太阳能利用(被动式太阳能建筑).ppt

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1、被动式太阳能设计成员:吴维阳张勇富天威陈舒怡伍宇威黄耀董寤郑顺展陈伟鹏太阳能：一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能建筑：利用太阳能供暖和制冷的建筑。在建筑中应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、煤炭等能源，而且不污染环境，在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而且缺乏其他能源的地区，采用太阳能供暖、制冷，尤为有利。定义能源需求的增长传统能源的枯竭生存环境的考验能源危机！！！对新能源的探索和利用可再生性环保？太阳能利

2、用光热转换光电转换太阳能建筑的产生太阳能建筑的产生太阳能建筑组成的基本要素1.集热系统通过各种手段收集太阳的辐射热能。主要方式：通过建筑构件本身、附加独立式集热器（如太阳能热水器、太阳能空气集热器等）。2.蓄热系统将集热系统收集的热能储存起来的装置系统。主要方式有：通过建筑构件本身（简单经济）；水筒蓄热系统，利用水的比热大和可充分对流换热原理；卵石仓蓄热系统，利用热空气通过卵石缝隙将热能传递给卵石达到蓄热效果；相变材料蓄热系统，利用物质固液状态转化中需要大量相变热的原理；利用地下土壤蓄热系统（防空洞）。3

3、.分配系统主要方式：自然散热、板式散热器、地板盘管、风机对流、风机循环、风机空气介质输送分配。4.辅助热源5.控制系统基本为自动控制，利用恒温器和仪表盘，保持系统运转效率。太阳能建筑的特点1.能源供应——天地互补①太阳能光热系统太阳能生活热水系统、太阳能直接采暖系统。②太阳能光电系统太阳能光伏发电用于生活用电和设备用能。③地源热泵辅助系统（特殊情况下）在特殊天气下，补充太阳能的不足2.优点：节能（太阳能为可再生能源）、环保、可重复使用、3.缺点太阳能利用的不稳定性（受昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条

4、件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响）初始投资大，建设成本高，维护费用高太阳能建筑类型1.主动式太阳能系统靠常能(泵、鼓风机)运行的系统，由集热器、蓄热器、收集回路、分配回路组成，通过平板集热器，以水为介质收集太阳热。吸热升温的水，贮存於地下水柜内，柜外围以石块，通过石块将空气加热後送至室内，用以供暖。主动式太阳能系统按传热介质又可分为空气循环系统、水循环系统和水、气混合系统。2.被动式太阳能系统用建筑物的一部分实体作为集热器和贮热器，利用传热介质对流分配热能的系统。被动式太阳能系统利用建筑材料的吸

5、热性、蓄热性和传热介质的对流收集热能，贮存热能，分配热能。被动式太阳能系统的能量利用比较充分，效率较高，经济实惠，且简而易行，发展前途比较广阔。分类：①直接收益式:在利用室内的地面和墙体，作为蓄热体吸收太阳能。②水墙式:以水墙来吸收和释放热能调节室内气候。（景观性很好）③蓄热墙式：用蓄热墙来调节室内气候。④太阳温室式：房屋外部建一玻璃温室，与室内有洞口相通。通过蓄热调节气候。⑤屋顶水池式被动式太阳能建筑的一般形式一、直接受益式二、间接受益式直接受益式间接受益式1.水墙水的比热是4.18X103J/(kg·

6、K)，其他一般建筑材料如砖，混凝土，土坯，木材等比热都在水的比热的1/5左右，故用同质量的水贮热比其他材料贮存的热量多，反过来要贮存一定的热量，所用水比其他材料重量轻，这就是引起人们研究，发展水墙的主要原因。发展水墙的原因何在？水墙太阳能房示意图如图是早在20世纪70年代美国stevebear住房试验的水墙太阳能房。水盛于钢桶内，外表有黑色吸热层，放在向阳单层玻璃窗后。玻璃窗外设有隔热盖板，冬季白天放平可作为反射板，将太阳辐射能反射到钢桶水墙上去，增加吸收热，冬夜则关上，减少热损失。夏季则相反，白天关上以

7、减少进热，晚上打开，以便向外辐射降温。关于水墙的尺寸，颜色及材料的选择：1.尺寸：一般水墙的容积可按太阳房的窗的玻璃面积乘以30cm左右来进行估算。2.颜色：水墙容器表面的颜色以黑色最好，蓝色和红色容器的吸热能力比黑色容器分别少5%---9%。3.材料一般可用金属和玻璃钢制成。容器表面常做成螺纹的圆柱体，以增加刚度。2.充水墙前面讲的水墙是用钢桶或钢管或塑料管盛水作为储热物质，与现砌特朗伯墙比，其优点是，第一次投资减少，体积一定时储热容量较多，同时，采用较大的体积可能提高太阳能对年需热量供应的百分比。缺点

8、是维修费较高，向墙内侧传热的延迟性较小，这是由于水有对流的缘故，致使室内温度较实心墙体时波动更大。为了获取实心墙与冲水墙两者的优点，研究人员进行了大量试验。最终确定采用总尺寸为1200mm×2400mm×250mm的混凝土水箱，箱壁厚为50mm，水盛在箱内密封塑料袋内，这种水墙称为特朗伯墙。有的设计者认为，将来这种墙应再厚些增大储热量，以便在长时阴云天气时保持墙体温度。能适合这种设想的一种做法是，采用预制混凝土空心板作为载水墙