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1、村镇住宅用被动式太阳房建造技术主持人：听众朋友们，大家好！我是艳红，欢迎您收听“致富早班车”节目。能源的利用推动了现代社会文明的进程并深刻地影响着一个国家的社会与经济发展，但作为主流能源的化石燃料，在应用中对人类生存环境造成了极大污染，同时其自身也在逐渐枯竭。面对能源短缺与环境污染的双重压力，大力发展具有清洁和分布广泛等特点的可再生能源的廉价高效利用技术，成为一项长远的战略方针，也是一项现实的紧要任务。太阳能是一种可持续利用的清洁能源，太阳房就是利用太阳能采暖和降温的房子，最简单的太阳房叫被动式太阳房。在今天的节目时间里，我们就请辽宁省能源研究所张大雷研究员为听众朋友们介绍村镇住宅用被动式太阳
2、房建造技术。现在张老师已经来到了演播室，张老师，您好！专家：艳红，您好！听众朋友们，大家好！1.主持人：张老师，首先请您介绍一下什么是太阳房？专家：太阳房就是建筑结构上的合理布局、巧妙安排、精心设计，使房屋增加少量投资而取得较好的太阳能热利用效果，达到冬暖夏凉的房屋。因此，太阳房是有目的地采取一定的措施，利用太阳辐射能代替部分常规能源，使环境温度达到一定使用要求的建筑物。利用太阳能采暖的称为“太阳暖房”，利用太阳能降温和制冷的称为“太阳冷房”。但统称为太阳房。太阳房有主动式和被动式两大类。主动式太阳房是以太阳能集热器、管道、散热器、风机或泵以及储热装置等组成的强制循环太阳能采暖系统。主动式太阳
3、房的一次性投资大，技术复杂，而且仍然需要耗费一定的常规能源。被动式太阳房是通过建筑朝向和周围环境的合理布局，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料的结构、构造的恰当选择，使其在冬季能采集、保持、储存、分配太阳能，从而解决建筑物的采暖问题。同时在夏季又能遮蔽太阳辐射，散逸室内热量，使建筑物降温，达到冬暖夏凉的目的。这里介绍的是以农村住宅为主的被动式太阳房。2.主持人：好，张老师听了您的介绍，我们了解到太阳房建筑期望达到的主要目的是使房间在冬季有尽量多的太阳热量、尽量少的热损失以及必要的热稳定性，也就是要处理好集热、保温及蓄热之间的矛盾关系，注意优化比较，既要使房间的冬季温度符合采暖要求，又要
4、使太阳能热工措施的投资尽量少、单位投资的节能效益尽量显著。被动式太阳房系统为更多百姓所乐意接受，因为它不需要机械设备和动力，以区别于需要其他设备和动力的主动式太阳房。那么被动式太阳房的原理是什么呢？张老师请您来介绍一下。专家：被动式太阳房系统最基本的原理是尽量开大南向采光窗，减少北向窗，最好不设东西窗。在有条件的地区最好采用双层门窗。墙体、屋顶、地面等维护结构采用导热系数小的材料，增加维护组织的热阻降低维护组织的散热。白天，当阳光穿过南向玻璃窗进入室内后，重质密实材料如砖、土坯、混凝土和水等吸收并储存太阳能；夜晚室内温度降低时，储存的太阳能通过传导、对流、辐射等方式向室内提供热量。把建筑物的主
5、要房间布置在朝阳的一侧，辅助房间布置在朝阴的一侧，这样不仅起到了缓冲作用，也能使储存的有限的太阳能充分发挥作用。总之，集热、蓄热、保温措施是太阳房设计中三个重要组成部分，缺一不可。3.主持人：张老师，在我国已建成的太阳房中，有些太阳房由于在建造之前没有认真地按正确的方法进行建筑热分析计算和设计效果(主要包括经济和适用两方面)的预测寻忧，致使建成后室温偏低，达不到舒适性要求；或投资过高，造成经济损失，影响了太阳房的推广。为完善地解决太阳房的经济、适用问题，需要在建筑施工以前的设计阶段就对太阳房进行经济和适用两方面的预测和寻忧，包括太阳房的基本形式、平面设计等等问题。下面呢，张老师请您介绍一下被动
6、式太阳房都有哪些基本形式？专家：常见的被动式太阳房按集热形式大体可分为3类，即直接受益式、集热蓄热墙式和附加阳光间式。（1）直接受益式是被动式太阳房最简单也是最常见的一种。这种方式的太阳房利用南窗直接接收太阳辐射能。太阳辐射通过窗户直接照射到室内地面、墙壁及其它物体上，使它们表面温度升高，通过自然对流换热，部分能量加热室内空气，另一部分能量则储存在地面、墙壁等物体内部，使室内温度维持一定水平。直接受益式系统中的南窗在有太阳能辐射时起着采集太阳辐射能的作用，而在无太阳辐射的时候则成为散热表面，因此在直接受益系统中，南窗尽量加大的同时，应配置有效的保温隔热措施，如保温窗帘等。由于直接受益式被动式太
7、阳房热效率较高，但室温波动较大，因此，适用于白天要求升温快的房间或只是白天使用的房间，如教室、办公室、住宅的起居室等。如果窗户有较好的保温措施，也可用于住宅的卧室等房间。（2）集热蓄热墙式被动式太阳房是间接式太阳能采暖系统。阳光首先照射到置于太阳与房间之间的一道玻璃外罩内的深色储热墙体上，然后向室内供热。采用集热蓄热墙式被动式太阳房室内温度波动小，居住舒适，但热效率较低，常常和其他形式配合使用如和直接受益式及其附加阳光间式组成各种不同用途的房间供暖形式，可以调整集热蓄热墙的面积，满足各种房间对蓄热要求的不同，这种组合可以适用于各种房间的要求。但玻璃夹层中间容易积灰，不好清理，影响集热效果，且立
8、面涂黑不太美观，推广有一定的局限性。（3）附加阳光间式被动式太阳房是集热蓄热墙系统的一种发展，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附加阳光间。这种系统其前部阳光间的工作原理和直接受益式系统相同，后部房间的采暖方式则雷同与集热蓄热墙式。附加阳光间式被动式太阳房一般与直接受益式配合使用。但投资较高，不易采取保温措施，可用于有条件的起居门厅、公共建筑的大厅等房间，但不易大面积采用。4.主持人：在建太阳房之前首先要审查是否具备建房的基本条件，以防建成后达不到预期的适应效果。那么建造太阳房需要哪些基本条件？专家：建太阳房应具备下列条件：（1）太阳能资源必须丰富，要考虑当地的气象条件、冬季
9、日照时间、太阳辐射强度等；（2）要有足够的空旷场地，南向没有遮挡物；（3）东西应有足够的长度，因为太阳房为了多得阳光，需要大开间、小进深。5.主持人：按照一般的常识，盖房之前要进行房屋的平面设计，那么太阳房采暖住宅应如何考虑其平面设计呢？专家：太阳房是建筑技术与热工技术的综合，被动式太阳房的设计要考虑热性能也要充分考虑建筑的特点和使用功能。一幢住宅由各种不同使用功能的房间所组成，这些不同类型的房间应设计成多宽多深，又如何将这些房间根据太阳能建筑的特点进行组合，这就是太阳房平面设计的任务。（1）起居室。过去的农村住宅没有单独的起居室，近年来，随着农民生活条件的改善，在新建住宅中，有的单独设置了起
10、居室。起居室一般应大于卧室。在我国北方冬季寒冷，采暖多用火炕，起居室内不能设置火炕。燃煤地区可在起居室内搭设火墙，安装户用暖气或生火炉，有条件的加装空气集热器。（2）卧室。卧室是住宅中最主要的房间。在没有起居室的农村太阳房取暖住宅中，待客、吃饭、读书、家人团聚以及搞手工副业活动都在这个房间。一般主要卧室以1416平方米为宜，中卧室一般在1012平方米，小卧室小于8平方米。如果家庭人口较少，可将卧室分为一大一小两个，大室作为起居室不搭设火炕，家具放在这里，日常生活也在这里。小室搭设一小火炕，专供睡眠休息之用。主要卧室应有良好朝向、充足的阳光和良好的通风。（3）厨房。厨房是辅助房间的主要部分，所占
11、面积不大但作用不小。村镇居民住宅的厨房有做饭、洗衣、家禽畜饲料加工加热等多用途，个别还有水缸、泔水缸等，因此厨房应由直接对外的采光和通风窗。另外考虑到食物、燃料、垃圾的进出方便，炉灶应与卧室的火炕、火墙相连，以充分发挥燃料的余热作用，节约能源、提高室内的舒适度。（4）户内走道和楼梯。太阳房内走道宽度为1.1米左右，小过道0.9米。有的将过道宽度加大，变成小方厅，厅内保留一定宽度的墙面安放桌椅，或临时放床，作小起居室用，空间得以充分利用。小方厅的设计根据具体要求而定。室内楼梯的宽度一般控制在0.85米以内。 （5）卫生间。以往由于农村没有排水系统，厕所都设在室外，洗澡间也无法设置。近年来，很多村
12、镇安上了自来水或者在自家厨房内打了水井，用上了太阳能热水器。这种情况下，设置洗澡间、预留安装水洗厕所的做法是可取的。卫生间的平面布置要与设备密切配合，内部布局要紧凑以免浪费面积。卫生间最好直接采光通风。（6）储藏设施。农民的粮食、蔬菜和燃料的贮存量大，在进行太阳房设计时，应解决好这个问题，这也是改变居住水平的一个重要方面。因此，有条件时应设库房。6.主持人：好，以上张老师介绍了太阳房采暖住宅的平面设计问题。那么有了平面设计，如何将其组合起来呢？专家：居室、卧室、厨房、走廊等都是房屋的局部，如何将这些局部的设计组合起来成为一幢完美的建筑，使其既能满足使用要求，又能使结构合理、施工方便、太阳能利用
13、率高而且经济上又可以接受，这就是平面组合设计。要是一幢太阳房设计成功，要注意以下几个方面：（1）功能实用、经济合理。太阳房平面设计上的主要房间是通过走廊、过厅与厨房、卫生间等相联系，走廊、过厅要力求简短而发挥最大的联系作用。房间大小要合适，门窗的位置要有利于充分利用太阳光、热，方便物品搬运和家具布置。对于有火炕、火墙采暖的房间的设计，要充分考虑选用合适的辅助热源。房间的朝向布置十分重要，通过卧室、起居室等主要房间要朝南向，辅助房间可以设在建筑物的北侧或非南向。合理布局不仅使主要房间能够获得更多的太阳能，而且由于建筑物北侧布置了室温要求相对较低的房间，从而增加了建筑物的保温效果。另外，在住宅北侧
14、房间也可以利用厨房的余热作为辅助采暖热源，提高北侧房间室温。这样更有利于南侧房间的太阳能采暖。在太阳房建筑设计中，不能单纯追求太阳能的利用效率，节约投资也是一项很重要的内容。太阳房能否推广并取得良好的节能效益、社会效益，在很大程度上取决于经济投入。要尽量做到因地制宜、就地取材。北方农村常用土坯墙作为建筑物的外墙，这是一种蓄热性能好、有一定保温作用、经济方便的材料。在一些生产岩棉制品的乡镇企业中，常把等外品弃之公路边、田地边，造成环境污染。如果将其清理变废为宝，用来做保温材料使用，即可降低建房造价，又能取得明显的节能效果。在气候干旱的地区，采用高粱壳、棉秸秆等加工成保温材料也是可取的。（2）结构
15、安全、维修管理方便。在平面布置时，应考虑到结构如何布置，既要参考当地使用上的生活习惯，又尽可能的使结构简单，使构件在经济跨度范围内解决。在楼房建筑中，要很好地考虑上下层之间的结构关系，要求上下层的承重墙要对齐，荷载能直接传递。北方大部分地区地震裂度为7，个别为8，只有极少数地区为6可以不设防，抗震设防的地区，内承重墙一般为一砖墙，而采用半砖墙既不利于抗震，稳定性也差，不符合国家有关抗震设计的要求。砌墙砂浆要按设计要求做，灰缝一定要饱满（在复合保温墙施工时，严禁用水冲浆灌缝，这是为保护保温材料不致受潮失效）。个别地区用黏土砂浆砌筑，但表面粉饰却用水泥砂浆罩面，甚至做水刷石或贴瓷砖，这种在主体工程
16、上不重视质量，只图表面美观的做法是不合适的。还有的用户在建房时，无根据地提高设计标准，注意了抗震，设置了圈梁，加强了房屋的整体性，对抗震有利，这是正确的。但不论地基好坏，又增设了地梁和构造柱，这就没必要了。在一些太阳房建造中，有的用户把直接受益窗开的很大，但窗间砖垛只有370毫米，还是白灰砂浆砌筑，尽管上有圈梁，下有地梁，这个砖跺也是不坚固的。如遇小地震砖跺遭破坏倾倒，房屋也必随之倒塌。如果把打梁的水泥用在砖跺的砌筑上，则抗震性能可以大大的提高。地基处理应按当地气候条件考虑。根据当地的土壤冻结深度和地下水位情况设计基础的埋置深度，避免产生冻害，使建筑物遭到破坏。太阳房性能的好坏不仅是热工性能好，还应在长期使用期间方便、效果好、经济耐久。在设计上不选用塑料薄膜做透明盖层，在常有冰雹的地区，应考虑到集热器盖板的抗雹防碎，宜选用透过率高，耐冲击大的一些板材等，在风沙较大的地区，应考虑玻璃盖板的清理擦拭。（3）设备管道尽可能集
