太陽(yáng)能住宅建筑設計研究論文

　　摘要：隨著(zhù)我國建筑科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種較為先進(jìn)的技術(shù)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(guò)程當中，人們逐漸認識到太陽(yáng)能在住宅中的主要作用，現階段已經(jīng)有許多專(zhuān)家學(xué)者對太陽(yáng)能住宅進(jìn)行了研究，在本文當中，筆者闡述了在太陽(yáng)能住宅中較為常見(jiàn)的幾種常見(jiàn)構造與節能措施，并分析研究了太陽(yáng)能住宅建筑設計中的建筑物體型“朝向”主導風(fēng)向等因素對太陽(yáng)能住宅能耗的影響。

　　關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；住宅；建筑一體化；設計論文

　　一、引言

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

　　二、被動(dòng)式太陽(yáng)能住宅的設計

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

　�。ㄒ唬┲苯邮找娲�

　　在住宅當中，窗戶(hù)是人們獲取自然光與空氣的一個(gè)重要途徑，在建筑技術(shù)的發(fā)展過(guò)程當中，玻璃的利用是一個(gè)較為重要的發(fā)明，通過(guò)玻璃太陽(yáng)光能夠照射進(jìn)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(lái)的的光則為長(cháng)波光，并不能穿過(guò)玻璃進(jìn)入室外，這就是得室內能夠獲取一定的熱源。因此，在現階段被動(dòng)式采暖當中，集熱窗有著(zhù)非常重要的作用。在建筑節能設計當中，我們一般采用傳熱系數來(lái)表示窗戶(hù)的傳熱性能。傳熱系數越小說(shuō)明窗戶(hù)的保溫隔熱效果越好。當前，一般在窗戶(hù)玻璃上附加一層薄膜來(lái)增加窗戶(hù)的節能效果，這種玻璃被稱(chēng)為L(cháng)ow-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(huì )室內，從而增加保溫效果。

　�。ǘ�）特朗博墻

　　在將進(jìn)行太陽(yáng)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(yáng)光通過(guò)玻璃被吸附在玻璃與墻體之間，并通過(guò)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(fēng)口和無(wú)通風(fēng)口兩種。研究表明，特朗博墻是否設置通風(fēng)口，對集熱效率有很大影響，有通風(fēng)口的集熱效率比無(wú)通風(fēng)口的高很多。

　�。ㄈ�）附加陽(yáng)光間

　　附加陽(yáng)光間在被動(dòng)式太陽(yáng)能住宅的設計當中是一種變通的做法，通過(guò)附加陽(yáng)光間，可以利用能夠直接獲取太陽(yáng)能的房間實(shí)現對溫差變化較大的房間的調節。溫度較高的空氣可以用來(lái)加熱相鄰的房間，還可以存儲起來(lái)待沒(méi)有太陽(yáng)光照時(shí)使用。附加陽(yáng)光房既可以是建筑的一個(gè)房間，也可以作為一個(gè)獨立的建筑組成部分。在實(shí)際的使用過(guò)程當中，最簡(jiǎn)單的附加陽(yáng)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(yáng)能，但是可以通過(guò)儲能設備來(lái)條件房間的溫差，減小溫度的波動(dòng)。

　　三、被動(dòng)式太陽(yáng)能住宅的體型與朝向

　�。ㄒ唬┨�陽(yáng)能住宅的體型

　　從熱力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，建筑的外表面積與建筑的能耗是呈正相關(guān)的關(guān)系。但是在太陽(yáng)能的利用上，太陽(yáng)能集熱設備在接受太陽(yáng)輻射的同時(shí)也會(huì )向外擴散一定的熱量，因此在實(shí)際的設計過(guò)程當中，就必須要進(jìn)行熱工計算，進(jìn)行科學(xué)的設計。例如可以增加玻璃的層數以及在活動(dòng)部位增加活動(dòng)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(jìn)行散熱的，同時(shí)地面也會(huì )散熱，但是相比墻體來(lái)說(shuō)，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（南邊墻體面積與建筑外表面面積之和的比值）來(lái)描述住宅對太陽(yáng)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(cháng)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越小說(shuō)明建筑對太陽(yáng)能的利用效率越高，從上面的公式中我們可以發(fā)現，住宅建筑對太陽(yáng)能利用效率最高的體型應該是寬扁型建筑形式，同時(shí)面朝南邊，建筑的高度越高其外表明面積系數越小，因此，在太陽(yáng)能住宅的設計中，應該盡量采用層數較高的住宅。

　�。ǘ�）太陽(yáng)能住宅的朝向

　　在沒(méi)有遮擋的情況下，住宅所獲得的太陽(yáng)能與建筑的朝向有著(zhù)重要的關(guān)系。在進(jìn)行建筑物的朝向選擇時(shí)需要考慮許多因素。但是應該遵循的一個(gè)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(lái)看，朝南的住宅是較為常見(jiàn)的朝向。但是在實(shí)際的設計過(guò)程當中，往往并不一定能獲取南朝向。因此，在設計過(guò)程當中應該充分結合實(shí)際情況進(jìn)行設計。既要滿(mǎn)足一般住宅建筑根據日照時(shí)間、日照面積等要求選擇朝向的標準，又要滿(mǎn)足太陽(yáng)能建筑利用太陽(yáng)輻射的要求。

　　四、結語(yǔ)

　　在當前的住宅設計當中，將太陽(yáng)能設計納入到設計整體當中去，對提高能源的利用有著(zhù)重要的作用。在本文當中，筆者從理論較多分析了太陽(yáng)能住宅建筑設計的相關(guān)思路，希望能對早日實(shí)現太陽(yáng)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(yáng)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(xué),2014.

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

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

　　[4]王士榮.太陽(yáng)能熱水系統與住宅建筑一體化設計[J].住宅科技,2008,01:32-34.

【太陽(yáng)能住宅建筑設計研究論文】相關(guān)文章：

談住宅中的生態(tài)建筑設計論文11-16

住宅建筑設計中空間組合探討論文11-20

建筑設計角度預防霉變的方法研究論文11-28

混凝土仿古建筑設計與施工研究論文01-01

建筑設計論文10-18

建筑設計論文【經(jīng)典】10-21

傳染病醫院住院樓建筑設計研究論文11-22

現代住宅建筑設計中的不足及建議05-08

建筑設計畢業(yè)論文05-16

住宅建筑節能論文11-30