太阳能光热应用技术-第八章课件.pptx

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1、太阳能光热应用技术第八章第8章太阳能的建筑应用在当今全球资源短缺与环境危机的背景下，随着生态气候学和可持续发展标准的引入，建筑的结构和形式发生了深刻的变革，从规划设计到建造成功的过程中，技术的支持占有相当大的比重。在这样的一个大环境下，太阳能建筑将成为未来建筑的发展趋势之一。将太阳能同建筑结合起来，把几千年来房屋只是作为人类居住、遮风挡雨、避寒暑的简单场所，发展成具有独立能源、自我循环的新型建筑，这是人类社会进步和科学技术发展的必然。为了使太阳能建筑尽可能全面、完善地满足使用要求，使技术措施与建筑自

2、身实现优化组合，尽量降低投资和运营管理费用，以达到利用最优化、产出最大化、操作简便化的目的，在太阳能建筑设计中，要综合考虑场地规划、建筑单体设计、技术措施应用以及围护结构选取等多方面要素，以保证太阳能建筑的合理性、实用性、高效性、美观性、耐久性。8.1规划设计要求8.1.1设计原则太阳能建筑的规划设计原则简单地说可以分为冬季、夏季和建筑冷热负荷三个部分。1．争取冬季多日照从建筑基地的选择到建筑群体布局、朝向、日照间距以及地形的利用等方面，都应遵循争取冬季最大日照的原则，为建筑利用太阳能采暖提供条件，

3、同时也有利于其他太阳能技术的综合利用。2．改善夏季微气候通过对建筑周边自然环境的改造，尤其是充分利用天然植被和水资源，结合人工植被，效改善建筑周边的微气候，加强夏季通风和遮阳，为建筑提供较为舒适的夏季环境。3．减少建筑冷热负荷结合当地气候条件和季风风向，合理地进行基地选择和建筑布局，在建筑周边形成良好的风环境，既能为建筑遮挡凛冽的冬季季风也能疏导夏季季风，在夏季能充分利用自然通风降低建筑内外表面的温度。8.1.2设计要点1．基地选择与场地规划我们知道，地形、地貌与接受阳光照射的情况密切相关。建筑物的

4、基地选择应在向阳的平地或坡地上，以争取尽量多的日照，为建筑单体的热环境设计和太阳能技术的应用创造有利的条件（如图8-1所示）。建筑物不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹形场地中，建筑基地中的沟槽应处理得当。2．正确选择建筑物朝向朝向的选择应把夏季和冬季综合起来考虑。冬季可以利用太阳能采暖并有效防止冷风侵袭，夏季可以利用阴影和空气流动降低建筑物表面和室内的温度。3．合理设计日照间距日照间距是指前后两排建筑之间，为保证后排建筑在规定的时日获得所需日照量而保持的一定建筑间距。建筑充分得热的条件就是保持一定的日照

5、间距，但是间距太大又会造成用地的浪费。常规建筑一般按照冬至日正午的太阳高度角确定日照间距，这就会造成冬至前后持续较长时间的日照遮挡。通常，冬季9∶00～15∶00的6个小时中，太阳所产生的辐射量占全天辐射总量的90%左右，若前后各缩短半小时（9∶30～14∶30），则将为75%左右。因此，太阳能建筑日照间距应保证冬至日正午前后共5小时的日照，并且在9∶00～15∶00之间没有较大遮挡。4．设置防风屏障以减少热能损失冬季防风不仅能够提高户外活动空间的舒适度，同时也能减少建筑由冷风渗透引起的热损失。在冬

6、季风向处，利用地形或周边建筑物、构筑物及常绿植被为建筑物竖起一道风屏障，避免冷风的直接侵袭，有效减少冬季的热损失。一个单排、高密度的防风林（穿透率为36%），距4倍建筑高度处，风速会降低90%，同时可以减少被遮挡的建筑物60%的冷风渗透量，节约常规能源的15%。适当布置防风林的高度、密度与间距会收到很好的挡风效果。5．利用自然环境有效调节建筑物周围的微气候改造和利用现有地形及自然条件，能够调节场地中的微气候。例如植被在夏季提供阴影，并利用蒸腾作用产生凉爽的空气流；不同的介质、界面对太阳光的反射或吸收

7、情况不同，据此可改善日照情况。因此应当提高绿化率，减少硬质地面。另外，落叶乔木的冬夏变化、水环境的合理设计，都能改变建筑的外部热环境。8.2建筑设计要求8.2.1设计原则1．合理的建筑平面设计我们在进行平面设计时要考虑到建筑的采暖、降温、采光等多方面的要求。既要满足主要房间能在冬季直接获取太阳能量，又要实现夏季的自然通风（最好是对流通风）降温，还要最大限度地利用自然采光，降低人工照明的能耗，改善住宅室内光环境，为建筑提供较为舒适的环境。2．适宜的建筑体形设计建筑平面形状凹凸，形体越复杂，建筑外表面积

8、越大，能耗损失越多。同时也要注意在组团设计中，建筑形体与周边日照的关系，尽量实现冬季向阳、夏季遮阳的效果。3．热工性能良好的围护结构设计加强建筑的保温隔热，这是现代建筑充分利用太阳能的前提条件，同时也有利于创造舒适健康的室内热环境。改善建筑物维护结构的热工性能，可以达到夏季隔绝室外热量进入室内，冬季防止室内热量泄出室外，使建筑物室内温度尽可能接近舒适温度，以减少通过辅助设备（如采暖、制冷设备）来达到合理舒适室温的负荷，最终达到节能的目的。8.2.2设计要点1．合理的门