我國(guó)“太陽(yáng)房”的利用與發(fā)展

太陽(yáng)房是一種既可取暖發(fā)電，又可去濕降溫、通風(fēng)換氣的節(jié)能環(huán)保住宅，其應(yīng)用領(lǐng)域主要是“民用太陽(yáng)房”、“學(xué)校太陽(yáng)房”、“辦公樓”等，同時(shí)還有用來(lái)種植蔬菜和花卉的太陽(yáng)能溫室。這種太陽(yáng)能設(shè)施在我國(guó)北方地區(qū)較多采用。目前，我國(guó)太陽(yáng)能溫室面積總計(jì)約700萬(wàn)畝，發(fā)揮著較好的經(jīng)濟(jì)效益。

太陽(yáng)房的基本原理

太陽(yáng)房是直接利用太陽(yáng)能的一個(gè)重要途徑，其原理是把房屋看作一個(gè)集熱器，通過(guò)建筑設(shè)計(jì)把高效隔熱材料、透光材料、儲(chǔ)能材料等有機(jī)地集成在一起，主要利用南坡屋面的鐵板吸收太陽(yáng)能，加熱從屋外引進(jìn)的冷空氣來(lái)采暖。當(dāng)冷空氣通過(guò)屋頂最高處的玻璃板時(shí)，溫度被大幅度提升，將通氣層內(nèi)的熱空氣吸過(guò)來(lái)聚集到熱氣通道里，然后通過(guò)控制箱送到地板下貯存起來(lái)。日落后，風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，控制箱內(nèi)的風(fēng)門(mén)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，避免室外的冷空氣繼續(xù)流入室內(nèi)，而貯存在地板下的熱量也慢慢釋放出來(lái)，使室溫下降速度減慢，從而達(dá)到取暖效果。

從理論上講，溫度高的物體都會(huì)向溫度低的物體或空間輻射熱。夏天的夜晚，室外氣溫一般在25℃～30℃，而晴朗的高空溫度則只有-60℃～-40℃，屋頂?shù)蔫F板不斷向高空輻射熱量，一般可使室內(nèi)氣溫比室外氣溫低2℃～4℃，這時(shí)采取與冬季取暖相同的方式，使引進(jìn)屋頂通氣層內(nèi)的空氣被鐵板降溫后流入屋內(nèi)。除了利用冷輻射原理降溫外，這種太陽(yáng)房還在地下1.5米深處鋪設(shè)塑料管道，將地下的涼氣以每秒1米3的流量送入室內(nèi)，從而達(dá)到取涼的目的。

太陽(yáng)房的屋面由吸熱鐵板、太陽(yáng)能電池板、集熱空氣層、集熱氣通道和隔熱層組成，無(wú)須任何大型機(jī)器，完全靠巧妙的建筑構(gòu)造來(lái)利用太陽(yáng)能。利用這種技術(shù)建成的太陽(yáng)房雖然比普通住宅多投資1/10，但節(jié)能效率高達(dá)33%，而且利用屋頂裝有的太陽(yáng)能電池板完全可以滿(mǎn)足一個(gè)普通家庭的用電，還可以將剩余電能并入電網(wǎng)，最大限度節(jié)約能源。

太陽(yáng)房的類(lèi)型

主動(dòng)式太陽(yáng)房 主動(dòng)式太陽(yáng)房一般由集熱器、傳熱流體、蓄熱器、控制系統(tǒng)及適當(dāng)?shù)妮o助能源系統(tǒng)構(gòu)成。它需要熱交換器、水泵和風(fēng)機(jī)等設(shè)備，電源也是不可缺少的。因此這種太陽(yáng)房的造價(jià)較高、一次性投資大、設(shè)備利用率低、維修管理工作量大，而且仍然要耗費(fèi)一定量的常規(guī)能源。但是室溫能主動(dòng)控制，使用也很適宜。在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家或地區(qū)，已建造不少各種類(lèi)型的主動(dòng)式太陽(yáng)房。如在北京大興縣建造的一座主動(dòng)式太陽(yáng)房是與聯(lián)邦德國(guó)合作的成果，建筑面積314.2米2，采用平板式集熱器，并以天窗直接受益和特朗勃墻相結(jié)合，實(shí)為主動(dòng)—被動(dòng)混合型太陽(yáng)房，輔助能源采用特制小型燃煤爐。

被動(dòng)式太陽(yáng)房 被動(dòng)式太陽(yáng)房是通過(guò)建筑朝向和周?chē)h(huán)境的合理布置，內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理以及建筑材料和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的恰當(dāng)選擇，在冬季集取、保持、貯存、分布太陽(yáng)熱能，從而解決建筑物的采暖問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于居住建筑和中小型公用建筑來(lái)說(shuō)，主要采用的是被動(dòng)式太陽(yáng)房。

被動(dòng)式太陽(yáng)房是一種經(jīng)濟(jì)、有效地利用太陽(yáng)能采暖的建筑，是太陽(yáng)能熱利用的一個(gè)重要領(lǐng)域，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。它主要是根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，使房屋建造盡量利用太陽(yáng)的直接輻射能，不需要安裝復(fù)雜的太陽(yáng)能集熱器，更不用循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，完全依靠建筑結(jié)構(gòu)造成的吸熱、隔熱、保溫、通風(fēng)等特性，來(lái)達(dá)到冬暖夏涼的目的。但在冬季遇上連續(xù)壞天氣時(shí)，可能要采用一些輔助能源補(bǔ)助。而且，正常情況下，早、中、晚室內(nèi)氣溫差別也很大。不過(guò)，對(duì)于要求不高的用戶(hù)，特別是原無(wú)采暖條件的農(nóng)村地區(qū)，由于它簡(jiǎn)易可行、造價(jià)不高，仍然受到人們歡迎。其推廣有利于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境、減少污染，使人與自然環(huán)境得到和諧發(fā)展。

當(dāng)然，在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、日本和法國(guó)，建造被動(dòng)式太陽(yáng)房的也不少。我國(guó)從20世紀(jì)70年代末就開(kāi)始這種太陽(yáng)房的研究示范，已有較大規(guī)模的推廣。如北京、天津、河北、內(nèi)蒙古、遼寧、甘肅、青海和西藏等地，均先后建起了一批被動(dòng)式太陽(yáng)房，各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)日益完善，并開(kāi)展了國(guó)際交流與合作，受到聯(lián)合國(guó)太陽(yáng)能專(zhuān)家的好評(píng)。

我國(guó)太陽(yáng)房的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)太陽(yáng)房開(kāi)發(fā)利用自20世紀(jì)80年代初開(kāi)始，截至1997年底，全國(guó)已經(jīng)建起740萬(wàn)米2的太陽(yáng)房，主要分布在山東、河北、遼寧、內(nèi)蒙古、甘肅、青海和西藏的農(nóng)村地區(qū)。其中，遼寧省的400所中小學(xué)校建造了被動(dòng)式太陽(yáng)房，總面積達(dá)50萬(wàn)米2。中國(guó)被動(dòng)式太陽(yáng)房平均每平方米建筑面積每年可節(jié)約20～40千克標(biāo)準(zhǔn)煤。

目前，我國(guó)太陽(yáng)房的發(fā)展存在以下問(wèn)題:對(duì)太陽(yáng)房的設(shè)計(jì)和建造沒(méi)有納入建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上影響其快速發(fā)展和實(shí)現(xiàn)商業(yè)化;相關(guān)的透光隔熱材料、帶涂層的控光玻璃、節(jié)能窗等沒(méi)有商業(yè)化，使太陽(yáng)房的水平受到限制;太陽(yáng)房的用途還僅僅局限在采暖保溫方面，而利用太陽(yáng)房去濕降溫在國(guó)內(nèi)還需加強(qiáng)。這里所說(shuō)的降溫同傳統(tǒng)意義上空調(diào)器的制冷降溫有很大區(qū)別，它通過(guò)空氣在室內(nèi)的自然循環(huán)達(dá)到房屋溫度、濕度的均勻，相對(duì)于室外氣溫有所下降，從而獲得一個(gè)涼爽宜人的生活空間，好比在炎熱的夏天里人們?cè)跇?shù)蔭下乘涼的感覺(jué)。▲