太陽能采暖系統在普通建筑中的應用

解曉輝

摘 要：建筑節能成為建筑設計的主要研究方向和發展方向。了解對新能源的研究，分析適合屋面的太陽能采暖技術，應用屋頂型太陽能全新風供暖系統為其采暖，文章在屋面上應用太陽能采暖技術解決采暖和通風問題入手，論述了采暖技術與建筑一體化設計方法。

關鍵詞：屋頂；節能太陽能；采暖太陽墻；太陽能熱水

建筑能耗我國人口眾多，能源資源相對缺乏。屋頂能耗占建筑能耗很大比例，夏季白天，較高的室外溫度和過強的太陽直接輻射，結構外表面的綜合溫度很高，在建筑屋面中利用太陽能僅僅局限在太陽能熱水的利用上，通過設計建筑的節能改造，有利于生態良性循環。生物質能利用生物質能一直是人類賴以生存的重要能源，對傳統屋面的做法和舊有建筑屋頂的節能改造，技術還是比較成熟的，對于建筑的節能還是很有好處的。我國人均能源資源占有量非常低，即使是水能資源，也低于世界平均值。但是我國的可再生能源資源豐富，在可持續發展的戰略中占據了特殊的地位。針對我國經濟發展出現的能源供應緊張，提出積極開發利用太陽能和地熱能等可再生能源，為支持新能源和可再生能源的科學研究和新技的開發研制，示范工程開發利用規模，產業發展和產品質量及服務體系的建立起到了重要作用。

1 我國太陽能采暖技術的開發意義

我國發部分地區太陽能資源條件較差，但仍有一定的利用價值。太陽能較差的地區年輻射總量也接近太陽能利用較好的城市，利用太陽能采暖，不僅要考慮當地太陽能總輻射量的大小，更應當了解采暖期間太陽能輻射情況。采暖季日照率峰值區，我國的大小約為采暖地區總面積的2/3，太陽能采暖是太陽能采暖中最簡單的形式，調節制的可能性較小，它構造簡單，造價便宜。

2 太陽能采暖系統的分類

直接受益式太陽光直射室內，利用地面等建筑構件本身進行蓄熱。白天室溫較高，貯熱就會將熱量保存起來。在晚上，就會將室溫熱量慢慢放出。

集熱墻式太陽光集熱墻。當陽光通過玻璃投射到蓄熱墻上，空氣通過墻上部的通風El進入室內，放出熱量進行采暖，蓄熱墻將貯存的熱量傳至室內集熱器的安裝位置如果不考慮建筑的美觀，雜亂地將集熱器安裝就會嚴重破壞環境的美化，因此設計時一定要考慮到與建筑的統一，最好把集熱器與建筑并成一體。集熱器與建筑物并成一體的形式，選擇壁式安裝，安裝角度近于垂直，適用于把集熱器安裝在建筑外側，如果是集熱器需要單獨安裝時，安裝位景既不能破壞建筑的完整性，又要有利于接受太陽能，盡量減少周圍物體對它的遮擋，為了得到最大的太陽輻射量，必須盡可能使集熱器采光面垂直于陽光。

主動式太陽能采暖 。主動式太陽能采暖系統是將熱水從太陽能集熱器輸送到儲熱器或采暖房間內，系統中的結構復雜，由于采暖按使用熱媒種類不同，可分為空氣式及熱水式，按照太陽能利用方式可分為直接式和間接式。將太陽能熱量通過空氣傳送到蓄熱器存放起來，如果出現溫度太低需要加熱裝置。使用時無需防凍措施，系統沒有過熱汽化的危險，但是由于所用管道投資大，在建筑采暖設計中采用有效的技術措施，采暖能耗的高效集熱器不斷涌現，把主動式太陽能和地板輻射采暖系統結合起來。滿足地板采暖所需的熱量。

3 太陽能采暖系統的技術分析

利用TRNSYS軟件對太陽能采暖系統進行動態模擬，分析系統動態運行是采暖系統保證率的因素。圍護結構傳熱系數隨著太陽能變化而不斷變化。耗熱量指標不斷趨于穩定。建筑能耗的很大一部分來自于屋面的傳熱，建筑的體形系數應控制在0.30 以下，屋頂與外墻應加強保溫。對于窗墻比較大的建筑對降低建筑能耗的作用也是很大的。要從經濟角度出發，以每年節省的總費用最多為目標函數，確定最佳太陽能保證率。

提高太陽能利用率。冬夏熱量不平衡的問題需要應用太陽能制冷技術來解決。跨季節蓄熱是利用太陽能產生的熱水驅動吸收式制冷機的太陽能制冷，需要高溫水做熱源，所以，應積極開發適用于太陽能空調系統的中高溫太陽能集熱器。太陽能制冷技術和跨季節蓄熱技術可強調全年的綜合利用，考慮適當降低系統的太陽能保證率，合理匹配供暖的建筑面積。采暖方式主要針對分散住戶進行分析。采躡費用一般在800～1200元范圍內。住宅室內溫濕度各鎮住宅冬季平均室內溫濕度。

太陽能應用資源的多少，是太陽能利用的關鍵。大多數小城鎮室內熱濕環境差，采暖條件需要改善小城鎮室內熱舒適性，并逐步改變現有的采暖方式，增加清潔能源的利用，倒置式保溫屋面.在倒置式屋面中，應采用保溫材料。以前的工程中常用保溫材料吸濕后，憎水性保溫材料之技術難關得以克服，倒置式屋面的設計倒置式屋不必設置屋面排氣系統，對防水屋面提供一層物理保護，防水層溫度都接近室內溫度，水泥砂漿保護層向下傳導至絕熱層，絕熱層則在這個層面的介面點造成了熱能的屯積，溫度上升。

集熱器的選用與安裝。集熱器的類型器具有結構簡單、集熱快承壓高、耐熱沖擊性能好的優點，由能降低吸熱板的輻射熱損失。集熱器的安裝與建筑物的關系集熱器面積大，需要考慮到與建筑的統一，最好把集熱器與建筑并成一體，把集熱器安裝在垂直的南墻上，集熱器需要單獨安裝時，必須整齊成行排列，有利于接受太陽能。

參考文獻

[1] 王崇杰，趙學義.論太陽能建筑一體化[J].設計建筑學報，2002（07）.

[2] 房志勇.林川新農村農宅設計[J].研究與實踐，2007（06）.