建筑获得太阳辐射的手法(夏芳).docVIP

获得太阳辐射热的建筑手法 利用建筑手法获得太阳能主要是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，及建筑材料和结构、构造的恰当选择，使其在冬季能集取、保持、贮存、分布太阳能，以解决建筑物的采暖问题。其根据室内受热的原理将主要的构造形式分为四种分别是让阳光直接穿过的南向玻璃窗，厚重材料如砖、土坯、混凝土或蓄热性能好的材料如水、相变蓄热材料，或是充分利用空气对流循环的形式除了在室内利用太阳能还可以在从室外引入空气至室内的过程中对空气进行预热的窗户构造。每种方式的实现构造形式也有很多，下面将分别论述其各种形式。 1直接受益式 直接受益式是建筑利用被动式太阳能的比较简单易行的处理手法，通过让太阳辐射直接透过透明围护结构（一般为窗户玻璃），加热室内空气或构件，来达到利用太阳能的目的。 在建筑设计中可通过南向侧窗、高窗、屋顶天窗或建筑物的高差错列布置等形式使直接太阳辐射经过透明围护构件进入室内。当建筑进深较大 图1屋顶窗 或形体较复杂时，设置采光中庭，在屋顶合适位置开设的天窗等（如图1所示），都可使深处的房间也能得到太阳辐射，从而使整个建筑内部都能得到太阳辐射热。 直接受益式手法获得的太阳辐射量主要决定于窗户面积的大小，因此应尽量争 取南向大面积的开窗或利用天窗、高侧窗 图2建筑处理手法 来增大采集面，如图中2将建筑的平面处理成梯形状、将剖面处理成单坡屋顶形式，且南向墙面全部开窗以增大采集太阳辐射的面积。生活中常见的玻璃幕墙通过将整个墙面处理成玻璃形式，使建筑有更大的阳光采集面在冬季获得更多的太阳辐射热。当建筑物的窗户朝向西侧时，可以采取相应措施使窗口朝南以采集到更多的冬季太阳能。 由于窗户面积有限，一天中能接受到的直接太阳辐射量也受到限制，因此在适当情况下可以考虑引入反射太阳 辐射，将照射到建筑开口周围 图3安装金属反射体 图4墙面设置反射板 的太阳辐射通过相应装置的反射作用引入到室内。如在恰当位置设置反射板或反射百页等装置或利用屋面墙体刷白后自身的产生的反射作用，使落在建筑窗口附近表面的直接太阳辐射或散射辐射经过一次或多次反射后进入室内，使室内能采集到更多太阳辐射能，如图3中在建筑的屋顶上安装了金属反射体，使不能直接照射到室内的太阳光线经过反射后进入到南向线型天窗内。对于位于东南、西南朝向的建筑也可通过在其垂直面加反射板以增强反射，使更多的南向太阳辐射进入室内（如图4所示）。 2利用建筑构件蓄热 利用蓄热体表面的吸热性能及比大热容的特点来吸收太阳辐射热，并蓄存热量。太阳辐射加热蓄热构件，同时利用室内非蓄热体表面的反射性将太阳辐射反射至蓄热体上，然后室内蓄热构件通过表面的热空气与周围冷空气的对流或蓄热构件的热辐射形式放热，给室内提供热量，同时将多余的热量贮存起来夜间释放。被用来蓄热的建筑构件一般为深色表面的重质材料，也可以是在构件内设具有蓄热性的相变蓄热材料等，主要为建筑的屋顶、墙面和地板。 蓄热墙 当太阳直接照射到蓄热构件中，太阳辐射直接加热室内重质构件如混凝土墙体土坯砖墙或水箱等将太阳辐射热贮存在构件中，通过构件的辐射传热使室内获得太阳辐射热，同时可在蓄热墙上开设通风口，阳光入射到蓄热墙上被墙面吸收转变为 图5水墙 图6特朗勃墙 热,加热墙与玻璃之间的空气, 热空气上升, 由上风口进入室内, 室内冷空气由下风口流入墙与玻璃之间的空气通道, 形成自然的热循环,晚上热量通过墙体辐射传导进入室内,关闭上下风口, 以防止逆循环。常见的蓄热墙形式有如水墙（图5）、花格墙、特朗勃墙（图6）。 集热墙（ 见图7）的原理大体上与蓄热墙相同，在南向外墙面上加一层金属板( 铁皮、铝皮) 和保温材料,金属板表面涂成黑色或其它深色, 作为吸热体吸收太阳辐射热, 金属板做成平板型或折板型以增加吸收面积。金属板外覆盖玻璃罩盖, 墙上、下侧开有通风孔。金属板吸热体吸收的太阳辐射热通过对 图7集热墙 流方式传给夹层中的空气,夹层空气被加热后与房间内的空气通过上下风口进行对流换热，多余的热量蓄存在墙体内, 从而达到采暖的目的。 蓄热墙形式的原理同时还可给现有建筑改造提供参照，在原有建筑的旧墙面上镶嵌玻璃并在两者之间留出一定距离的空气间层，利用原有重质墙体的蓄热作用及表层玻璃的温室效应保温作用以达到利用太阳能的目的，从外观和节能效果来看效果都比较好。当用透明保温材料代替玻璃与蓄热墙结合使用时，充分利用了太阳能同时又改善了保温性能，效果更好。 在建筑设计中还可以将玻璃与墙之间的空气夹层加宽，形成一个可以使用的空间即附加阳光间，如将阳台完全封闭形成的室内