2023年被动式房屋太阳能综合解决方案.docx

2023年被动式房屋太阳能综合解决方案 打开文本图片集 被动式节能房屋是通过建筑的巧妙设计，室内功能布局、优化维护结构及合理选择节能设备达到降低建筑综合能耗，减小冷、热负荷传统被动节能房屋中采用可再生能源设备较少，室内各项指标偏低，舒适度不好，多用于边远区域学校等公共建筑中新型被动式房屋在不增加化石燃料的基础上，适当利用可再生能源提高建筑室内居住者舒适度可再生能源的类型诸多，本文重点介绍太阳能在被动式节能房屋中的综合解决方案 太阳能综合解决方案涉及建筑围护结构、遮阳、照明、亮化、热水、新风及供热制冷等领域通常被动式节能房屋通过采取保温材料降低墙体导热系数，降低建筑能耗较早时期，设计师在南立面光照充足之处安装呼吸墙，其功能为：夏季降低阳光直射辐射能量，减少太阳辐射对冷负荷的波动峰值；冬季将该部分能量通过空气流通送至室内，降低采暖冷负荷近几年随着太阳能设备的日益成熟，南立面通常选择安装成品设备，提供建筑能用热或用电能量传统式被动式节能房屋往往设计阳光间，阳光间采取南向大面积采光，从而提高冬季太阳辐射的能量，降低热负荷，对于冬季供暖能量的消耗提到积极的作用，但夏季容易造成阳光间温度过高，且影响空气南北方向流通，即使采取通风措施，仍有相当部分辐射热量无法消除。

采用真空管集热器安装在阳光间外的型钢构件上，根据安装角度和建筑所在地不同季节太阳高度角调整各支真空管的间距，在夏季中午前后3～4小时阳光不能直射入阳光间（图1），降低阳光房的辐射能量冬季太阳高度角较低，阳光可以通过真空管之间的空隙进入阳光间（图2）通过采用真空管集热器遮阳措施既保持了传统阳光间的优势，又避免了夏季高温的劣势，改良了传统阳光间，提高室内舒适度图3为案例室外实景，图4为室内实景建筑房屋的遮阳种类繁多，分类方式根据安装位置（室内、室外）、固定方式（固定、可调）、控制方式（自动、手动）等进行分类与传统遮阳构件单一遮阳功能不同，太阳能设备遮阳既能实现传统遮阳的效果同时还能将该部分能量转化为有效利用能源在规划、设计初期设计遮阳方案不仅消除事后安装的视觉影响，还能丰富建筑南立面造型，做到既美观又节能太阳能产品有光伏产品遮阳（图5）和光热设备遮阳（图6）两大类型可调节遮阳系统夏季SC=0.3，可以有效遮挡阳光，降低制冷负荷；冬季SC=0.7，可以充分利用阳光提高室内的温度，降低采暖负荷新风系统为调节室内新鲜空气的温度与湿度，满足室内住宅生活条件，保证空气清新指数太阳能新风系统分为两类处理工艺。

其一，直接利用太阳能收集热量，改变空气密度差，形成热拔风，将太阳能收集热能转化为新风流动动力，加速空气流通，改善室内空气质量气流组织：室外空气——地道——室内——太阳能烟囱——室外冬季利用地道风作为新风，通过杀菌、除尘、加热后送入室内，改善室内空气质量，有效避免因开窗通风带来的热量损失地道风管道埋深5m，管材为混凝土管，管径600mm据初步测算，在山东地区室外温度5℃以上时，采用地道风+太阳能烟囱可升温约12℃，能够提供18℃以上新风，此时无需启动供暖系统，大大降低了采暖能耗夏季送风温度22℃，可实现夏季不使用空调设备，通过采用该系统，夏季空调能耗由5.5kWH/m2降低为0.59kWH/m2其二：利用转轮除湿机降低空气湿度并适当调整空气温度，转轮分为吸湿区和再生区空气中的水分在吸湿区被除掉后，鼓风机将干燥后的空气送入室内吸收了水分的转轮移动到再生区，这时从逆方向送入的再生用空气（经太阳能加热升温）将驱除水分，使转轮连续工作供暖系统中，确定热负荷后，热媒温度的设定对太阳能的保证率影响非常大，主要从两个方面影响，首先热媒温度的提高，导致太阳能集热系统进、出口的温度提高，从而降低集热器的集热效率；其二，在管路、保温措施不变的情况下，热媒的升高必然导致系统的热损增大。

供暖系统中热媒的设定温度，取决于设备散热设备的选型种类：表1为室内散热设备的热媒参数要求通过不同散热设备中热媒的温度设定对比，在太阳能供暖系统中优选毛细管网，其次地板辐射采暖，再次风机盘管系统，不建议采用散热器做为室内散热设备当建筑冬季需要供暖、夏季需要制冷时，考虑设备的通用性，优先选用毛细管网（配合新风系统），其次选用风机盘管系统太阳能制冷系统通常采用吸收式空调机组或吸附时空调机组与太阳能集热系统配合，在制冷系统中，机组的高温驱动介质温度通常要求在80℃以上，可以选择中、高温集热设备（譬如槽式集热器、菲涅尔式集热器），该类集热器的尺寸较大，需要较大平整场地，考虑到民用建筑安装集热器的场地尺寸较小，且比较零散，一般很少采用中、高温型集热器在实际工程中，多采用玻璃——金属集热器（“U”型管或热管），集热系统设计为承压系统，且配备缓冲水箱，在太阳能辐照三类区域即可驱动空调机组正常工作考虑到太阳能间断性和不稳定性，无论供暖、制冷均需要配备辅助能源（稳定能源），选择时可结合工程所在地稳定能源的供给情况和工程运行费用等条件，综合考虑、优化选择辅助能源的设计装机容量按最大供给负荷选择，不考虑太阳能贡献率，确保最不利条件下，保证建筑内的设计参数指标。

采用太阳能作为综合能源解决方案的建筑中，热水不再单独自成系统，通常与采暖、制冷统一考虑，辅助能源相互补充，减少设备投资照明、亮化系统：二者均属于太阳能光伏系统，近年多采取并网发电系统通过城市电网与电力的综合配送，提高设备利用率，提高收益率在地下车库等24小时需要照明的场所，亦可以安装光导管（屋面部分图7，室内部分图8），降低能耗，减低运行费用以上部分介绍被动式节能房屋常用太阳能技术点，在实际工程设计中，需综合考虑建筑设备投资与运行费用两项因素，综合考虑太阳能为建筑能源消耗提供能量占比下面以山东德州地区所建工程为例进行说明工程位于中国德州太阳谷内，隶属“七星”别墅建筑群中的“土星”别墅在项目规划阶段，大胆构思——借鉴传统陕北窑洞的节能理念，结合工程所在地地形采取覆土建筑模式，降低建筑能耗建筑能源设计理念：天地结合互补：天——太阳能；地——土壤源开源、节流并重：开源——尽量利用太阳能为主的可再生能源；节流——做好建筑维护结构，最大限度地减少建筑能量负荷土星”别墅主要节能技术点（图9～12）分为主动和被动两大部分，能源供给采用以太阳能为主的综合解决方案建筑设计指标建筑耗热量指标： 75%综合节能率：> 90%在传统被动节能房屋的基础上，保持原有优点，改善能源结构，提高室内各项参数指标。

在不增加或者少增加常规化石燃料的基础上，提高室内活动人员的舒适度因地制宜在符合“四节，一环保”的条件下，适当发展被动节能建筑，提高被动式节能房屋各项技术指标，将传统被动节能房屋打造为适应时代发展需求的新型绿色建筑。