极端天气对被动式太阳能建筑采暖效率的影响

为研究极端天气对被动式太阳能建筑采暖效率的影响,选取关键气象参数(直射辐射、干球温度)来构造极端冷气象条件,主要分析太阳低辐射和极端低温对拉萨、乌鲁木齐、兰州、哈尔滨4个城市的被动式太阳能建筑采暖效率的影响。结果表明:随着太阳直射辐射和温度的降低,哈尔滨整个采暖季的采暖潜力下降最大,拉萨、兰州、乌鲁木齐在太阳直射辐射下降超过50%时,采暖潜力下降最大,哈尔滨在辐射下降43%时采暖潜力下降最大。在温度下降不超过10℃的情况下,拉萨和哈尔滨的采暖潜力下降最大,兰州和乌鲁木齐则是在温度分别下降11和15℃时,采暖潜力下降最大。气象参数对采暖潜力的敏感性分析表明,太阳直射辐射对太阳能采暖潜力的影响大于温度。同时,对不同设计因素进行全局敏感性分析,建筑保温材料的物理参数对采暖潜力的影响高于其他设计参数。

太阳能被动式通风与建筑相变蓄热耦合技术研究进展

太阳能被动式通风(Solar Passive Ventilation,SPV)技术与建筑相变蓄热(Building Phase Change Heat Storage,BPCHS)技术是当前建筑节能的有效策略,两者有机结合能够显著提高太阳能利用效率、降低建筑能耗与改善室内热环境。通过对国内外有关文献调研分析,概述了太阳能被动式通风与建筑相变蓄热技术各自原理与分类,同时阐述了技术特点及其研究进展。基于太阳能被动式通风与相变蓄热在建筑应用的现状,论述了相变蓄热强化太阳能被动式通风原理及其有机耦合形式,包括相变Trombe墙、相变烟囱、相变通风屋顶等多种结合方式。此外,为了有效反映被动式通风特征与相变蓄热耦合流动-传热过程,系统总结了通风数值模型、相变蓄热求解模型以及耦合系统模型与相关实验研究。概括了太阳能被动式通风与建筑相变蓄热耦合(SPV-BPCHS)技术关键影响因素及其评价指标,指出了其对建筑室内热环境影响特性。调研结果表明,SPV-BPCHS技术能有效降低建筑能源消耗、提高太阳能建筑利用率和改善室内热环境效果,但仍应加强对高效低碳材料的研究及耦合技术稳定性研究,同时该耦合技术实验可行性也需要进一步验证。将为提高太阳能利用率和建筑室内环境耦合强化提供新的技术途径。

空气源热泵-太阳能耦合技术在被动式建筑中的应用与分析

本文以中建八局一公司济南新旧动能转换起步区中科新经济科创园基础设施D-6地块项目1#、2#楼为例,分析了被动式建筑热水系统,重点分析空气源热泵-太阳能耦合技术设计及施工,该技术解决了太阳能热水系统供热稳定性差及占地面积大、空气源热泵冬季易结霜且能效低的问题,为后续被动式建筑热水系统的设计、施工提供思路。

低能耗绿色建筑中针对被动式太阳能技术应用评价方法研究

建筑作为人类文明最重要的产物之一,在全球范围内消耗约40%的一次能源,排放约30%温室气体。在全球能源危机与气候问题的背景下,应采取积极措施减少和取代化石燃料的消耗,同时又不能降低建成环境的舒适度水平。实际上,为实现建筑的"开源""节流"并举的目标,提高建筑能源效率与应用可再生能源的建筑技术已经在建筑领域取得诸多成就。被动式太阳能建筑技术是指通过建筑朝向的合理选择和周围环境的合理布置,内部空间和外部形体的巧妙处理,以及建筑材料和构造的恰当选择,使其在冬季能够收集、储存并使用太阳能,辅助建筑的采暖;同时在夏季通过采取遮阳、自然通风等措施又能屏蔽太阳辐射,帮助室内散热,从而辅助建筑的降温。常见的被动式太阳能建筑技术,例如直接受益太阳能系统、间接受益太阳能系统、独立太阳能系统已经被广泛应用于各类建筑之中。但是,通过综述美国LEED与德国En EV,以及我国《绿色建筑评价标准》与《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》等评价体系的相关调研情况发现,在现行的绿色建筑、低能耗建筑评价标准中,太阳能利用的评价方法是以主动式技术应用为基础的,并未全面考虑被动式太阳能建筑技术的贡献率问题。针对此问题,通过分析评价原则与目标、评价指标性质、核心评价指标遴选,提出一种低能耗绿色建筑中针对被动式太阳能贡献率问题的评价方法,以相对太阳能贡献率概念,应对我国太阳能资源分配不均的问题,并提出评价被动式太阳能建筑技术的算法。最后对评价结果的交流、弹性与适应性进行了讨论。并以一栋坐落于中国天津的绿色建筑为例。天津属于太阳能采暖适宜气候区A区,《被动式太阳能建筑技术规范》中的太阳能贡献率参考值为20%。在室内设计温度设置为18℃的情况下,若通过实测计算该建筑的太阳能贡献率为25%,则相对太阳能贡献率在15%~30%区间范围内,因此该建筑可以被认定为第二等级或加分。该评价方法坚持了低能耗绿色建筑"被动设计优先,主动技术优化"的设计原则,完善了现行绿色建筑评价标准中对被动式太阳能技术应用的考虑。寄希望于建筑参与者可以理解、应用这个方法在被动式太阳能建筑中的技术评价,以推动建筑可再生能源技术的发展,并有利于建设资源节约型与环境友好型社会。

太阳能新风系统在被动式超低能耗建筑中的应用分析

为减少被动式超低能耗建筑的新风负荷对常规能源的消耗,同时,保持室内良好的空气品质,提出了一种太阳能集热系统与带热回收的新风系统相结合的方案。以西宁市为例,分析计算了该太阳能新风系统在不同集热器安装倾角、不同太阳能保证率下的集热器采光面积。结果表明在太阳能集热器的安装倾角为90°、对新风负荷的太阳能保证率为80%时每户住宅所需的集热器采光面积为4.7 m2,同时系统一年可节约能耗4 022.13 MJ,换算成电量约1 117.26 k W·h,表明该太阳能新风系统在被动式超低能耗建筑中的应用是经济可行的。

拉萨被动式太阳能建筑供暖潜力分析

对拉萨2栋被动式太阳能建筑冬季室内热环境进行了现场测试,结果显示室温能够满足要求。以某实际工程为例,对被动式太阳能建筑的热特性进行了分析,研究了外墙保温性能、外窗热工性能及建筑窗墙面积比对被动式太阳能建筑的影响,分析了最冷月被动式太阳能供暖建筑的室内热环境。提出被动式太阳能供暖的可行性、潜力和热工设计要素。指出拉萨地区能实现全被动供暖,可大大降低冬季供暖能耗。

被动式太阳能建筑节能经济优化研究

基于被动式太阳能建筑的SLR(太阳能负荷比)节能设计原理,探讨房屋造价、节能率、辅助热量之间的联动关系。根据设计元素组合的多样性,借助0-1目标规划思想,建立被动式太阳能建筑节能经济优化模型和主被动结合的节能优化模型。最后,以拉萨市典型住宅为例,利用该模型,计算了当地太阳能建筑节能的最优经济区间。

被动式太阳能建筑室内热环境评价指标的分析

为评价被动式太阳能建筑室内热环境的优劣 ,需要选择合适的热环境指标 .本文利用在中国西部地区获得的相关实测数据 ,分析和比较了两种目前常用的代表性指标的适用性 。

被动式太阳能建筑设计探讨

根据被动式太阳能建筑的原理,提出其设计内容和方向,包括总体设计、构造优化和材料选择等方面。

高原被动式太阳能建筑透明围护结构的阶跃传热特性

介绍了一种具有阶跃传热特性的被动式太阳能建筑透明围护结构及其控制策略,结合实测进行了验证。透明围护结构的阶跃传热特性主要表现在两方面:白天实现了直接受益窗太阳得热系数的阶跃升高,使得太阳能容易进入室内;夜间实现了直接受益窗综合换热热阻的阶跃上升,使得热量可以保存住。实测表明:在该控制策略下,即使在室外最低温度为-12.5℃的恶劣气候条件下,宿舍楼室内温度也可维持在13～14℃,比非阶跃控制提高了4.5～10℃;传统墙体蓄放热速率难以满足被动式太阳能利用要求,这是造成被动式太阳能建筑蓄热能力不足的主要原因。

被动式太阳能在山西农村居住建筑中的应用

山西农村的地理气候、日照条件、居住建筑的特点等均适合使用太阳能。介绍了山西农村居住建筑中使用被动式太阳能的两种主要形式:直接受益式和附加阳光间式,并针对在使用过程中影响集热蓄热效果和导致热量损失较大的建筑构配件提出一些改良措施,指出对山西农村居住建筑推广使用被动式太阳能具有重要的环境意义、经济意义和社会意义。

《被动式太阳能建筑技术规范》解读

规范编制背景 被动式太阳能建筑,是通过建筑设计手段和简单技术的合理运用,可以利用太阳能为房间提供相当部分的采暖能量,降低通风和照明的能耗,具有结构简单、造价低、施工方便等优点,已经在美国、德国等发达国家得到了较多推广应用,已发展到较高水平。我国是太阳能资源丰富的国家之一,太阳能作为一种可再生的清洁能源,

传统墙体与主被动式太阳能相变蓄热墙体热性能比较研究

日光温室是一个体形系数很大的设施农业建筑,温室的建筑墙体构造方式及其建筑材料热物性等都直接影响墙体保温与蓄热特性乃至温室热环境。该研究基于课题组研发的GH-20相变材料,以传统墙体、被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体为比较研究对象,结合实测结果,分析比较了墙体构筑方式、材料热物性等因素对日光温室墙体热性能的影响规律。研究结果表明,较传统墙体,被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体的表面温度夜间明显高于传统墙体,早晨保温被开启时相差最大,为3.0℃;传统墙体中间层温度变化幅度最小,主-被动式墙体中间层的温度变化幅度明显提高,最大为14.4℃、最小为2.2℃、平均为7.5℃,中间墙体层的显热蓄热"热库"作用显现;夜间,被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体的放热量分别提高了103%和118%,其中51%的放热量在后半夜(2:00～10:00)释放,有效地改善了夜间温室热环境,相变材料的"热量开关"作用显现。

被动式太阳能建筑设计的理念及应用

本文主要从建筑的周围环境、建筑遮阳、通风,以及能量储存等方面介绍被动式太阳能建筑设计的方法,并辅以实例介绍此种设计方法的实际应用,旨在使各种设计方法和理念能够得到更加广泛的应用。

相变储能技术在被动式太阳能建筑中的应用方法 以张家口地区为例

相变材料通过"固—液"相态的改变储存和释放热量,在减少建筑能耗、降低室内温度波动峰值,提高舒适度等方面极具应用价值。本文分析相变材料特点,提出相变储能技术与被动式太阳能建筑相结合的能效"协同强化"思路;结合张家口地区气候特征探讨相变储能技术的应用潜力,提出相变储能技术在寒冷地区被动式太阳能建筑中的3种应用方法,即相变Trombe墙体技术、附加阳光间相变储能技术、夜间相变通风蓄冷技术。结合2021年中国国际太阳能十项全能竞赛作品"斜屋",对被动式太阳能建筑中相变储能技术的应用进行实证。

对在河北农村地区推广被动式太阳能建筑的思考

本文阐述了在新农村建设中推广太阳能技术的必要性,介绍了被动式太阳能建筑的定义和工作原理,研究了被动式太阳能建筑的总体规划设计和设计原则,分析了被动式太阳能建筑的本体设计原则,为在河北农村推广和利用被动式太阳能建筑提供了理论依据和参考。

云南省高寒山区发展被动式太阳能建筑的区域优势研究

被动式太阳房技术是太阳能热 利用领域最成熟，最实用并能产生巨大经济效益和社会效益的应用技术。本文在深入研究云南省地理环境，、等的基础上，对云南省高寒山区发展被动式太阳房的可行性，应用前景以及对于经济发展，社会进步和生态保护所具有的深远意义进行了研究。

促进太阳能在建筑中的应用——被动式太阳房有关国家标准修订

太阳能是人类生存的地球上可再生能源的源泉,把太阳能作为替代矿物质燃料是可持续发展的首肯战略目标.

高寒地区主被动式太阳能暖房热性能实测研究

通过对高寒地区一栋主被动式太阳能暖房的现场测试,分析利用围护结构外保温、被动式及主被动结合式太阳能技术对室内热性能影响。在高寒地区,利用围护结构外保温相比未保温可有效提高和维持室内温度;利用直接受益窗以及阳光间被动式太阳能技术能在白天明显改善室内热环境;结合太阳能-空气源热泵技术,利用主被动式太阳能技术能实现室内温度大幅提升,基本满足供暖需求。主被动式太阳能技术适宜用于太阳能资源丰富的高寒地区改善室内热舒适环境,实现清洁供暖。