建筑科技論文太陽能住宅建筑設計研究

　　隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，我國的建筑行業(yè)發(fā)展的也是比較迅速的，建筑一體化的概念也得到了一些應用，太陽能也成為住宅中不可缺少的一部分了。本文是一篇建筑科技論文范文，主要論述了太陽能住宅建筑設計研究。

　　摘要：隨著我國建筑科學技術的不斷發(fā)展，各種較為先進的技術在建筑行業(yè)中不斷運用，從而我國的建筑行業(yè)不斷發(fā)展。在發(fā)展的過程當中，人們逐漸認識到太陽能在住宅中的主要作用，現(xiàn)階段已經有許多專家學者對太陽能住宅進行了研究，在本文當中，筆者闡述了在太陽能住宅中較為常見的幾種常見構造與節(jié)能措施，并分析研究了太陽能住宅建筑設計中的建筑物體型“朝向”主導風向等因素對太陽能住宅能耗的影響。

　　關鍵詞：太陽能,住宅,建筑一體化,設計

　　一、引言

　　現(xiàn)階段我國正面臨著新常態(tài)經濟，在這樣的經濟背景下，產業(yè)結構調整是現(xiàn)階段經濟發(fā)展的一個重要任務。在建筑行業(yè)當中，充分發(fā)揮太陽能在冬季采暖中的運用能夠有效降低燃料的使用，對經濟的發(fā)展與環(huán)境的改善都有著重要的作用。特別是在我國北方地區(qū)，每年的暖氣需要消耗掉大量的燃料。因此，加強對太陽能的利用就有著更加重要的意義。同時對于改善居住空間，提升室內居住環(huán)境也有著重要的作用。所謂太陽能建筑的設計就是在建筑的規(guī)劃設計階段就充分考慮太陽能，將太陽能的利用納入到設計當中去，并經過施工驗收等程序之后進入實際的運用當中。從本質上來看，太陽能建筑的設計是綜合考慮多個方面的最合理方案，實現(xiàn)了經濟效益的最大化與環(huán)境的最優(yōu)組合。

　　二、被動式太陽能住宅的設計

　　太陽能住宅獲取太陽能的方式是盡量避免使用過于復雜的技術將整個住宅設計成一個太陽能集熱器。太陽能住宅被分為主動式太陽能住宅與被動式太陽能住宅。主動式太陽能住宅需要增加各種輔助設備。而被動式太陽能住宅基本不需要相關的輔助設備，因此被動式太陽能住宅是當前太陽能住宅研究的主要內容。被動式太陽能住宅的設計主要需要采用以下的構造措施。

　　(一)直接收益窗

　　在住宅當中，窗戶是人們獲取自然光與空氣的一個重要途徑，在建筑技術的發(fā)展過程當中，玻璃的利用是一個較為重要的發(fā)明，通過玻璃太陽光能夠照射進室內，其所富含的熱量能夠被吸附在室內的物體當中。而這些物體所釋放出來的的光則為長波光，并不能穿過玻璃進入室外，這就是得室內能夠獲取一定的熱源。因此，在現(xiàn)階段被動式采暖當中，集熱窗有著非常重要的作用。在建筑節(jié)能設計當中，我們一般采用傳熱系數(shù)來表示窗戶的傳熱性能。傳熱系數(shù)越小說明窗戶的保溫隔熱效果越好。當前，一般在窗戶玻璃上附加一層薄膜來增加窗戶的節(jié)能效果，這種玻璃被稱為Low-E玻璃。在夏季中，這種玻璃可以使得室外的高溫不向室內傳導，從而降低空調費用。而在冬季，這種玻璃可以將大部分的光照反射會室內，從而增加保溫效果。

　　(二)特朗博墻

　　在將進行太陽能住宅的設計當中，可以將住宅南邊的維護墻體設計成勃朗特墻。所謂的特朗博墻是指將建筑南邊的外墻外表面涂成黑色，并再加蓋一層吸熱板，最外面覆蓋一層單層或者雙層的玻璃。太陽光通過玻璃被吸附在玻璃與墻體之間，并通過熱傳導向室內傳輸，這種方式可以在很大程度上增強建筑的整體保溫隔熱效應。在傳熱方式上，特朗博墻還分為有通風口和無通風口兩種。研究表明，特朗博墻是否設置通風口，對集熱效率有很大影響，有通風口的集熱效率比無通風口的高很多。

　　(三)附加陽光間

　　附加陽光間在被動式太陽能住宅的設計當中是一種變通的做法，通過附加陽光間，可以利用能夠直接獲取太陽能的房間實現(xiàn)對溫差變化較大的房間的調節(jié)。溫度較高的空氣可以用來加熱相鄰的房間，還可以存儲起來待沒有太陽光照時使用。附加陽光房既可以是建筑的一個房間，也可以作為一個獨立的建筑組成部分。在實際的使用過程當中，最簡單的附加陽光房就是帶有大面積落地窗的房間，由于大面積落地窗的存在從而可以使得該房間獲取較多的太陽能，但是可以通過儲能設備來條件房間的溫差，減小溫度的波動。

　　三、被動式太陽能住宅的體型與朝向

　　(一)太陽能住宅的體型

　　從熱力學角度來說，建筑的外表面積與建筑的能耗是呈正相關的關系。但是在太陽能的利用上，太陽能集熱設備在接受太陽輻射的同時也會向外擴散一定的熱量，因此在實際的設計過程當中，就必須要進行熱工計算，進行科學的設計。例如可以增加玻璃的層數(shù)以及在活動部位增加活動保溫裝置，使得集熱裝置所獲得的能量大于所散失的熱量，從而可以補償住宅整體的采暖負荷。假定在住宅建筑當中，南邊墻是作為集熱面積，而其他墻體則是進行散熱的，同時地面也會散熱，但是相比墻體來說，地面的散熱效率并不是很高，最多只能占墻體的30%，我們用外表面面積系數(shù)(南邊墻體面積與建筑外表面面積之和的比值)來描述住宅對太陽能的利用效率。表示南墻的表面積;A2表示外表面面積;L表示住宅的長度;B表示住宅的寬度;H表示住宅的高度。住宅的外表面面積系數(shù)越小說明建筑對太陽能的利用效率越高，從上面的公式中我們可以發(fā)現(xiàn)，住宅建筑對太陽能利用效率最高的體型應該是寬扁型建筑形式，同時面朝南邊，建筑的高度越高其外表明面積系數(shù)越小，因此，在太陽能住宅的設計中，應該盡量采用層數(shù)較高的住宅。

　　(二)太陽能住宅的朝向

　　在沒有遮擋的情況下，住宅所獲得的太陽能與建筑的朝向有著重要的關系。在進行建筑物的朝向選擇時需要考慮許多因素。但是應該遵循的一個重要原則就是在夏季盡可能的少光照，冬季盡可能的多光照，從全國范圍來看，朝南的住宅是較為常見的朝向。但是在實際的設計過程當中，往往并不一定能獲取南朝向。因此，在設計過程當中應該充分結合實際情況進行設計。既要滿足一般住宅建筑根據(jù)日照時間、日照面積等要求選擇朝向的標準，又要滿足太陽能建筑利用太陽輻射的要求。

　　四、結語

　　在當前的住宅設計當中，將太陽能設計納入到設計整體當中去，對提高能源的利用有著重要的作用。在本文當中，筆者從理論較多分析了太陽能住宅建筑設計的相關思路，希望能對早日實現(xiàn)太陽能住宅建筑的一體化設計有所幫助。

　　參考文獻

　　[1]劉鵬.國際太陽能十項全能競賽(棲居)設計與建造研究[D].西安建筑科技大學,2014.

　　[2]李朝霞,倪明.從Heliotrop太陽能住宅看太陽能建筑一體化設計[J].山西建筑,2010,26:224-226.

　　[3]劉輝.太陽能熱水器與住宅建筑一體化設計[A].中國太陽能學會.全國住宅工程太陽能熱水應用研討會論文集[C].中國太陽能學會:,2004:5.

　　[4]王士榮.太陽能熱水系統(tǒng)與住宅建筑一體化設計[J].住宅科技,2008,01:32-34.
　　建筑科技論文發(fā)表期刊推薦：《建筑節(jié)能》2007年期刊榮獲中國"首屆《CAJ-CD規(guī)范》執(zhí)行優(yōu)秀期刊獎"，并相繼被美國《化學文摘》（CA）、《劍橋科學文摘》、英國《科學文摘》（網絡版，INSPEC）、中國核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫等收錄，為RCCSE中國核心學術期刊（擴展版）。通過宣傳和推介建筑節(jié)能政策與標準，大力推廣建筑節(jié)能技術與產品，以期加大建筑節(jié)能成熟技術和產品的推廣和應用力度，推動建筑節(jié)能技術的自主創(chuàng)新與發(fā)展，提升我國建筑節(jié)能技術水平，為建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會服務。期刊全面及時地刊載最新的建筑節(jié)能行業(yè)動態(tài)及建筑節(jié)能技術論文，使廣大讀者能夠便捷地了解建筑節(jié)能行業(yè)的發(fā)展方向與進程，并樹立牢固的建筑節(jié)能意識。