太陽能采暖系統(tǒng)在普通建筑中的應(yīng)用

解曉輝

摘 要：建筑節(jié)能成為建筑設(shè)計的主要研究方向和發(fā)展方向。了解對新能源的研究，分析適合屋面的太陽能采暖技術(shù)，應(yīng)用屋頂型太陽能全新風(fēng)供暖系統(tǒng)為其采暖，文章在屋面上應(yīng)用太陽能采暖技術(shù)解決采暖和通風(fēng)問題入手，論述了采暖技術(shù)與建筑一體化設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：屋頂；節(jié)能太陽能；采暖太陽墻；太陽能熱水

建筑能耗我國人口眾多，能源資源相對缺乏。屋頂能耗占建筑能耗很大比例，夏季白天，較高的室外溫度和過強的太陽直接輻射，結(jié)構(gòu)外表面的綜合溫度很高，在建筑屋面中利用太陽能僅僅局限在太陽能熱水的利用上，通過設(shè)計建筑的節(jié)能改造，有利于生態(tài)良性循環(huán)。生物質(zhì)能利用生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，對傳統(tǒng)屋面的做法和舊有建筑屋頂?shù)墓?jié)能改造，技術(shù)還是比較成熟的，對于建筑的節(jié)能還是很有好處的。我國人均能源資源占有量非常低，即使是水能資源，也低于世界平均值。但是我國的可再生能源資源豐富，在可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略中占據(jù)了特殊的地位。針對我國經(jīng)濟發(fā)展出現(xiàn)的能源供應(yīng)緊張，提出積極開發(fā)利用太陽能和地?zé)崮艿瓤稍偕茉?，為支持新能源和可再生能源的科學(xué)研究和新技的開發(fā)研制，示范工程開發(fā)利用規(guī)模，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品質(zhì)量及服務(wù)體系的建立起到了重要作用。

1 我國太陽能采暖技術(shù)的開發(fā)意義

我國發(fā)部分地區(qū)太陽能資源條件較差，但仍有一定的利用價值。太陽能較差的地區(qū)年輻射總量也接近太陽能利用較好的城市，利用太陽能采暖，不僅要考慮當(dāng)?shù)靥柲芸傒椛淞康拇笮。鼞?yīng)當(dāng)了解采暖期間太陽能輻射情況。采暖季日照率峰值區(qū)，我國的大小約為采暖地區(qū)總面積的2/3，太陽能采暖是太陽能采暖中最簡單的形式，調(diào)節(jié)制的可能性較小，它構(gòu)造簡單，造價便宜。

2 太陽能采暖系統(tǒng)的分類

直接受益式太陽光直射室內(nèi)，利用地面等建筑構(gòu)件本身進行蓄熱。白天室溫較高，貯熱就會將熱量保存起來。在晚上，就會將室溫?zé)崃柯懦觥?/p>

集熱墻式太陽光集熱墻。當(dāng)陽光通過玻璃投射到蓄熱墻上，空氣通過墻上部的通風(fēng)El進入室內(nèi)，放出熱量進行采暖，蓄熱墻將貯存的熱量傳至室內(nèi)集熱器的安裝位置如果不考慮建筑的美觀，雜亂地將集熱器安裝就會嚴(yán)重破壞環(huán)境的美化，因此設(shè)計時一定要考慮到與建筑的統(tǒng)一，最好把集熱器與建筑并成一體。集熱器與建筑物并成一體的形式，選擇壁式安裝，安裝角度近于垂直，適用于把集熱器安裝在建筑外側(cè)，如果是集熱器需要單獨安裝時，安裝位景既不能破壞建筑的完整性，又要有利于接受太陽能，盡量減少周圍物體對它的遮擋，為了得到最大的太陽輻射量，必須盡可能使集熱器采光面垂直于陽光。

主動式太陽能采暖 。主動式太陽能采暖系統(tǒng)是將熱水從太陽能集熱器輸送到儲熱器或采暖房間內(nèi)，系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于采暖按使用熱媒種類不同，可分為空氣式及熱水式，按照太陽能利用方式可分為直接式和間接式。將太陽能熱量通過空氣傳送到蓄熱器存放起來，如果出現(xiàn)溫度太低需要加熱裝置。使用時無需防凍措施，系統(tǒng)沒有過熱汽化的危險，但是由于所用管道投資大，在建筑采暖設(shè)計中采用有效的技術(shù)措施，采暖能耗的高效集熱器不斷涌現(xiàn)，把主動式太陽能和地板輻射采暖系統(tǒng)結(jié)合起來。滿足地板采暖所需的熱量。

3 太陽能采暖系統(tǒng)的技術(shù)分析

利用TRNSYS軟件對太陽能采暖系統(tǒng)進行動態(tài)模擬，分析系統(tǒng)動態(tài)運行是采暖系統(tǒng)保證率的因素。圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)隨著太陽能變化而不斷變化。耗熱量指標(biāo)不斷趨于穩(wěn)定。建筑能耗的很大一部分來自于屋面的傳熱，建筑的體形系數(shù)應(yīng)控制在0.30 以下，屋頂與外墻應(yīng)加強保溫。對于窗墻比較大的建筑對降低建筑能耗的作用也是很大的。要從經(jīng)濟角度出發(fā)，以每年節(jié)省的總費用最多為目標(biāo)函數(shù)，確定最佳太陽能保證率。

提高太陽能利用率。冬夏熱量不平衡的問題需要應(yīng)用太陽能制冷技術(shù)來解決?？缂竟?jié)蓄熱是利用太陽能產(chǎn)生的熱水驅(qū)動吸收式制冷機的太陽能制冷，需要高溫水做熱源，所以，應(yīng)積極開發(fā)適用于太陽能空調(diào)系統(tǒng)的中高溫太陽能集熱器。太陽能制冷技術(shù)和跨季節(jié)蓄熱技術(shù)可強調(diào)全年的綜合利用，考慮適當(dāng)降低系統(tǒng)的太陽能保證率，合理匹配供暖的建筑面積。采暖方式主要針對分散住戶進行分析。采躡費用一般在800～1200元范圍內(nèi)。住宅室內(nèi)溫濕度各鎮(zhèn)住宅冬季平均室內(nèi)溫濕度。

太陽能應(yīng)用資源的多少，是太陽能利用的關(guān)鍵。大多數(shù)小城鎮(zhèn)室內(nèi)熱濕環(huán)境差，采暖條件需要改善小城鎮(zhèn)室內(nèi)熱舒適性，并逐步改變現(xiàn)有的采暖方式，增加清潔能源的利用，倒置式保溫屋面.在倒置式屋面中，應(yīng)采用保溫材料。以前的工程中常用保溫材料吸濕后，憎水性保溫材料之技術(shù)難關(guān)得以克服，倒置式屋面的設(shè)計倒置式屋不必設(shè)置屋面排氣系統(tǒng)，對防水屋面提供一層物理保護，防水層溫度都接近室內(nèi)溫度，水泥砂漿保護層向下傳導(dǎo)至絕熱層，絕熱層則在這個層面的介面點造成了熱能的屯積，溫度上升。

集熱器的選用與安裝。集熱器的類型器具有結(jié)構(gòu)簡單、集熱快承壓高、耐熱沖擊性能好的優(yōu)點，由能降低吸熱板的輻射熱損失。集熱器的安裝與建筑物的關(guān)系集熱器面積大，需要考慮到與建筑的統(tǒng)一，最好把集熱器與建筑并成一體，把集熱器安裝在垂直的南墻上，集熱器需要單獨安裝時，必須整齊成行排列，有利于接受太陽能。

參考文獻

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