正文 第三章 綠色節能住宅設計(十)(1 / 3)

4.太陽能建築的總體熱工設計簡介

太陽能建築的設計,包括建築設計和熱工設計,與地區、朝向、保溫材料價格等有密切關係。太陽能建築的設計計算較為複雜,目前已經有相應的計算機軟件。

被動式太陽能建築的設計技術已相對較為成熟,已經出版了適應我國國情的《被動式太陽房熱工設計手冊》。主動式太陽能建築的設計積累不多,經濟性也有問題,尚需進一步探索。

以下僅對被動式太陽能建築的總體熱工設計作簡介。

進行被動式太陽能建築總體熱工設計,目的就是要獲得較高的太陽能供暖率和節能率,減小室溫波動振幅。設計內容主要包括:考慮太陽能建築的方位,建築層高,進深,陽光遮擋與內部蓄熱性能以及考慮太陽能建築體型與層數,內部空間分割,出入口防冷水滲透及圍護結構保溫等問題。

5.太陽能建築的方位及集熱麵布置

①太陽能建築的方位

太陽能建築的方位與太陽輻射強度、日照時間及太陽能建築室內氣溫波動幅度有很大關係。

考慮日照輻射量,對於我國北緯30。以北地區,建築方位角在30度以內是合適的,在15度以內較好。從日照時角的角度來看,建築的方位宜朝向略偏東或偏西,要使室內氣溫波動不致過高,太陽能建築方位以略偏東為宜。

綜合以上分析,太陽能建築以朝南及偏東15度以內為適宜。

②集熱麵的布置

北半球冬季向陽的集熱麵,其最佳傾角6為當地地理緯度0+15度。但由於傾斜集熱麵安裝較麻煩,占用空間較大,且夏季須采取遮陽措施,因此,一般都沿垂直牆麵布置。如傾斜安裝時,夏季應進行遮陽以防止室內過熱。

太陽能建築的日照間距與環境綠化

①太陽能建築的日照間距

為保證太陽能建築的太陽能集熱部件不被其前排建築物遮擋,必須使太陽能建築與前排建築之間保持一定的距離,這就是太陽能建築日照間距。日照間距的計算取冬至日作為計算日,因為冬至是全年太陽高度角最低,日出、日落太陽方位角“最小的一天。

②太陽能建築環境綠化

為了使環境綠化在冬季不遮擋太陽能建築的陽光,在太陽能建築的前方以種植花草及灌木為宜,高大的樹木宜種植在建築前方120度範圍以外,這些樹木冬季不會遮擋陽光。考慮夏季的遮陽,可在建築前方搭架種植季節性的藤類植物。

集熱麵的遮陽

為防止夏季室內過熱,常利用挑簷對集熱部件進行遮陽,挑簷的伸出寬度應同時滿足冬季、夏季的需要。對於高緯度的寒冷地區,應滿足冬季集熱麵不被遮擋;對低緯度溫暖地區,應重視夏季遮陽要求。

太陽能建築的層高、建築進深、型體及層數

①太陽能建築的層高與建築進深

為提高建築的節能率,實踐證明,建築的進深不應超過層高的2.5倍。

②太陽能建築的型體與建築層數

從節能及太陽能利用的角度來看,太陽能建築的型體以正方形和接近正方形的矩形為宜。對於單元式住宅以三單元連排5-6層比較節能;對於獨立住宅,三開間做一層,四開間以上做二層為宜。

6.太陽能建築的平麵布置、蓄熱及出入口防冷風滲透措施

太陽能建築布置及蓄熱

①為保證南向主要房間能夠達到較高的太陽能供暖率,房間的進深不宜太大。根據經驗,進深不大於層高的1.5倍為宜,這樣可保證集熱麵積與房間麵積之比不小於30%,保證房間具有較高的太陽能供暖率。

②蓄熱問題。為防止太陽能建築室內氣溫波動太大,太陽能建築應具有一定蓄熱能力,應保證兩麵以上的隔斷牆是蓄熱性能好的重質牆,房中不宜作輕質隔斷牆。直接得熱式太陽能建築,樓板和地麵都應是很好的蓄熱體,蓄熱體應布置在圍護結構表麵。因此,地麵不要鋪地毯,底層地麵還應適當加厚其蓄為保證太陽能建築具有較高的太陽能供暖率和建築節能率,太陽能建築的外圍護結構都應有較好的保溫。

保溫層厚度和位置

圍護結構保溫層厚度應通過技術經濟分析來確定其經濟厚度。保溫層位置有三種布置方式,即外保溫、中間保溫和內保溫。為防止圍護結構內部結露,提高內表麵溫度以改善人體舒適感,保溫層應布置在圍護結構的外表麵,其次是布置在圍護結構中間(即夾心結構父應避免將保溫層置於外圍護結構內表麵。

防止熱橋

圍護結構中保溫薄弱或未保溫部位的熱損失較大,稱之為熱橋。熱橋處不僅熱損失大,而且易形成內部結露,影響人體熱舒適。愈是保溫好的圍護結構,應重視熱橋問題。

三、節水技術與方法

(一)節水方法與措施

1.節水方法

首先,要以現狀供水量及將來的用水量為依據製訂節水目標;其次,是確定現在和將來水的用途,這是很重要的。因為要達到既定的節水目標,還需精心地選擇節水對象,以獲得最大的節約效益。這就要了解水的用途和用水方式。例如:為了獲得用水量和選擇最佳的節水措施,通常需獲得如下資料:不同用戶的平均用水。

不同用戶對供水要求的服務水平住宅區用戶為85%可靠度節水主要針對的供需狀況:

長期供需狀況。當處在長期供需狀況時,重要的節水設施能為用戶接受,並且主要通過設施(而不是行為)在整體上來實現節水。如果用戶不能接受的話,就可能放棄節水措施,這樣節水效率將極大地下降。例如,在70年代美國提倡使用低流量裝置,並將其裝在用戶家中淋浴器上,以減少流量。最初的人們對節水表現出了極大的積極性,這僅得到短期效益,而沒有得到持續的效應,因為10年之後的調查發現,這種裝置大部分都已被放棄。在美國,長期節約用水計劃表明平均每天節約用水高達10%-15%。這在於節水的設施能為用戶所接受,而不僅在於改變用水的態度。

幹旱供需狀況。當處於短期供需狀況,如幹旱中發生的情況,就不像長期節水那樣受關注。應把更多的關心投注於公共教育和宣傳,從而得到短期效益。例如,在幹旱季節,應加強宣傳,使更多的用戶能改變態度,並用短時間淋浴等方式節約用水。

其原因是人們改變了用水態度,認識到節水的重要性。因此取得了短期用水量明顯減少,其關鍵是提前計劃和明確的實施措施。另一個關鍵是加強宣傳,因為當用戶完全明白所處的狀況時,他們才能同意采取有效的節水措施。

另外,對超既定水量的用戶采用限製和罰款。當然,所采用的措施對所有用戶必須是公平的。

非常時期供需狀況。非常時期節水用於由於管道破裂或水源汙染而造成的短期供水停止或不足。在這種狀況下節水可能必須達到100%。也就是說,從供水設施得不到水,同幹旱供水方案一樣,非常時期供水計劃的關鍵是在其發生前做好準備。在非常時期,公共教育、信息傳播是關鍵的。

2.節水措施

在所給定的條件下,可有許多種節水措施。下麵列出了不同用戶一般情況下所可能采取的節水措施。

住宅區室內用水量

節約室內用水的住宅區也減少了排出戶外的廢水量,節省熱水時還可以節省能源。下麵列舉幾項措施。

審計方案:該措施包括確定用水大戶。通過審查其建築物,評價他們的用水量和用水器具。根據用戶水表記錄的用水量,或僅僅是對某些住戶進行目視檢查來確定高用水量用戶。根據最高用水量,審計員可要求用戶作一些調整,使水(或能量)的利用率達到更高。這些措施的困難在於用戶要讓陌生人進入他們的房間進行檢查。因而解決的方式應根據當地的習慣進行。

革新措施:建議室內給排水節流配件(如龍頭、淋浴頭、廁所水箱顯示裝置和廁所防漏裝置)用於全體住宅用戶。

厠所:廁所用水量很大,因此應改進和更換廁所設備以減少用水量。就大便器而言,質量更重要。改進的或新型大便器必須比現有大便器有相同或者更好的功能。一些裝置能有效地改進衝洗水量、時間和效率。而改用革新的新型大便器為兩檔衝洗大便器(一種衝洗固體,一種衝洗液體沁或更低容積的水箱,或改進了容器設計。對現有大便器進行有效改進是降低廁所用水量的另一種方法。