村镇住宅用被动式太阳房建造技术Word下载.docx
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被动式太阳房系统最基本的原理是尽量开大南向采光窗，减少北向窗，最好不设东西窗。
在有条件的地区最好采用双层门窗。
墙体、屋顶、地面等维护结构采用导热系数小的材料，增加维护组织的热阻降低维护组织的散热。
白天，当阳光穿过南向玻璃窗进入室内后，重质密实材料如砖、土坯、混凝土和水等吸收并储存太阳能；
夜晚室内温度降低时，储存的太阳能通过传导、对流、辐射等方式向室内提供热量。
把建筑物的主要房间布置在朝阳的一侧，辅助房间布置在朝阴的一侧，这样不仅起到了缓冲作用，也能使储存的有限的太阳能充分发挥作用。
总之，集热、蓄热、保温措施是太阳房设计中三个重要组成部分，缺一不可。
3.主持人：
张老师，在我国已建成的太阳房中，有些太阳房由于在建造之前没有认真地按正确的方法进行建筑热分析计算和设计效果（主要包括经济和适用两方面）的预测寻忧，致使建成后室温偏低，达不到舒适性要求；
或投资过高，造成经济损失，影响了太阳房的推广。
为完善地解决太阳房的经济、适用问题，需要在建筑施工以前的设计阶段就对太阳房进行经济和适用两方面的预测和寻忧，包括太阳房的基本形式、平面设计等等问题。
下面呢，张老师请您介绍一下被动式太阳房都有哪些基本形式？
常见的被动式太阳房按集热形式大体可分为3类，即直接受益式、集热蓄热墙式和附加阳光间式。
（1）直接受益式是被动式太阳房最简单也是最常见的一种。
这种方式的太阳房利用南窗直接接收太阳辐射能。
太阳辐射通过窗户直接照射到室内地面、墙壁及其它物体上，使它们表面温度升高，通过自然对流换热，部分能量加热室内空气，另一部分能量则储存在地面、墙壁等物体内部，使室内温度维持一定水平。
直接受益式系统中的南窗在有太阳能辐射时起着采集太阳辐射能的作用，而在无太阳辐射的时候则成为散热表面，因此在直接受益系统中，南窗尽量加大的同时，应配置有效的保温隔热措施，如保温窗帘等。
由于直接受益式被动式太阳房热效率较高，但室温波动较大，因此，适用于白天要求升温快的房间或只是白天使用的房间，如教室、办公室、住宅的起居室等。
如果窗户有较好的保温措施，也可用于住宅的卧室等房间。
（2）集热蓄热墙式被动式太阳房是间接式太阳能采暖系统。
阳光首先照射到置于太阳与房间之间的一道玻璃外罩内的深色储热墙体上，然后向室内供热。
采用集热蓄热墙式被动式太阳房室内温度波动小，居住舒适，但热效率较低，常常和其他形式配合使用如和直接受益式及其附加阳光间式组成各种不同用途的房间供暖形式，可以调整集热蓄热墙的面积，满足各种房间对蓄热要求的不同，这种组合可以适用于各种房间的要求。
但玻璃夹层中间容易积灰，不好清理，影响集热效果，且立面涂黑不太美观，推广有一定的局限性。
（3）附加阳光间式被动式太阳房是集热蓄热墙系统的一种发展，将玻璃与墙之间的空气夹层加宽，形成一个可以使用的空间——附加阳光间。
这种系统其前部阳光间的工作原理和直接受益式系统相同，后部房间的采暖方式则雷同与集热蓄热墙式。
附加阳光间式被动式太阳房一般与直接受益式配合使用。
但投资较高，不易采取保温措施，可用于有条件的起居门厅、公共建筑的大厅等房间，但不易大面积采用。
4.主持人：
在建太阳房之前首先要审查是否具备建房的基本条件，以防建成后达不到预期的适应效果。
那么建造太阳房需要哪些基本条件？
建太阳房应具备下列条件：
（1）太阳能资源必须丰富，要考虑当地的气象条件、冬季日照时间、太阳辐射强度等；
（2）要有足够的空旷场地，南向没有遮挡物；
（3）东西应有足够的长度，因为太阳房为了多得阳光，需要大开间、小进深。
5.主持人：
按照一般的常识，盖房之前要进行房屋的平面设计，那么太阳房采暖住宅应如何考虑其平面设计呢？
太阳房是建筑技术与热工技术的综合，被动式太阳房的设计要考虑热性能也要充分考虑建筑的特点和使用功能。
一幢住宅由各种不同使用功能的房间所组成，这些不同类型的房间应设计成多宽多深，又如何将这些房间根据太阳能建筑的特点进行组合，这就是太阳房平面设计的任务。
（1）起居室。
过去的农村住宅没有单独的起居室，近年来，随着农民生活条件的改善，在新建住宅中，有的单独设置了起居室。
起居室一般应大于卧室。
在我国北方冬季寒冷，采暖多用火炕，起居室内不能设置火炕。
燃煤地区可在起居室内搭设火墙，安装户用暖气或生火炉，有条件的加装空气集热器。
（2）卧室。
卧室是住宅中最主要的房间。
在没有起居室的农村太阳房取暖住宅中，待客、吃饭、读书、家人团聚以及搞手工副业活动都在这个房间。
一般主要卧室以14～16平方米为宜，中卧室一般在10～12平方米，小卧室小于8平方米。
如果家庭人口较少，可将卧室分为一大一小两个，大室作为起居室不搭设火炕，家具放在这里，日常生活也在这里。
小室搭设一小火炕，专供睡眠休息之用。
主要卧室应有良好朝向、充足的阳光和良好的通风。
（3）厨房。
厨房是辅助房间的主要部分，所占面积不大但作用不小。
村镇居民住宅的厨房有做饭、洗衣、家禽畜饲料加工加热等多用途，个别还有水缸、泔水缸等，因此厨房应由直接对外的采光和通风窗。
另外考虑到食物、燃料、垃圾的进出方便，炉灶应与卧室的火炕、火墙相连，以充分发挥燃料的余热作用，节约能源、提高室内的舒适度。
（4）户内走道和楼梯。
太阳房内走道宽度为1.1米左右，小过道0.9米。
有的将过道宽度加大，变成小方厅，厅内保留一定宽度的墙面安放桌椅，或临时放床，作小起居室用，空间得以充分利用。
小方厅的设计根据具体要求而定。
室内楼梯的宽度一般控制在0.85米以内。
（5）卫生间。
以往由于农村没有排水系统，厕所都设在室外，洗澡间也无法设置。
近年来，很多村镇安上了自来水或者在自家厨房内打了水井，用上了太阳能热水器。
这种情况下，设置洗澡间、预留安装水洗厕所的做法是可取的。
卫生间的平面布置要与设备密切配合，内部布局要紧凑以免浪费面积。
卫生间最好直接采光通风。
（6）储藏设施。
农民的粮食、蔬菜和燃料的贮存量大，在进行太阳房设计时，应解决好这个问题，这也是改变居住水平的一个重要方面。
因此，有条件时应设库房。
6.主持人：
好，以上张老师介绍了太阳房采暖住宅的平面设计问题。
那么有了平面设计，如何将其组合起来呢？
居室、卧室、厨房、走廊等都是房屋的局部，如何将这些局部的设计组合起来成为一幢完美的建筑，使其既能满足使用要求，又能使结构合理、施工方便、太阳能利用率高而且经济上又可以接受，这就是平面组合设计。
要是一幢太阳房设计成功，要注意以下几个方面：
（1）功能实用、经济合理。
太阳房平面设计上的主要房间是通过走廊、过厅与厨房、卫生间等相联系，走廊、过厅要力求简短而发挥最大的联系作用。
房间大小要合适，门窗的位置要有利于充分利用太阳光、热，方便物品搬运和家具布置。
对于有火炕、火墙采暖的房间的设计，要充分考虑选用合适的辅助热源。
房间的朝向布置十分重要，通过卧室、起居室等主要房间要朝南向，辅助房间可以设在建筑物的北侧或非南向。
合理布局不仅使主要房间能够获得更多的太阳能，而且由于建筑物北侧布置了室温要求相对较低的房间，从而增加了建筑物的保温效果。
另外，在住宅北侧房间也可以利用厨房的余热作为辅助采暖热源，提高北侧房间室温。
这样更有利于南侧房间的太阳能采暖。
在太阳房建筑设计中，不能单纯追求太阳能的利用效率，节约投资也是一项很重要的内容。
太阳房能否推广并取得良好的节能效益、社会效益，在很大程度上取决于经济投入。
要尽量做到因地制宜、就地取材。
北方农村常用土坯墙作为建筑物的外墙，这是一种蓄热性能好、有一定保温作用、经济方便的材料。
在一些生产岩棉制品的乡镇企业中，常把等外品弃之公路边、田地边，造成环境污染。
如果将其清理变废为宝，用来做保温材料使用，即可降低建房造价，又能取得明显的节能效果。
在气候干旱的地区，采用高粱壳、棉秸秆等加工成保温材料也是可取的。
（2）结构安全、维修管理方便。
在平面布置时，应考虑到结构如何布置，既要参考当地使用上的生活习惯，又尽可能的使结构简单，使构件在经济跨度范围内解决。
在楼房建筑中，要很好地考虑上下层之间的结构关系，要求上下层的承重墙要对齐，荷载能直接传递。
北方大部分地区地震裂度为7°
，个别为8°
，只有极少数地区为6°
可以不设防，抗震设防的地区，内承重墙一般为一砖墙，而采用半砖墙既不利于抗震，稳定性也差，不符合国家有关抗震设计的要求。
砌墙砂浆要按设计要求做，灰缝一定要饱满（在复合保温墙施工时，严禁用水冲浆灌缝，这是为保护保温材料不致受潮失效）。
个别地区用黏土砂浆砌筑，但表面粉饰却用水泥砂浆罩面，甚至做水刷石或贴瓷砖，这种在主体工程上不重视质量，只图表面美观的做法是不合适的。
还有的用户在建房时，无根据地提高设计标准，注意了抗震，设置了圈梁，加强了房屋的整体性，对抗震有利，这是正确的。
但不论地基好坏，又增设了地梁和构造柱，这就没必要了。
在一些太阳房建造中，有的用户把直接受益窗开的很大，但窗间砖垛只有370毫米，还是白灰砂浆砌筑，尽管上有圈梁，下有地梁，这个砖跺也是不坚固的。
如遇小地震砖跺遭破坏倾倒，房屋也必随之倒塌。
如果把打梁的水泥用在砖跺的砌筑上，则抗震性能可以大大的提高。
地基处理应按当地气候条件考虑。
根据当地的土壤冻结深度和地下水位情况设计基础的埋置深度，避免产生冻害，使建筑物遭到破坏。
太阳房性能的好坏不仅是热工性能好，还应在长期使用期间方便、效果好、经济耐久。
在设计上不选用塑料薄膜做透明盖层，在常有冰雹的地区，应考虑到集热器盖板的抗雹防碎，宜选用透过率高，耐冲击大的一些板材等，在风沙较大的地区，应考虑玻璃盖板的清理擦拭。
（3）设备管道尽可能集中。
厨房、厕所、洗澡间的上下水道应相邻布置，楼房则上下对应。
有上水没有下水管网的村镇，用户应自设渗水井。
没有上水而在室内手压管井的用户，在管井周围应作一个不渗水的混凝土浅池和一个不渗水的集水井，并用缸瓦管排到室外渗水井内，防止井水流淌渗入基础，造成地基泡软，而产生的不均匀沉降。
7.主持人：
太阳房是立体的，单从平面设计考虑还不能反映处太阳房的全貌。
人们不仅要求它功能适应，造价经济，而且要求它造型美观，还要解决房屋在竖向一系列问题，这就需要同时进行立面、剖面设计。
那么太阳房的剖面立面设计应注意哪些问题呢？
对于一般民用太阳房，在进行立面设计时，应注意以下几点：
（1）以满足使用要求为前提，太阳房外形一般应符合内部的功能要求，必要时可作局部调整，但不能脱离使用要求，孤立地考虑外观形式。
（2）要适应于太阳房的性质、规模、质量标准和造价投资，不能脱离经济条件，孤立地考虑外观形式。
（3）要与结构的特点相结合，不能不顾结构的合理性，孤立地考虑外观形式。
（4）要考虑构造的可能和施工条件，不作过多的，或者虚伪的装饰。
8.主持人：
张老师，太阳房的朝向选择应注意哪些问题？
由于村镇建设总体规划的设计要求，各类房屋的朝向决不能千篇一律。
但从设计太阳房的需要来看，在北半球正南朝向的房屋是有利于太阳能采暖的主要条件之一，是对其能否有效的利用太阳能十分关键的问题。
它直接影响太阳房的性能好坏和维护管理难易。
设计合理的太阳房，在采暖季节里，它的南向房间可以受到最多的直射阳光，而在夏季时照入室内的直射阳光又是最少，东西向房间的阳光照射情况恰与此相反。
9.主持人：
太阳房的外形对保温隔热也有一定的影响。
那么在太阳房的外形选择上应注意哪些问题？
外围护结构表面积（S）与建筑物的体积（V）的比值（S/V）越小，通过表面散出去的热量也越小。
同样体积的物体呈球形时S/V比值越小，但这种球形的建筑物既不美观也不实用；
正方形平面虽然其外围护结构面积同等面积的矩形平面为小，但其南立面面积相对小于矩形平面。
故从获取太阳能的角度是不利的。
建造相同面积，相同体积的太阳房，平面形式可以是多种多样的，而不同平面形式的建筑物的耗热量是不同的。
综上所述，太阳房的最佳形状是沿东西面伸展的矩形平面为好。
若南立面有凹凸造型，其前后间距不宜大于0.6米。
在建筑面积恒定的情况下，楼层越高，外露面积越大，耗热量越多。
因此，在不影响太阳房使用功能的情况下，应尽量减小楼房高度，这对太阳能供暖是有利的。
以住宅为例一般太阳能供暖住宅层高不宜超过2.8米，层数不宜超过5层，6层以上因风速增加，抵消了得热量，不宜采用太阳能技术。
建造太阳房的地区，应是太阳能辐射丰富或可以利用的地区。
在同一地区内还应注意太阳房的小区环境，要注意周围环境对太阳房的不利影响。
同时，注意太阳房的室外绿化，构成所谓“生物气候”，这也是一种太阳能的利用。
被动式太阳房是一种经济、有效地利用太阳能采暖的建筑，是太阳能热利用的一个重要领域。
它的推广有利于节约能源，减少环境污染，和谐人与自然的关系，具有重要的社会经济效益。
今天，张老师主要介绍了被动式太阳房的基本形式、太阳房建筑前的平面设计和剖面立面设计以及太阳房的朝向和在外形选择上应注意的问题，对太阳房建筑的适用性和经济性提供了有力的保障。
在今天的节目时间里，我们继续请辽宁省能源研究所张大雷研究员为听众朋友们介绍村镇住宅用被动式太阳房建造技术。
为了使太阳房能更好的保温，有些墙体采用了“复合保温墙”的做法，张老师，请您介绍一下复合保温墙的做法有哪些？
在其施工中又应该注意哪些问题？
太阳能建筑中“复合保温墙”的常用做法是在墙体内增加一层60～120毫米厚的保温材料，一般可以填充膨胀珍珠岩、矿棉、聚苯乙烯泡沫塑料板等（在气候干旱的地区，也可以利用经过防腐处理的高粱壳、棉秸秆、牛马干粪等）。
应当指出的是，采用这种复合保温墙时，通常做法是将保温材料设置于实体砖墙的外侧，这就可以使墙中储存的热量保留在房间里面。
在保温层外侧再设保护墙，可以是120毫米砖墙，或是瓦楞铁皮，或加筋聚苯乙烯泡塑料板上直接抹水泥保护层。
在某些特殊情况下，保温材料不得不设于承重砖墙内侧时（主要用于太阳房的改建、大型会议室等），室内的保护砖墙厚度也不应小于120毫米，否则将影响室内的蓄热效果。
但是在冬季温暖而又多晴天的气候条件下，表面为暗色或中间偏暗颜色的南向砖墙面，中间可以不设置隔热保温材料。
因为白天南向墙面能够吸收足够的热量，可以补偿夜间透过砖墙散失的热量。
外围护结构的构造方案是多种多样的。
根据保温层本身的用材和做法的不同，还有以下几种：
（1）采用空气间层，包括表面涂贴反射材料的空气间层。
（2）采用既起保温作用又能承重的空心构件和轻混凝土制品，如空心砖、加气混凝土砌块、陶粒混凝土板材等。
（3）上述几种方式组合在一起。
在复合保温墙施工中，还要注意以下两个方面的问题：
（1）砌筑砂浆的和易性要好，以保证灰缝中砂浆的饱满程度，防止墙体部位的冷风渗透；
（2）加强传热异常部位的保温措施。
有的太阳房墙体采用集热蓄热墙的做法，那么“集热蓄热墙”如何建造？
如何确定设计集热蓄热墙式太阳房呢？
集热蓄热墙是由蓄热性能好的混凝土、砖或盛水容器构成，做法是在其外表面涂以黑色或深色，然后在它的外侧离墙体外100毫米处加装一道密闭的透明盖层（寒冷地区应为两层），形成一个空气夹层，在集热墙的上下端各开一个小通风口通入室内。
当太阳光透过盖层照射在集热墙上时，空气夹层内的空气变热而上升，通过上下两端通风孔与室内空气进行自然循环，经过循环往复，室温既可逐渐得到提高，因而达到采暖的目的。
如果在原有集热蓄热墙基础上，加装翅片式、平板式或波形板式铁（铝）制吸热体，会使这种改进的集热蓄热墙效率大大提高。
设计集热蓄热墙式太阳房，主要是确定“集热墙”的尺寸、表面涂层的选择、循环风口的尺寸。
（1）集热墙面积。
集热墙的面积取决于当地的气候条件、地理纬度和房屋构造等情况。
在寒冷地区（冬季平均在-1～-7℃）每平方米地板面积需双层透明盖层集热墙面积0.43～1平方米，如果夜间有保温措施，可以折减15%。
（2）集热墙上下端循环风口的位置。
上下风口的面积，根据房间的使用性质确定。
一般为集热墙面积1%～3%。
循环风口在夜间，为防止气流的倒流，应设开关活动的风门予以关闭。
在非采暖季节里，风门也必须关闭。
集热墙虽具有使房间热稳定性能好的特点，但由于其本体构造的特点，如遮挡自然光线，表面的黑色涂层等，并不十分受到用户的欢迎，很多地区偏重开发推广直接受益式太阳房。
张老师，听了您的介绍，我们了解到集热蓄热墙是墙体结构设计以外的独立构件，它的功能是集热蓄热，也就是说坐北向南、向阳而建。
窗的功能在太阳房设计中，除了具有一般房屋的采光、通风和观察作用以外，利用窗户来收集太阳能以满足房屋采暖的需要尤为重要。
对直接受益式太阳房来说，南窗是获取太阳能的主要构件，因此对南窗采取保温措施，又不能影响太阳辐射热的透过。
那么如何进行太阳房窗的设计呢？
利用南向窗直接接受太阳辐射能的被动式太阳房，是被动式系统中最简单的一种形式。
窗是获得太阳辐射能的主要构件，同时也是热损失最大的构件。
处理好各朝向窗的配置、尺寸、构造、隔热措施是太阳房设计中关键的问题。
冬天我们都要这样的感觉，窗户大的房间常比窗户小的房间冷。
这是因为一般窗户的保温能力比墙小的多的缘故。
有关专家计算得知，冬天从窗户跑走的热量占整个防止热量损失的30%～50%。
似乎在保证房间采光条件下，窗户开的越小越好，实际上并不完全是这样。
直接受益式太阳房的南立面都有很大的落地窗。
冬天晴朗的日子里，室外寒风刺骨，虽然室内未生火，走进房间却感动十分暖和，这是透明的窗玻璃的阳光被室内地板、墙以及家具等物体吸收转变为热。
而室内物体发出的热辐射却不能透过窗玻璃，这样室内积累的能量越来越多，使室内温度升高，这种作用即为温室效应。
温室效应是否真正有效，这还要看通过窗户的能量得失情况。
当阳光通过窗玻璃时，有的被玻璃反射，有的被玻璃吸收，只有一部分能透过玻璃。
透过玻璃的这部分光所占的百分数叫做透过率，国产3毫米玻璃的透过率约80%。
夜间或阴天无阳光进入室内时，窗玻璃虽然不透过热辐射，却可以吸收热辐射，通过空气的自然对流还能吸收室内的热量，最后以热辐射和对流传热的方式把热量散到室外。
通过玻璃窗的这种热损失是十分可观的。
如冬天在北京地区要保持室内外温差24℃，对于南向单层玻璃木窗来说，晴天收集到的太阳能约为53000瓦/m2，而散失的能量却高达81000瓦/m2左右。
所以要使窗户真正具有采暖作用，就要设法增加阳光的收集量，减少热损失。
为了增加阳光的收集量，首先应正确选择窗户的朝向。
因为冬天太阳高度角低，南立面的阳光强烈，北面找不到太阳。
所以，只有朝南的窗户采暖收集更多的太阳能，朝北或朝东、西的墙面应不开或少开窗户。
窗户的保温措施有哪些呢？
对直接受益式太阳房来说，南窗是获取太阳能的主要构件，因此要对南窗进行保温但又不能影响太阳辐射热的透过。
南窗的保温措施有：
（1）窗户透明材料。
研制了中间具有空气层的保温玻璃，镀透明金属膜的反射玻璃以及彩色吸热玻璃等。
其中隔热玻璃的太阳能透过率最低，只达到6%左右，保温玻璃的总传热系数已降到接近370mm厚砖墙的水平；
（2）窗用镀膜。
在窗玻璃或窗框上贴镀铝薄膜，可以增加玻璃窗的热阻，从而起到保温作用。
同等条件下，玻璃上镀膜的热阻增加14%左右，框上镀膜的玻璃窗热阻增加103.5%；
（3）保温窗帘、保温窗板。
（4）在构造上予以解决。
作密封处理，防止窗缝透风；
选用塑钢、铝塑窗；
采用双层窗等等。
我们以上介绍了太阳房的墙体和窗户的相关问题。
那么太阳房的屋顶有哪些构造形式呢？
张老师请您在介绍一下。
新建的太阳房屋顶形式可分为坡屋顶、平拱屋顶、平屋顶三类。
三类屋顶形式的构造情况分述如下：
（1）坡屋顶的结构形式和屋面做法。
密置小圆木屋架屋面保温式；
密置小圆木屋架下弦保温式；
硬山搁檩式。
（2）平拱屋顶的结构形式和屋面做法。
硬山搁檩有椽式；
硬山搁檩无椽式。
（3）平屋顶的结构形式和屋面做法。
结构层——现浇混凝土板或空心板；
找坡层分结构坡和建筑找坡两种；
保温层——常用材料为膨胀珍珠岩粉、白灰炉渣、泡沫塑料等；
防水层——卷材防水、细石混凝土防水。
太阳房的屋顶如何建造呢？
屋顶是建筑热耗失面积最大的部位，在整个建筑热耗失中占较大比重，因此在进行太阳房屋顶的设计时要引起注意，其热阻值应不小于围护结构的外墙，有时还会使其保温性能高于外墙。
对于屋顶来说，把保温层放在承重层的外侧，好处比较多。
保温位置的不同，将影响到屋顶结构内部的温度状况和承重结构层的温度应力状况。
保温层面的做法有很多种，干法施工架空保温层屋面的做法比较好，它避免了湿作业，提高了保温材料的可靠性。
这是太阳房屋顶的建造。
那么如何进行保温地面的施工呢？
太阳房的保温地面构造包括20毫米厚的面层、20毫米厚水泥砂浆结合层、40～80毫米厚保温层、防潮层、100～150毫米厚垫层和地基。
其具体组成如下：
20毫米厚的面层：
水泥砂浆层、水磨石面层、细石混凝土面层、砖面层、菱苦土面层；
20毫米厚水泥砂浆结合层；
40～80毫米厚保温层：
1：
8水泥膨胀珍珠岩；
防潮层：
刚性防潮、柔性防潮；
100～150毫米厚垫层：
碎石、碎砖、100#砼；
地基：
素土夯实。
8．主持人：
张老师，在太阳房构造设计中，您为我们介绍了墙体（包括复合保温墙和集热蓄热墙）、窗、屋顶和地面的设计和建造
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