太阳房课程设计

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1、 指导教师（签名） 年 月 日目 录摘要 .3第一章 引言.4第二章 被动式太阳房设计原理.5第三章 被动式太阳房的分类及设计要点.6 3.1被动式太阳房的分类.6 3.2被动式太阳房的设计要点.7第四章新余基本气象及地理情况.9第五章 太阳房方向角的选取.10 5.1 太阳房的朝向 .11 5.2太阳房的日照间距及环境优化.11第六章太阳房材料的选择.12 6.1太阳房的图纸选取.12 6.2太阳房围护材料的选取.17 6.3太阳房遮阳材料的选取.18 6.4太阳房地面材料的选取.20 6.5太阳房密封材料的选取.20 6.6太阳房的总预算.21参考文献.22心得体会.23被动式太阳房设计摘

2、要：被动式太阳房是一种简单、经济、有效地利用太阳能采暖的建筑，具有效果好、造价低、易维护等特点，目前在我国应用较广。本文阐述了被动式太阳房的设计特点和在我国的发展概况；同时指出被动式太阳房存在的缺陷并提出将来的发展前景。被动式太阳房具有集热、蓄热、保温等功能，冬暖夏凉，在无辅助热源的情况下，被动式太阳房比普通住房冬季可提高室内温度8以上，室内外温差达到15；夏季可降低室温23，既节柴又卫生，造价仅增加10%15%，且能收到很好的节能保温效果。因其造价低廉、构造简单、管理方便、不需要动力，深受人们的欢迎。 关键词：被动式太阳房；设计；发展；无辅助第1章 引言太阳能是一种巨大、清洁、便宜的能源，是

3、人类生存的地球上可再生能源的源泉，人人都能分享，是极具开发价值的能源。太阳能有着巨大的辐射能量，地球每年接收的太阳辐射能量估算有60亿KW。研究和发展太阳能的利用是未来人类生存和发展之必要,尤其是对住宅采暖、供给热水有着广阔前景,把太阳能作为替代矿物燃料是可持续发展的首要战略目标。有大面积玻璃外窗（或称玻璃幕墙）的被动式太阳房可减少采暖耗热量和照明耗电，在视觉上增大了室内面积，外观上立面简洁、漂亮，近年来在我国应用渐多，值得关注。 早在1830年西班牙建造了世界上第一栋被动式太阳房，其外墙面只有木框镶玻璃。到上世纪20年代，著名建筑师Le Corbusier（18871965）设计建造了第一批

4、玻璃幕墙作非承重外围护结构的被动式太阳房。被动式太阳房或玻璃房（下简称玻璃房）也有很多缺点，主要是：夏季室内会产生高温，强烈日光也使人无法忍受；住宅楼中位于透光外墙边的人体有“不被拦护”的不安全感和心理上被窥视隐私等不舒服感。近年来由于全球能源紧张和对节能的重视，研制出很多具有很高隔热保温性能的透明和半透明外围护结构和材料，全世界对建造玻璃房的热情又高涨起来。例如：芬兰特别看好这种楼房，在首都赫尔辛基建造了一批这种玻璃房。有代表性的是位于赫尔辛基大学区，即节能与生态保护示范区的（VIIKKI）信息中心大楼（KORONA，见题头照片）。楼内有赫尔辛基市图书馆分馆、赫尔辛基大学图书馆、大学的一些办

5、公室和教室。该玻璃房有双层外墙，外层非承重，由透明玻璃制成。两层外墙之间布置了花圃，空调系统的空气由这一空间的各个不同区域采集，它取决于各个季节每天不同时间送风空气的参数要求。沿双层外墙周边有三个冬季花园，称为埃及竹园、罗马竹园和日本竹园，这些花园为信息中心大楼中全部人员和采访者开放，是观赏和休憩的好去处。丹麦有一栋实验用的住宅类玻璃房，位于首都哥本哈根西部的Egebierggerd，业主是丹麦非盈利性建筑协会（Ballerup Ejendomsselskab），建于1996年，由建筑师Boye Lundgaard和Lene Trandberg采用了丹麦建筑科研院研究成果而设计的。该玻璃住宅小

6、楼从1996年5月24日到6月23日在题为“未来之窗节能围护结构”展览月上展出，然后由一个家庭居住、使用了一年，现在用作该地新住宅建筑群公共活动中心。该玻璃住宅楼设计建造目的是为了实验性评价高隔热保温性能的透光和半透光外围护结构，对能耗量、自然采光和房间微气候的影响，既有客观测试评价，又有住户主观感觉评价。其结果对我国在适宜气候区建造类似被动式太阳房有借鉴意义，本文着重介绍。第2章 被动式太阳房设计原理被动式太阳房（简称太阳房）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以及建筑材料和结构的恰当选择，使其在冬季能集取、蓄存和分配太阳能的一种建筑。它不仅能在不同程度上满足建筑

7、物在冬季的采暖要求，而且也能在夏季遮蔽太阳辐射，散逸室内热量使之达到降温的目的。 被动式太阳房系统一般不需要机械设备和动力，以区别于需要其它设备和动力的主动式太阳房。 温室效应是被动式太阳房的最基本工作原理。被动式太阳房是不用任何其他机械动力，依靠自然循环向室内供暖，多余的热量储存在墙壁、天花板和地基热体内,夜间向室内放热，以保持一定温度。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，在冬季集取、保持、贮存、分布太阳热能，从而解决建筑物的采暖问题。被动式太阳房的集热及贮热方式主要是利用建筑物的围护结构墙或窗，或是比较简单的平板装置作为集热器

8、，能够由人随意控制，其构造可不用复杂机械设备及复杂的管道通风系统；造价较低，太阳房的工程造价仅比普通工程造价增加12%左右，容易被人们接受；维护管理方便，不需要专业技术人员维护管理。 第3章 被动式太阳房的分类及设计要点3.1 被动式太阳房的分类现今我国的太阳房建筑，主要是被动式太阳房。被动式太阳房的类型很多，目前从利用太阳能的方式来区分大致有四种： （1）直接受益式 这是被动式太阳能采暖中最简单而又最常用的一种，也是采用较早采用的一种太阳房。它通过较大的南向玻璃窗获取阳光，将阳光直接照射到室内的地面、墙壁和家具上面使其吸收大部分太阳辐射热，使室温在冬季得以提高，并通过蓄热体将白天获得的太阳能

9、在夜间释放出来，以保证减少室内温度的波动。 （2）集热蓄热墙式 这种太阳房主要是利用南向垂直集热蓄热墙吸收穿过玻璃采光面的阳光，然后通过导热辐射及对流，把热量送到室内集热蓄热墙的形式较多，如实体式集热蓄热墙、花格式集热蓄热墙、水墙式集热蓄热墙、相变材料蓄热墙等等。 （3）附加阳光间式 这种太阳房是直接受益和集热墙技术的混合产物。其基本结构是将阳光间附建在房间的南侧，中间用一堵墙把房子与阳光间隔开，通过阳光间获取太阳能，并将其传给邻室。 （4）组合式 就是由上述两种或两种以上的被动式太阳房的基本类型组合而成的系统称为组合式系统组合式被动太阳房由于具有全天供热比较均匀的优点而显示出强大的生命力，成

10、为当今被动式太阳能建筑发展的趋势。3.2 被动式太阳房的设计要点（一） 太阳房的建设地点、朝向和房间距的确定 正确确定太阳房的建设地点、朝向和房间距，是能否充分利用太阳能、达到冬暖夏凉的关键，建房前一定要在村镇建设规划允许的情况下，合理选择建设地点、朝向和房间距。1. 太阳房的建设地点 太阳房的建设地点最好选在背风向阳的地方，在冬至日从上午9时至下午3时的6个小时内，阳光不被遮挡，直接照射进室内或集热器上。2. 太阳房的朝向 根据多年来的经验，太阳房的朝向在南偏东或偏西15以内，这样能保证在整个采暖期内，南向房间里有充足的日照，夏季避免过多的日晒。3. 太阳房的房间距 太阳房与前面的建筑物之间

11、的距离应大于前面建筑物高度的两倍为宜。（二） 太阳房外部形状和内部各房间的安排 太阳房的南墙是太阳房的主要集热部件，南墙面积越大，所获得的太阳能越多。因此，太阳房的形状最好采用东西延长的长方形，墙面上不要出现过多的凸凹变化。 太阳房内部房间的安排应根据房间的用途确定，应将主要房间如住宅的卧室、起居室和学校的教室等安排在南向，而将辅助房间如住宅的厨房、卫生间和教室的走廊等放在北向。（三） 太阳房的墙体 太阳房的墙体除具有一般普通房屋墙体的功能外，还具有集热、贮热和保温功能，是太阳房的重要组成部分。 辽宁省太阳房的墙体主要采用复合墙体。其做法是将普通370毫米的外墙拆分成两部分，一部分为240毫米

12、（一砖），放在内侧，做为承重墙，中间放保温材料（如苯板、袋装散状珍珠岩等），其厚度根据设计室温而定，一般苯板为810毫米，珍珠岩为130毫米以上。外侧为120毫米的保护墙（半砖）。 承重墙与保护墙之间必须用钢筋拉结使它们形成一个整体。拉结方法为用直径为6毫米的钢筋拉结，钢筋两端设有弯钩，长度比复合墙厚少40毫米。水平间距两砖到两砖半（500750毫米），垂直距离为810皮砖（500600毫米）。拉结钢筋要上下交错布置。（四） 门窗 太阳房的门窗是太阳房获取太阳能的主要集热部件，也是重要的失热部件。由于门经常开启，保温困难，最好设门斗或双层门。窗的功能在太阳房设计中，除了具有采光通风和观察作用外

13、，还具有集取太阳能的功能，对于直接受益式太阳房来说，窗户起着决定性作用。因此，在设计太阳房集热窗时，在满足抗震要求的情况下，应尽量加大南窗面积，减小北窗面积，取消东西窗，采用双层窗，有条件的用户最好采用塑钢窗。（五） 空气集热器空气集热器是设在太阳房南窗下或南窗间墙上获取太阳能的装置。它是由透明盖板（玻璃或其它透光材料）、空气通道、上下通风口、夏季排气口、吸热板、保温板等几部分构成。空气集热器的做法：在南墙窗下或窗间（也可以都做），根据设计尺寸要求，砌出深为120毫米的凹槽，上、下各留一个风口，尺寸为200200毫米。然后将凹槽及风口内用砂浆抹平，安装40毫米厚的保温苯板，苯板外覆盖一层涂成深色的金属吸热板，保温板和吸热板上留出与上下风口相应的孔洞，使它们彼此相通。在最外层安装透明玻璃盖板，玻璃盖板可用木框、铝合金框或塑钢框，分格要少，尽可能减少框扇所产生的遮光现象。框四周要用砂浆抹严，防止灰尘进入。玻璃盖板上边要有活动排风口，以便