•“阳光空间”是一个朝南的玻璃区域,位于建筑的主要结构外。
•空间自然加热和冷却,允许白天温度升高,夜间温度下降,超过相邻生活空间的“舒适区”温度。
•增加一个阳光空间可以实现能源效率的显著提高。与直接增益当量相比,这可达30%左右(1)不过,根据气候和纬度的不同,建筑也会受益于南方的位置。
•虽然没有加热,但当自然条件使其舒适时,遮阳棚可以提供额外的生活空间。
位置
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“披屋” |
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“嵌入式” +阳光空间不限制阳光进入相邻的窗户。 +坊间证据表明,它们更不容易被误用。 ——曲棍球 -生活区域的结构不那么紧凑 |
•在设计方面,虽然使用“倾斜的”太阳空间对所有加热住宿进行热缓冲是可能的和有利可图的,但在实践中,大多数设计仅限于缓冲主要生活区。
该空间中每个讲座的函数
1缓冲区空间
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太阳空间作为建筑内外之间的中间空间。通过有效地在建筑围护结构上增加另一层,太阳空间就像空腔墙内的空气一样成为热缓冲层。 太阳空间的另一个作用是保护外层不受风寒和雨水的影响——这一因素在北方和暴露的地区变得越来越重要。 |
2加热通风
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自然通风 热空气可以通过位于阳光空间顶部公共墙壁上的可打开的通风口流入相邻的空间。冷空气从生活空间通过较低的通风口返回,作为对流循环的一部分被加热。(“热虹吸管”) |
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机械通风 机械通风可以将预热通风的渗透延伸到不毗邻阳光空间的房屋区域。热量从阳光空间的上部收集,并通过管道吹到房子的其他区域。 |
3 .间接增益:热质量/储存壁
热量通过砖石公共墙传递到生活空间。 关于储物墙与阳光空间结合的有效性,目前意见不一。争论的焦点集中在冬季,这段时间墙的潜力最大,但同样是太阳辐射最扩散的时期。 需要考虑的其他限制是: |
4 .间接增益:远程蓄热
岩石商店 |
在实践中,岩石存储的性能相当好。然而,需要大量的岩石来储存相对较少的热能。例如,大约需要60吨的岩石来满足一个100平方米的太阳能空间加热系统的储存要求(2)
相变材料(PCM)
一种替代岩石储热的新方法是pcm。pcm的工作原理是将能量储存在从固体到液体的相变中——即熔化。(3)
pcm在球体(通常直径为75mm)或储存在罐中的圆柱体内凝固。PCM材料被选择在适合空间加热的特定温度下改变相(熔化和冻结)。
与破碎的岩石相比,浆料要求通常减少90%。
5通风大堂
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在其最小的形式下,阳光空间成为一个通风大厅。当门窗向外打开时,热量就流失了。通过提供足够的空间,在打开内门之前关闭外部的门,通风大厅的功能类似于一个气闸。 |
过热
夏天的遮阳棚很容易过热。该问题可以通过以下方法解决:
1阴影从太阳。
-屋顶悬垂或相邻百叶的外部遮阳。
-落叶树(但要注意,在某种程度上,没有叶子的树会继续遮荫。)
2通风日光空间通过日光空间的屋顶将可操作的通风口放置到外部。这些可以自动打开,并应与通风口在低层结合,以增强“堆栈效应”。
空气磁导率
•门窗周围的气密性应特别有效,以减少太阳空间的热量损失,当太阳空间的温度低于相邻的生活区。
控制
•如果没有提供自动通风口操作,建筑物用户需要充分意识到正确控制通风口的必要性。
•如果提供了自动控制,用户应该能够将其设置为所需的舒适水平。
太阳空间内的热质量
热质量的加入源于一个明确的设计决策:太阳空间主要作为缓冲空间,热质量延长了太阳空间内的加热周期。-太阳空间主要充当被动太阳能收集器,需要快速对流转移到生活空间,空气(而不是质量)需要快速加热。这一过程将通过使用光和反射材料来鼓励。
设计和施工
屋顶成为“阳光地带的
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不透明的屋顶 +提供绝缘 +提供了阴影 -限制生活区域的日光(虽然通风天窗可能是一个解决方案) |
玻璃屋顶 +太阳能增益优化 -在阴天和夜间增加热量损失 -容易过热 -容易漏水 -容易眩光 |
建设
•除非使用储物墙,否则温室的墙体应与建筑围护结构的其他墙体元素具有相同的热性能。
•共享墙内的所有玻璃都应采用高性能“Low E”双层玻璃
•阳光空间的玻璃至少应该是双层玻璃。o如屋面玻璃包括在内,应在太阳辐射最高的时候加以遮蔽
•为了获得最佳性能,侧翼的墙壁应该考虑到阳光空间。
太阳空间-使用和滥用
•太阳空间对用户使用不当特别敏感。如果使用正确,太阳空间将为节约能源做出重大贡献。然而,如果使用不当,它们同样会增加能源效率低下。
•告知用户太阳空间的作用是必要的。例如,坊间证据表明,有时日光浴空间非常受欢迎,以至于用户将其并入自己的生活空间——包括地毯和电风扇加热器。空间越“房间大小”,就越有可能被用作永久的(而不是偶尔的)额外居住区域。
•因此,一些设计师有意将阳光空间设计成占地面积最小的空间,以阻止它们被用作额外的房间。
•在进行预测建模时,可能被认为是明智的因素,一定程度上的“非理性”行为与使用太阳空间有关。
笔记
(1)“将一个装有大量直接增益双层玻璃的五人客厅餐厅与一个单层玻璃温室进行比较,其垂直和倾斜玻璃的综合面积是直接增益双层玻璃的两倍。”(凉爽气候中的太阳能建筑,科林·波蒂厄斯,2005年)
(2)澳大利亚温室办公室,2003年
(3)这种现象最常见的例子是冰融化形成液态水——冰在0℃时吸收大量能量将其转化为水,也是0℃时。相反,在同样的温度下,水释放出同样多的热量形成冰(即结冰)。
出版物
•凉爽气候下的太阳能建筑,波特斯与麦格雷戈,《地球扫描》,2005年
•可持续太阳能住房,黑斯廷斯和沃尔,地球扫描,2007年
•太阳能房子,加洛韦,建筑出版社,2004年
•《全屋书》,Borer和Harris, CAT, 2005
•EcoHouse 2,Roaf et al, Elsevier, 2003
进一步的信息
•BSRIA:建筑服务研究和信息协会(www.bsria.co.uk)
•CIBSE:特许建筑设备工程师协会(www.cibse.org)
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