描述太陽能使用技術的論文

　　摘要：本文介紹了我國目前太陽能的現實狀況，分析了其中的節能潛力，並介紹了太陽能建築節能的相關內容和實現技術，探討太陽能建築節能的可持續發展道路。

　　關鍵詞：太陽能建築熱量

　　隨著改革開放和發展，我國太陽能建築的面積日趨增大，建築節能是近年來世界建築發展的一個基本趨向，也是當代建築科學技術的一個新的生長點。抓住機遇，不失時機地推進建築節能，有利於國民經濟持續、快速、健康發展，保護生態，實現國家發展的第二步和第三步戰略目標，並引導我國建築業與建築技術隨同世界大潮流迅速前進，太陽能建築的節能具有很好的前景，大有可為。

　　我國地域寬廣，房屋建築規模巨大，約有一半建築位於北方“三北”地區，由於氣候原因，每年約有4— 6個月的採暖期，該地區規定設定集中採暖系統，以往習慣稱之為集中採暖地區。中部地區（冬冷夏熱地區），即長江流域地區，雖然冬季平均氣溫高於0℃，但相對溼度較高，冬季溼冷，而夏季又酷熱。該地區屬於發達地區，包括長江上游在內，涉及18個省、自治區、直轄市，總面積180萬k平方米，近4 億。年工總產值佔全國40％，人均產值及人均收入均高於全國平均水平。以往由於經濟上的原因，該地區一般城鎮住宅圍護結構無保溫措施，也不設定採暖設施，因此冬夏季室內熱環境條件相當差。南方屬於亞熱帶氣候，夏季氣候炎熱，降溫則是主要解決的問題。

　　與發達國家相比，集中採暖地區城鎮住宅圍護結構保溫、氣密性較差，供熱系統效率較低，單位面積的採暖能耗要高得多。我國已成為世界上建房最多的國家，近年來每年全國建成城鎮住宅2 億平方米以上，隨著人民生活的不斷改善，人們對於建築熱環境的舒適性要求愈趨迫切，中部地區冬季採暖勢在必行，各地“空調熱”也日漸高漲。所以，如何儘量利用太陽能、合理建築設計，對北方集中採暖地區可以減少採暖、空調能耗；而對於中部及南部地區，改善室內熱環境條件，達到低水平的室內舒適引數，已成為一個重要的課題。

　　我國從80 年代起，對城鎮多層住宅應用被動太陽能進行採暖及降溫技術已有研究，先後在石家莊、灘紡及杭州等處建成了試點建築，較好的改善了室內熱環境條件。當時的技術路線是由熱工外算開始，進而建造示範建築以驗證效果。國外從70年代初期起，投入了相當的力量進行軟體的開發工作，應用動態模擬計算，進行建築熱工引數計算分析，進而可以預測室內環境引數，獲得應用被動太陽能的最佳建築設計方案，同時也建設示範建築以驗證軟體的可信性。這類從合理建築及熱工設計著手，在增加有限的建設下，儘量利用被動太陽能來達到低水平的室內冬夏熱環境條件的住宅，這裡稱為“節能住宅”。

　　一、各種引數對空溫的影響

　　為了進行引數研究，首先確定了一個基礎方案，即對條狀住宅建築模型，取其南向主立面外窗的窗牆比為30.3％，單層窗，外牆與屋面傳熱係數均為0.83w／（℃??*平方米），換氣次數為1.1次h，不考慮內部蓄熱量。在進行引數分析時，固定其他引數，僅變化一個引數來分析對室溫的`影響。

　　內部蓄熱量

　　換氣次數

　　增強夜間通風

　　南窗面積

　　由此可見，南向窗牆比大且具有較大內部蓄熱量時，可以改善冬季室內熱環境條件；至於夏季，南向窗戶面積增大會提高一點室溫，使室內熱環境條件略為變差—點。

　　主立面朝向

　　主立面朝向不僅對冬季有影響，而且對夏季也有影響。主立面朝東及朝西時室溫相同，與主立面朝南及朝北相比，室內熱環境條件都要來得差。對於冬季來說，主立面朝南為最佳。

　　水平遮陽板伸出長度

　　窗戶的層數

　　增加窗戶層數將減少熱損失，但也在一定程度上減少了太陽得熱量。採用單層宙及雙層宙作計算比較，發現雙層窗對冬季室溫略有改善（一月份平均室溫增加0.9℃），但同樣使夏季室溫略有變差（八月份平均室溫升高0.7℃）。

　　外牆、屋面外表面顏色

　　外牆、屋面外表面塗成白色會有助於降低夏季室溫。進行二種方案比較計算，一種採用吸收率為o. 8的深色外表面，另一種吸收率為淺色外表面。計算結果表明，淺色表面可使夏季室內熱環境得到明顯改善，但同時也使冬季情況變差。在二方案中外牆及屋面傳熱係數均採取0.83w平方米，八月份平均室溫可降低2℃，但一月份平均室溫也降低了1.3℃。外牆與屋面保溫越好，這種影響將越小。

　　外牆與屋面熱工設計

　　採用三種方案進行比較計算，

　　第一方案為外牆與屋面的傳熱係數及均為0.83w／（℃。m），

　　第二方案外牆K＝0.83w／（℃。m），屋面K＝0.28w／（℃。m），

　　第三方案外牆與屋面K值均為0.28w／（℃。平方米）。

　　二、節能住宅設計原則

　　根據以上引數研究，提出如下設計原則：

　　1. 冬季換氣次數應該儘可能低，而夏季則儘可能高。

　　2. 如果具有較大的內部蓄熱量，對夏季來說，較好的方案是白天（早6時至晚2l時）維持較低的換氣次數，面夜間（晚2l時至晨6時）宜加強通風增加換氣次數。

　　3. 內部蓄熱量對冬、夏季來說均能減少室溫的波動幅度，即降低最高溫度，升高最低溫度，但對平均溫度影響甚小，總的來說，內部首熱量能改善室內熱環境。

　　4. 採用水平遮陽板來降低夏季室溫並不是好的措施，因為它同時較冬季室內效環境變差，除非遮陽板在冬季時可以移開。

　　5. 儘管外牆、屋面外表面塗以淺色可以降低夏季室溫，但同時也降低了冬季室溫，因面不推薦這種做法。