被动式太阳能技术

浅谈被动太阳能技术在建筑设计中的应用本文通过对两种情况(一种竞赛方案的一个完成情况)进行研究，分析其周围环境、遮阳、通风及能源储存和应用等方面，探讨从设计本身出发的低成本太阳能技术应用于实践的可能性，将其方法和理念应用得更广泛【关键词】低成本被动太阳能技术微环境太阳能储藏利用1 .引言从上世纪90年代开始，中国经济发展迅速，带来了中国建筑业的繁荣，发展的速度和成绩备受关注。 但是，在发展背后建筑能源问题也越来越突出，随着技术水平的提高和人们意识的进步，利用可再生能源提高建筑能源效率的研究和实践正在开展。 如何将太阳能利用技术与我国当前国情下的建筑建设完美结合，创造低碳和谐人居环境，走可持续建设方式，已成为当前建筑业的焦点，建筑节能已成为社会广泛共识。我国拥有丰富的太阳能资源，年日照超过2200h的地区占国土面积的2/3以上，是太阳能资源丰富的国家之一。 这也是大力发展建筑太阳能技术的一大前提。 近年来政府也大力促进建筑太阳能技术的发展和应用。 考虑到我国基本国情和当前建筑业的发展状况，被动太阳能建筑技术是当前最佳选择。2 .概念说明被动太阳能技术是指利用建筑物自然的潜力，在建筑物周围的环境、遮阳、通风、储能中表现太阳能的被动利用。 建筑的布局和形态、建筑材料、使用者、建筑的绿化和环境构成了建筑的生态系统，它也受到系统外城市经济、地理、太阳能环境等因素的影响，从建设到拆除的整个过程就是该系统的生命周期。 以这种观点进行建筑设计，建筑不再是孤立的体系，而是有成长的过程，有决定建筑个性的外部环境，系统内各要素的相互作用和类系统之间的影响。 这种观念的转变，使建筑的设计过程生动生动，建筑方案的生成过程寻求影响系统各要素之间动态平衡的过程。 这一理念是太阳能的应用在技术水平上对建筑设计进一步加以思考。 下面通过分析两种情况，对这些问题也进行具体研究。3 .个案研究3.1首例是2011台达杯国际太阳能竞赛的首部作品“垂直村”，本案位于江苏省南部吴江市，市内全域河流纵横，名副其实的“江南水乡”。 方案经相应的施工调整后，将于明年建成。提案首先从两个问题开始：1 )建筑如何对水乡纹理作出反应；2 )太阳能技术与建筑结合不仅是建筑的技术手段，也是设计本身的决定性因素。 方案将太阳能热水器与遮阳部件相结合，形成上下波浪式立面，获得了具有表现力的立面形式，将太阳能技术的应用生动地结合在一起。 在这样大的构想下，提案在几个方面实现了太阳能技术与建筑的结合。设计概念和效果图a能量流动改善室内温度这种波形的“太阳表皮”斜壁与日照面形成阴影面，日照面温度较高，阴影面温度相对较低，因此建筑物整个表面都能产生热流。 夏天，向阳面孔的阀门打开，吸风扇停止，只有南立面才能产生热流，夺走室内的热量。 冬天，向阳面的孔的阀门关闭，吸引风扇开始工作，把南方被太阳照射形成的热空气输送到北方的房间，把冷空气输送到南方的高度加热，形成热循环，提高室内的温度。热循环系统设计b太阳能热水器的一体化应用方案致力于提高单位面积的太阳能热水器的热量。 首先在立面上设置太阳能热水器管，使各家庭能够独立供热水，使管理和维护变得容易。 其次，设置在日向的集热器，为了照射更多的太阳光，合理调整角度。 并且，热水器，百叶窗，白色的墙壁共同塑造了给江南水乡带来境界的建筑形象c建筑微环境的设计根据建筑本身所处的地理环境，向传统民居学习，将水引入建筑环境，在优化建筑境界的同时，改善建筑微环境，实现惠人居住空间。 在实际应用中，虚构的拉门会随着进一步的下沉而起作用。 冬天关上拉门，进一步的下沉形成冷气槽，保温变得容易。 夏天，打开拉门，形成换气风，风经过水面的冷却吹入建筑物，使建筑物内部的温度容易下降。 此外，这条河也是建设雨水收集系统的蓄水所。d遮阳板设计为应对建筑物西日问题，建筑物西侧配合卧室阳台设计金属框架，上面种植攀缘植物，夏季枝叶繁茂，能有效遮挡西日阳光，冬天可以让阳光进入室内，提高室内温度。 屋顶也建造了屋顶和植物的框架来应对夏天的晒伤。立面遮阳板总体而言，整个项目的技术应用于建筑本身的设计，不仅实现了建筑的美观和实用性，还创造了舒适的居住环境。 程序教学的启示是低成本被动太阳能技术的创造性应用与实践。 技术不一定是最先进的。 我们采用最合适的技术手段，将经济条件与当地自然环境相结合，思考和创作建筑是下一个很好的选择。3.2第二个案例是绵阳小学，作为四川灾后重建的典型项目备受关注。 因为是实际建成的项目，值得借鉴和研究。 工程设计立足于灾区重建实际，充分考虑当地自然环境和气候条件，将节能低碳运营可持续发展理念纳入建筑设计。 从总体布局、建筑形式、建筑细节、节点结构及建筑设备等方面全面贯彻被动主体，自主辅助建筑设计理念，为儿童创造良好的学习环境。设计从现场到建筑，采用整体到局部的设计手法，结合绵阳地区夏季闷热、冬季潮湿的气候特征和学校教育建筑的使用特点，确定了夏季以换气、绝热、遮阳、避潮为主的冬季以集热、保温、换气为主的无源技术整体战略，通过整体到细节的一系列深入设计来实现。a组风环境组织根据当地主导风向和风速以及风环境的模拟，通过开放建筑空间的围栏，创造夏天自然通风、冬天冷气隔绝的校园风环境。鸟瞰和建设效果b生态湿地与生活污水处理利用地形南高北低的特征，将教室楼和宿舍产生的污水无动力地引流到基地西南角的生态湿地附近。 采用人工湿地生态处理技术处理污水。污水处理流程c建筑通风设计教学楼采用一廊式平面，更好地利用自然通风。 最上层配合屋顶形状设置天窗加强通风，改善夏季湿热问题。 办公区设有加固的太阳能烟囱，利用热压换气原理提高室内换气能力。建筑通风效果综述d建筑采光设计采用在教学楼南侧外窗上部配合设置反射板和遮阳板的方法，用遮阳板结合屋檐形成完整的遮阳系统，充分利用不同季节的太阳高度角度差异发挥作用，达到了夏季遮阳板、冬季透光效果。建筑物的湿气与采光e附属主动太阳能技术的应用主要设有集中浴室和水室，采用太阳能集中热水系统为学生和教职工提供生活和饮用水。整个方案在采用低成本建筑节能技术的同时，分析了建筑自身的特点和环境特征，采用多方面的技术手段，共同提高建筑建设环境的质量和运行效率。四.分析总结通过以上一个概念方案和一个建例的分析，可以看出低成本被动节能技术的一些关注点，现总结如下a建筑周边环境改善节能首先要从建筑环境入手。 建筑用地朝南，建筑物之间最好有充分的间隔，周围的植树要根据场所不同选择不同的树种。 例如，南侧适合种落叶树，夏天不妨碍阳光照射。 此外，还可以保留自然水域的面积，增加植被绿化，减少硬化床，形成地区的微气候。b描影设计主要是减少夏季外墙、屋顶吸收的阳光辐射热量，减少阳光直接通过辐射屋顶、墙壁、窗户、窗户进入室内，采用走廊、阳台、承担屋檐的遮阳板、热反射窗帘、绿色植物等遮阳设施。 遮阳板主要有固定机构遮阳板、可动机构遮阳板、壁面遮阳板。 应根据不同的实际条件选择最佳方法，达到阻挡太阳辐射的效果。c利用太阳能改善室内环境建筑实践主要通过自然通风改善室内环境，自然通风是风压和热压作用的结果。 利用太阳热能作用于热压，实现建筑物室内通风，现以开放空间和垂直空间为例进行说明。开放空间建筑常见的中庭是典型的开放空间，一方面为了采光，另一方面利用建筑中庭内的热压形成自然通风。 冬天，中庭作为封闭的大暖房，成为建筑物内部环境的热缓冲空间，发挥保温节能的作用。 春秋季节是广阔的开放空间，天花板上设置了天窗，可以促进室内的自然通风。 夏天可以配合院子的南部和顶部设置遮阳板遮挡阳光。垂直空间-由于建筑物上部气流与建筑物下部气流存在差异，主要通过高垂直空间发挥“抽风”效果，如第二种太阳烟囱，利用热压差异在室内外产生循环，有效改善建筑物内的微气候环境。d被动式太阳能存储器的利用被动太阳能热系统的特征是将建筑物的全部或一部分作为集热器、蓄热器和散热器两者，间接地收集太阳能。 主要有以下几种方法1 .直接收益公式白天的太阳从大面积的南方通过窗玻璃进入室内，室内受到太阳的辐射，一部分热量通过辐射、对流在室内传播，一部分被引入蓄热体，晚上慢慢放出热量。 适合白天要求快，晚上使用少的房间。2 .集热蓄热壁式主要利用南向垂直集热蓄热壁吸收太阳能，通过传导、辐射、对流向室内传热。 采用该技术的房间温度波动小，居住舒适，但效率低，需要与其他形式并用。3 .在太阳之间安装本质上是集热蓄热墙系统的发展，扩大了玻璃与墙壁之间的空气夹层，形成了可用的房间。 据此，综合了直接收益式和集热蓄热壁系统的特点，提高了效率和使用效果。4 .蓄热屋顶它与蓄热壁相似，其集热和蓄热功能都是在屋顶的浅水池中完成的。 集热后的热量使通过天花板传到下面的房间变暖了。 夏天的热量通过天花板传到上面，冷却住宅。5、结语：住宅节能是当前建筑领域研究的热点之一，高效绿色节能技术是今后建筑发展的必要条件和制约因素。 对于处于发展过程中的中国，从建筑设计的角度来看，实现低成本的建筑节能具有非常现实的意义。 因此，我们建筑学的学生应该自主培养意识，结合实际进行设计和探索，为建筑节能事业尽自己的力量。【参考文献】1王立雄. 建筑节能 M .北京：中国建筑工业出版社，2007年5月2胡邵学、黄科、宋海林.生态办公建筑有效实践-清华大学设计中心综合楼评价J.