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高寒地区太阳能住宅 巴特尔 王云生 克宁 内蒙古建筑科学院 电话：0471．6917650 0、引言 《住宅建筑太阳能开发利用研究》系建设部“十五”国家离新技术应用发展项目——《利 用高新技术推进西部地区建设行业发展》专题之二：“建筑节能技术”子专题。2000年11月 立项，2001年考查收集基础资料，确定示范地点，完成工程设计。2002年组织施工，10月竣 工验收并八住使用，12月现场热工检测。2003年编撰鉴定资料，11月27日通过技术鉴定。 鉴定意见为：“本项目密切结合牧区社会经济、自然气候特点，对严寒地区太阳能牧民住宅技 术要求、热工性能、综合效益、测试结果、使用情况、推广规划目标、成功经验、存在的问 题及解决方案进行了全面的总结，系统的分析，深入的研究。技术路线正确，资料齐全，数 据详实准确。太阳房属于节能建筑．太阳能牧民住宅应同时满足《被动式太阳房技术条件和 热性能测试方法》GBT15405．94、《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26．95 两部标准要求。为此，本项目童点对太阳能牧民住宅围护结构热耗原理及现状、传热系数限 值进行达标分析。同时，逐一论述满足上述两部标准要求的复合外墙、保温屋顶、节能门窗、 蓄热地面、太阳能采暖系统、辅助热源等材料设备选型、技术关键、构造做法、匹配方式。 经热工计算、现场实测、使用结果证明，太阳能牧民住宅示范工程各项技术经济指标达到科 技项目合同书要求。本成果填补了牧区太阳能住宅综合研究空白，学术水平居国内同类研究 的先进水平。适用于寒冷地区村镇住宅和中小学校舍建筑。建议对农村牧区建筑围护结构保 温和太阳能采暖应用技术继续展开深化研究，编制通用或标准图集，以利于规模推广”。 l、工程概况 两栋太阳能牧民住宅示范工程位于内蒙古克什克腾旗西北，锡林郭勒草原南部的达日罕 乌拉苏木包木台嘎查鄂勒森扎哈独贵龙，西南与京津风沙源之一浑善达克沙地相邻。示范点 东、西、南三面环山，北为沙丘。距苏木集镇东北40km，距旗政府所在地经棚镇西北Iookm。 80 元／kwh。自1980年起，本地牧民结柬游牧生活，实现定居轮牧。住宅均为土木结构，硬山 搁操，前砖脸。平面布局是传统的一明两暗三开阔，南向南炕南入口，双坡面瓦屋顶，单层 木门窗。当地气候特征属于中温带大陆性季风气候，太阳辐射强，日照丰富，为太阳能可利 用区。冬季寒冷漫长，夏季凉爽短促，有严寒丽无酷暑。气温季差、曰差悬殊，降水集中， 雨热同季。年平均气温2．4℃，冬、春风大雪少干燥。采暖天数199天，采暖期室外平均温度 59％。极端气温最低一45．5℃，最高37．6℃，冻土深2．80m。地震裂度小于6度，是国家级贫 困旗县。太阳能资源统计见表1。 嵌1 采暖期}j照时数和太『奸{总辅射鞋 ，l份 10 11 12 1 2 3 4 平均 I]j{({Ⅱ干数 75 65 60 647．6 8．4 87 7．3 fh，d) 太料I总辐射 22561 9631．5821549 3．0762．226 醚{MJ／m2) 依牧区生产特点，住宅建筑通常与牧业生产建筑统筹规划，同步建设。住宅居西，牲畜 棚圈在东，草料库位于北侧。生活、生产用地连成一片，户均占地面积亦较大。牧民从游牧 转为定居，告别蒙古包，住进矩形房．这一历史性的变革，意义深远。受到地域的影响，牧 民住宅建筑造型一般与相邻农区住宅类似。由于牧业生产的需要，与农区村庄相比，牧区居 住分散，建筑密度低。主次干道宽，宅基地面积大，无遮挡。这就为优化选择建筑朝向刨造 了条件。本项目两栋太阳能住宅均为座北朝南，冬暖夏凉。对于高寒区太阳能住宅而言，良 好的朝向非常重要。南立面可以提早接受太阳辐射，尽快启魂太阳能采暖系统，及时向室内 供热，从而获得明显的节能收益。 围1 建筑平面圈 示范工程(见图1)为砖木结构，双坡瓦屋顶。室内净高2．70m，开间3．30m，进深9．48m，