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太陽能被動(dòng)式采暖
被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)的3大要素為：集熱、蓄熱和保溫。重質(zhì)墻（混凝土、石塊等）良好的蓄熱性能，可以抑制夜間或陰雨天室溫的波動(dòng)。按太陽能利用的方式進(jìn)行分類，其形式主要有以下幾種：
1）直接受益式；2）集熱蓄熱墻式；3）附加陽光間式；4）組合式等。
①直接受益式
直接受益式太陽房是被動(dòng)式采暖技術(shù)中最簡(jiǎn)單的一種形式，也是最接近普通房屋的形式，其示意圖見圖3-39。具有大面積玻璃窗的南向房間都可以看成是直接受益式太陽房。在冬季，太陽光通過大玻璃窗直接照射到室內(nèi)的地面、墻壁和家具上，大部分太陽輻射能被其吸收并轉(zhuǎn)換成熱量，從而使它們的溫度升高；少部分太陽輻射能被反射到室內(nèi)的其他表面，再次進(jìn)行太陽輻射能的吸收、反射過程。溫度升高后的地面、墻壁和家具，一部分熱量以對(duì)流和輻射的方式加熱室內(nèi)的空氣，以達(dá)到采暖的目的；另一部分熱量則儲(chǔ)存在地板和墻體內(nèi)，到夜間再逐漸釋放出來，使室內(nèi)繼續(xù)保持一定的溫度。為了減小房間全天的室溫波動(dòng)，墻體應(yīng)采用具有較好蓄熱性能的重質(zhì)材料，例如：石塊、混凝土、土坯等。另外，窗戶應(yīng)具有較好的密封性能，并配備保溫窗簾。
直接受益式太陽房窗墻比的合理選擇至關(guān)重要。加大窗墻比一方面會(huì)使房間的太陽輻射得熱增加，另一方面也增加了室內(nèi)外的熱量交換。《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（采暖居住建筑部分）中規(guī)定，窗戶面積不宜過大，南向不宜超過0.35。但這是指室內(nèi)通過采暖裝置維持較高的室溫狀態(tài)時(shí)的要求。當(dāng)主要依靠太陽能采暖，室溫相對(duì)較低時(shí)（約14℃），加大南向窗墻比到0.5左右可獲得更好的室內(nèi)熱狀態(tài)。
圖3-39 直接受益式太陽房示意圖 ②集熱蓄熱墻式
集熱蓄熱墻是由法國(guó)科學(xué)家特朗勃（Trombe）最先設(shè)計(jì)出來的，因此也稱為特朗勃墻。特朗勃墻是由朝南的重質(zhì)墻體與相隔一定距離的玻璃蓋板組成。在冬季，太陽光透過玻璃蓋板被表面涂成黑色的重質(zhì)墻體吸收并儲(chǔ)存起來，墻體帶有上下兩個(gè)風(fēng)口使室內(nèi)空氣通過特朗勃墻被加熱，形成熱循環(huán)流動(dòng)。玻璃蓋板和空氣層抑制了墻體所吸收的輻射熱向外的散失。重質(zhì)墻體將吸收的輻射熱以導(dǎo)熱的方式向室內(nèi)傳遞，冬季采暖過程的工作原理如圖3-40（a）-（b）所示。但另一方面，冬季的集熱蓄熱效果越好，夏季越容易出現(xiàn)過熱問題。目前采取的辦法是利用集熱蓄熱墻體進(jìn)行被動(dòng)式通風(fēng)，即在玻璃蓋板上側(cè)設(shè)置風(fēng)口，通過如圖3-40（c）-(d)所示的空氣流動(dòng)帶走室內(nèi)熱量。另外利用夜間天空冷輻射使集熱蓄熱墻體蓄冷或在空氣間層內(nèi)設(shè)置遮陽卷簾，在一定程度上也能起到降溫的作用。通過對(duì)位于遼寧省大連農(nóng)村地區(qū)采用集熱蓄熱墻的被動(dòng)式太陽房進(jìn)行實(shí)測(cè)，表明太陽房室內(nèi)溫度在夏季比對(duì)比房低5 ° C。冬季高9° C
圖3-40 集熱蓄熱墻式太陽房采暖降溫過程示意圖
③附加陽光間式及組合式
附加陽光間實(shí)際上就是在房屋主體南面附加的一個(gè)玻璃溫室，見圖3-41。從某種意義上說，附加陽光間被動(dòng)式太陽房是直接受益式（南向的溫室）和集熱蓄熱墻式（ 后面帶集熱蓄熱墻的房間）的組合形式。該集熱蓄熱墻將附加陽光間與房屋主體隔開，墻上一般開設(shè)有門、窗或通風(fēng)口，太陽光通過附加陽光間的玻璃后，投射在房屋主體的集熱蓄熱墻上。由于溫室效應(yīng)的作用，附加陽光間內(nèi)的溫度總是比室外溫度高。因此，附加陽光間不僅可以給房屋主體提供更多的熱量，而且可以作為一個(gè)緩沖區(qū)，減少房屋主體的熱損失。冬季的白天，當(dāng)附加陽光間內(nèi)的溫度高于相鄰房屋主體的溫度時(shí)，通過開門、開窗或打開通風(fēng)口，將附加陽光間內(nèi)的熱量通過對(duì)流的方式傳入相鄰的房間，其余時(shí)間則關(guān)閉門、窗或通風(fēng)口。
圖3-41
組合式是多種被動(dòng)式采暖技術(shù)組合而成，不同形式互為補(bǔ)充，以獲得更好的采暖效果。
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