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太阳能在建筑节能的应用 张祺 张磊 穆高欢 李健 什么是太阳能？ 太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等等 太阳能可利用部分的分类太阳辐射热能电能 热水系统 通风系统 采暖系统空调系统照明系统 生活热水空气品质热舒适采光照明 太阳能技术在建筑中的应用形式和功能需求 太阳能工程系统介绍 太阳能系统 太阳能集热器 水箱 水泵 辅助热源 控制系统 管路管件 支架太阳能集热器选型 热管集热器 平板集热器 全玻璃集热器 平板集热器的特点 可靠性：适合全年使用承压性能好，全金属密封，承压0.6Mpa采用防冻工质抗冻性能优良 热性能： ?热效率高热容小，启动快 稳定性： ?安装快捷维护方便使用寿命长 经济性： ?造价适中全年使用性价比较好 1.换热水箱（如图） 2.储热水箱 3.水泵：水泵流量和扬程按规范选用，各配备两台循环泵，一用一备。 4.辅助热源辅助热源采用电加热，分别在每个水箱中安装自限温控制电加热，能够实现加热、保温等功能。电加热采用1.5KW水电隔离式，保证用水安全可靠，电加热设置漏电保护，确保用电安全。 5.控制系统（如图） 6.管路管件 7.支架 水墙 发展水墙的原因何在？ 水的比热是4.18X103J/(kg·K)，其他一般建筑材料如砖，混凝土，土坯，木材等比热都在水的比热的1/5左右，故用同质量的水贮热比其他材料贮存的热量多，反过来要贮存一定的热量，所用水比其他材料重量轻，这就是引起人们研究，发展水墙的主要原因。 如图是早在20世纪70年代美国steve bear住房试验的水墙太阳能房。水盛于钢桶内，外表有黑色吸热层，放在向阳单层玻璃窗后。玻璃窗外设有隔热盖板，冬季白天放平可作为反射板，将太阳辐射能反射到钢桶水墙上去，增加吸收热，冬夜则关上，减少热损失。夏季则相反，白天关上以减少进热，晚上打开，以便向外辐射降温。 关于水墙的尺寸，颜色及材料的选择：1.尺寸：一般水墙的容积可按太阳房的窗的玻璃面积乘以30cm左右来进行估算。2.颜色：水墙容器表面的颜色以黑色最好，蓝色和红色容器的吸热能力比黑色容器分别少5%---9%。3.材料一般可用金属和玻璃钢制成。容器表面常做成螺纹的圆柱体，以增加刚度。 水幕太阳能墙:摆脱对空调的依赖 画面左侧为设置了循环流水系统的玻璃外墙，右侧为太阳能外墙，墙上铺满鲜花和绿植 世博园阿尔萨斯案例馆的水幕玻璃 位于浦西世博园“城市最佳实践区”一角的阿尔萨斯案例馆，被青枝绿叶覆盖着，但这栋 建筑必威体育精装版奇的不是绿墙，而是“水幕太阳能墙”。“墙体”包括三个层面，外层为太阳能 电板和第一层玻璃，中间层为密闭舱，第三层为水幕玻璃。水幕太阳能墙向世人展示了一 种建筑本身具有的气候调节机制，尤其适用于冬冷夏热的地区。阿尔萨斯案例的原型是法 国阿尔萨斯布克斯韦尔中学的太阳墙，在当地主要应用于冬季供暖。但考虑到上海夏季高 温潮湿的气候特点，这一走进“城市最佳实践区”的案例又增添了夏季功能。太阳能水幕 墙夏天运行时，密闭舱会打开。密闭舱中的空气和沿着立面往下流的水幕相连，加上太阳 能墙产生的阴影，起到给建筑降温的效果。利用太阳能水幕墙的原理，可以在夏季有效降 低室内温度，在冬季补充室内温度，极大地降低对空调的依赖。常规空调是不是不够绿色 环保？能否让建筑具有自动调温功能？在2010年上海世博会上，来自法国阿尔萨斯的案例给出了一个肯定的答案。 我们针对北方农村民居使用火炕采暖的传统生活习惯，设计了一种新型太阳炕系统。利用太阳能低温地板辐射采暖技术改造传统火炕。在保持传统火炕风貌的同时，进一步提高了采暖舒适度，消除了传统火炕固有的一些缺陷，赋予了其新的内涵，形成了一套太阳能采暖、热水双联供系统。是一次利用新技术对传统做法进行承扬的新探索。 太阳炕系统 《人居，生态，旅游》获得技术 专项奖。 对传统火坑进行了创新的改造， 创造了太阳坑这种农村新型采暖 方式，受到了专家的一致好评。 人居，生态，旅游 传统火炕一般将火炕与灶台相连，以植物秸秆，茅草及少量的煤为燃料，通过与炕相连的灶炊事产生的高温烟气引导到烟道中来加热炕体，使炕表面温度升高，以整个炕面作为散热面均匀地向室内辐射热量而达到取暖效果。随后，烟气从设于炕体另一端的烟囱口排出。传统火炕构造简单，施工方便，采暖效果好，深受人们的欢迎，是一种非常符合养生学的生态建筑做法。 太阳炕是太阳炕系统