1)下，采用被动式：m雇进行供暖有着广泛的社会意义、经济效益和美好前景．衰I：已建成被动太阳房的当地气象参数和室内参数(含宁夏气象参数室外采暖一月一月平均极端最低日日照率室内实地名计算温度平均温度

8、虽低温度最低温度平均温度测温度(℃j(℃)(℃j(℃(℃)()(C)北京、昌平一9～4．710．O—27．——15．967≥1O．1山东、寿光—9——3．27．9—21．4——14．5634-9内蒙、临河——15．3一l2．3—18．3—30．1—27．779≥15．0辽宁、建昌—15—9．7——15．8—269—197514·8青海、河西—19—1J——21．6—37．2—25．6778-5宁夏、银川—15一9．2一l5．1——30．6——24．975宁夏石嘴山一l6——9．8—16—28．4—

9、21．576宁夏、中卫一l3—8．3，一14．9—27．8—22．972宁夏同心一l3——8．9一l4．8—27．3——20．377但纵观目前已建的许多被动式太阳房可发现．各地对被动房集、蓄热部件主要结构参数，如集热墙的材料厚度、设计方式是不同的，而它们的不同，造成墙内表面温度及墙内表面传给室内的热量也不同，从而影响太阳能供暖效果和利用效率(见表I)，这就需从被动式太阳房供暖机理出发，对蓄热墙进行热工优化分析．衰I不同厚度集，蓄热墙(砖墙)热工性能比较墙厚内表面内表面通风口气流带．