被动式太阳能与SI住宅体系结合采暖

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1、研究与探讨l建筑建材装饰被动式太阳能与SI住宅体系结合采暖何水清1何劲波2毛希元3(1．江苏徐州新型建筑技术应用中心2．江苏徐州墙改亦公室．徐州2210003．江苏新沂市规划局．新沂221400)1被动式采暖与SI体系结合被动式太阳能采暖是指不依赖于机械功，通过建筑的朝向、材料、构造和结构的适宜选择，使其在冬季能汲取、贮存、分布太阳能，从而能解决建筑物的采暖问题的技术。sI住宅理论将住宅分为承重结构部分和内装、设备部分，住宅sI主张强化s部分．其精髓就是提高承重部分的耐久性和填充部分的可变性、更新性。将多

2、层住宅体系分解成南向房间、南北房间两个层面，论述住宅空间与太阳利用之间的关系。11J南自房闩多层住宅南向房间可以看做是结构体、外围护结构、天花板及楼板、内墙体等几部分构成，在sI住宅体系中，结构体作为住宅的承重部分是不可变的；而外围护结构、天花板、楼板及墙体都可作为住宅的填充部分实现部品化生产。①围护结构外围护结构作为住宅的重要组成部分．对于住宅冬季保温有着重要的作用。近年来，关于通过设置外挂构件改善住宅外围护结构，降低能耗和改善室内热环境的研究比较多。比较常用的外挂：n。。采暖构件包括集热模块、低温地板

3、辐射采暖系统和阳台等。集热模块的构造如图l所示。由外至内分别为玻璃盏板、自动卷帘及由吸热板和苯板组成的集热保温板。在玻璃盖板与集热保温板之间设空期间层．自动卷帘位于空气问层上方。在集热模块的上下都设有通风口和温控风门。20’2年第2期图1集热模块构造示意图翰’翁图2集热模块冬季工作原理集热模块可安装在南向房间窗户两侧，并固定在上下楼板之间，同时与墙体留有一定的空气间层。采用集热块的集热蓄热墙工作原理如图2所示。冬季晴朗的白天，卷帘卷起．夹层内空气被加热，上下风门开启，热空气由上风口送人室内，室内低温空气由

4、下风口进人夹层．形成热循环加热房间．同时集热蓄热墙体向室内传热并储存部分热量。冬季夜间，卷帘放下．阻挡热辐射散失，上下风门关闭．依靠墙体储存热量释放到室内加热房间。与集热蓄热墙体不同的是．阳台起初作为住宅的半室外活动空间设计．并不具有更强的节能作用。阳台有时与南向的起居室结合设置．有时则与南向卧室结合设置。但是．由于北方地区冬季寒冷，绝大多数用户习惯将阳台完全封闭变成室内空间。这种做法客观上使阳台成为了南向房间的附加阳光问．某种程度上实现了附加阳光问式太阳能利用。需要指出的是，当南向房间设置封闭阳台时，会

5、对该南向房间集热模块和遮阳构件的设置产生影响，因此可以考虑在南向起居室或卧室的维护结构外，一个设置封闭式阳台，另一个则设置集热模块和遮阳构件，从而使两个南向房间的室内热环境都得到改普。在现有住宅建筑体系下．这些外挂采暖构件在安装时都要在住宅施工完成后进行，并没有做到与建筑体系的一体化设计．对外围护结构有一定的破坏。若南向房间采用sI住宅体系，那么南向房间的外围护结构就变成了sl体系中的立面填充体。因此．当南向房间采用集热模块做外围护结构的外挂节能构件时．集热模块和遮阳构件就可以与sI立面填充体结合，实现部

6、品化生产．从而使立面填充体成为具有冬季采暖的新型集热蓄热墙式外围护结构。而当南向房间设有封闭阳台时．则可以使其成为附加阳光室建筑建材装饰115一¨熬哟二阿■■If一一一]一挲

7、：li鼍。建筑建材装饰I研究与探讨并利用sI体系的特点，实现封闭阳台的部品化，便于与住宅体系相结合，如图3所示。同时也解决了由住户自行封闭安装带来的阳台封闭保温性能较差和阳台封闭样式参差不齐影响住宅整体形式的问题。集热模块和遮阳构件髟与填充体结合髟封闭阳台与填充体结雹图3外挂采暖构件与开放住宅结合示意图渺◇图4对比试验房概念图②天花

8、板及楼板sI体系的结构支撑体耐久和强度较高，有利于无梁楼板的使用，这样就为双层天花板或双层楼层系统的设置提供了有利条件。而双层天花板、楼板系统．则适应隔墙位置变更的被动式通风及传热系统或多功能空调系统。下面以集热蓄热墙式南向太阳房在冬季白天的能量循环为例．对不同建筑体系下能量利用效率进行分析。如图5所示．在现有住宅体系下．可以看到．热空气进人室内后，由于压强小，而且没有管道引导，导致热空气的温度与速度迅速衰减。降温后的空气沿着墙壁面下降。直射由下风口进四亘图5现有住宅体系与SI住宅体系传热效率对比116建

9、筑建材装饰入集热模块。集热模块输送的热空气不能充分与室内的空气进行热交换，形成了热量的短路。这是为何许多集热模块虽然有很高的集热效率，但是室内热状况依然不良的主要原因。而在sI住宅体系下。双层天花板系统可以为集热模块提供一个送风管道，将热量输送到室内中心位置，使得室内内侧的人也能感受到集热模块的供暖效果。③内墙体采用sI体系的南向房间的内墙体可以灵活分割，这样对于室内能量传递是十分有利的。例如当南向房问利用封闭阳台作为附加阳光