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1、学习单元五 建筑供热通风空调节能技术 主讲教师 张洪波,第四讲 可再生能源与建筑节能,学习单元五 建筑供热通风空调节能技术,主要内容,1 太阳能基本知识 2 中国的太阳能资源 3 太阳能技术 4 被动式太阳能建筑设计 5 主动式太阳能建筑设计,1）太阳能基本知识,（1）太阳能是各种可再生能源中最重要 的基本能源，生物质能、风能、海洋能、 水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能 包含以上各种可再生能源。 （2）太阳常数在地球大气层外面正对 着太阳的1m2的面积上，每分钟接受的太阳 能量大约为1367W。,太阳能与建筑节能,（3）太阳主要以光辐射的形式到达地球， 太阳发射出来的总辐射能量大约为 3.
2、75X1026W，但只有22亿分之一到达地球 范围内，大约为173X104亿千瓦，其中穿过 大气层到达地球表面的太阳辐射能大约为 8.1X105亿千瓦，而达到地球陆地表面的大 约为1.7X105亿千瓦，这部分能量相当于目 前全世界一年内消耗的各种能源所产生的总 能量的3.5万多倍。,（4）太阳能利用的优点 普遍、无害、长久、巨大 （5）太阳能利用的缺点 分散、随机、间歇,2）中国的太阳能资源 中国的太阳能资源与同纬度的其他国家相 比，除四川盆地和与其毗邻的地区外，绝大 多数地区的太阳能资源相当丰富，和美国类 似，比日本、欧洲条件优越得多，特别是青 藏高原的西部和东南部的太阳能资源尤为丰 富。,
3、中国太阳能资源分布,3）太阳能技术 （1）光热技术通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，简称光热技术,（2）光伏技术通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术。光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。,（3）太阳光导光照明技术 由集光机+石英光纤传输导线+尾端投 射灯具组成的太阳光导光照明系统又 称“向日葵采光系统”,“向日葵采光系统”,集光机是利用其内置的太阳光感应器及微电脑精确控制的驱动电机，时刻准确地追踪太阳。有直射阳光时以光感应器准确地跟踪太阳位置，无直射阳光时则利用其时钟装置沿着时刻的轨道跟踪移动
4、。从而使集光器能够准确跟踪和及时应变（晴天阴天）地搜集日光。集光机外用有机玻璃罩保护，其底部内装控制器,4）被动式太阳能建筑设计,（1）被动式太阳能建筑 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，以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，使其在冬季能采集、保持、贮存和分配太阳能，从而解决建筑物的,4）被动式太阳能建筑设计,采暖问题。同时，在夏季又能遮蔽太阳能辐射，散逸室内热量，从而使建筑物降温，达到冬暖夏凉的目的。,（2）被动式太阳能利用的主要类型 直接式 蓄热墙式 阳光间式 蓄热屋顶式 热虹吸式,直接得热式 房间本身就是集热储热体，在日照阶段，太阳光透过南向玻璃进入室内，地面
5、和墙体吸收储蓄热量，表面温度升高。所吸热量的一部分以对流的方式供给室内空气，另一部分以辐射的方式与其他围护结构内表面进行热交换，第三部分则由地板和墙体的导热作用把热量传入内部蓄存起来,直接得热式,白天温室有效的采 集和捕获太阳辐射,保温材料储存热 量以备夜晚使用,蓄热墙式 将集热墙向阳外表面涂以深色的选择性涂层加强吸热并减少辐射散热，使该墙体成为集热器和储热器。,图洛姆保温墙白天采集热量，没有光线进入房间,大部分热量将时滞8-12 小时与夜间释放出来,蓄热墙式（水墙） 表面覆盖反射面的隔热百叶窗可以提高图洛姆保温墙的效率,阳光间（阳光房） 属一种多功能的房间，除可以作为一种集热设施外，还可以用
6、来作为休息、娱乐，是寒冬季节让人们置身于大自然中的一种室内环境，也是为其毗连的房间供热的一种有效措施,阳光间（阳光房） 太阳室与主体建筑之间的几种关系,蓄热屋顶式,冬季白天，屋顶水池系统中 黑色塑料水袋暴露在阳光下,冬季夜晚，一块坚硬的 隔热材料改在水池上,蓄热屋顶式 屋顶辐射捕捉系统,热虹吸式 通过对流循环系统，对蓄热的石子垫层加温,5）主动式太阳能建筑 （1）采用高效太阳能集热器以及机械动力系统来完成采暖降温过程，系统运转中需要消耗一定电能，这样的系统称为主动式太阳能系统。采用此系统设计的建筑称为主动式太阳能建筑。,（2）原理： 靠常能(泵、鼓风机)运行的系统，由集热器、蓄热器、收集回路、
7、分配回路组成，通过平板集热器，以水为介质收集太阳热。吸热升温的水，贮存於地下水柜内，柜外围以石块，通过石块将空气加热後送至室内，用以供暖。如将蓄热器埋於地层深处，把夏季过剩的热能贮存起来，可供其他季节使用。主动式太阳能系统按传热介质又可分为空气循环系统、水循环系统和水、气混合系统。,（3）主动式太阳能系统主要类型 液体平板型集热系统 空气平板型集热系统 真空管型集热系统 聚集型集热系统和热泵式集热系统。,液体平板型集热系统,空气平板型集热系统,真空管型集热系统,聚集型集热系统和热泵式集热系统,总 结,1 太阳能基本知识 2 中国的太阳能资源 3 太阳能技术 4 被动式太阳能建筑设计 5 主动式太阳能建筑设计,
