5.2.1 建筑采暖方式應根據采暖氣候分區(qū)、太陽能利用效率和房間熱環(huán)境設計指標,按表5.2.1進行選用。
表5.2.1 建筑采暖方式

5.2.2 采暖方式應根據建筑結構、房間使用性質、造價,選擇適宜的單項或組合采暖方式。以白天使用為主的房間,宜選用直接受益窗式或附加陽光間式;以夜間使用為主的房間,宜選用具有較大蓄熱能力的集熱蓄熱墻式和蓄熱屋頂式。
5.2.3 直接受益窗設計應符合下列規(guī)定:
1 應對建筑的得熱與失熱進行熱工計算,合理確定窗洞口面積,南向集熱窗的窗墻面積宜為50%;
2 窗戶的熱工性能應優(yōu)于國家現行有關建筑節(jié)能設計標準的規(guī)定。
5.2.4 集熱蓄熱墻設計應符合下列規(guī)定:
1 集熱蓄熱墻的組成材料應有較大的熱容量和導熱系數,并應確定其合理厚度;
2 集熱蓄熱墻向陽面外側應安裝玻璃或透明材料,并應與集熱蓄熱墻向陽面保持100mm以上的距離;
3 集熱蓄熱墻向陽面應選擇太陽輻射吸收系數大、耐久性能強的表面涂層進行涂覆;
4 透光和保溫裝置的外露邊框構造應堅固耐用、密封性好;
5 應根據建筑熱工計算或南墻條件確定集熱蓄熱墻的形式和面積;
6 集熱蓄熱墻應設置對流風口,對流風口上應設置可自動或者便于關閉的保溫風門,并宜設置風門逆止閥;
7 宜利用建筑結構構件作為集熱蓄熱體;
8 應設置防止夏季室內過熱的排氣口。
5.2.5 附加陽光間設計應符合下列規(guī)定:
1 附加陽光間應設置在南向或南偏東至南偏西夾角不大于30°范圍內的墻外側;
2 附加陽光間與采暖房間之間公共墻上的開孔位置應有利于空氣熱循環(huán),并應方便開啟和嚴密關閉,開孔率宜大于15%;
3 采光窗宜設置活動遮陽設施;
4 附加陽光間內地面和墻面宜采用深色表面;
5 應合理確定透光蓋板的層數,并應設置夜間保溫措施;
6 附加陽光間應設置夏季降溫用排風口。
5.2.6 蓄熱屋頂設計應符合下列規(guī)定:
1 蓄熱屋頂保溫蓋板宜采用輕質、防水、耐候性強的保溫構件;
2 蓄熱屋頂蓋板應根據房間溫度、蓄熱介質(水等)溫度和室外太陽輻射照度進行靈活調節(jié)和啟閉;
3 保溫板下方放置蓄熱體的空間凈高宜為200mm~300mm;
4 蓄熱屋頂應有良好的保溫性能,并應符合國家現行有關建筑節(jié)能設計標準的規(guī)定。
5.2.7 對流環(huán)路設計應符合下列規(guī)定:
1 集熱器安裝位置應低于蓄熱體,集熱器背面應設置保溫材料;
2 蓄熱材料應選用重質材料,蓄熱體接受集熱器空氣流的表面面積宜為集熱器面積的50%~75%;
3 集熱器應設置防止空氣反向流動的逆止風門。
5.2.8 蓄熱體設計應符合下列規(guī)定:
1 應采用能抑制室溫波動、成本低、比熱容大、性能穩(wěn)定、無毒、無害、吸熱放熱能力強的材料作為建筑蓄熱體;
2 蓄熱體應布置在能直接接收陽光照射的位置,蓄熱地面、墻面內表面不宜鋪設地毯、掛毯等隔熱材料;
3 蓄熱體的厚度和質量應根據建筑整體的熱平衡計算確定;蓄熱體的面積宜為集熱面積的(3~5)倍。
條文說明
5.2.1 五種太陽能系統(tǒng)的集熱形式、特點和適用范圍見表5。
表5 被動式太陽能建筑基本集熱方式及特點



5.2.2 這幾種基本集熱方式具有各自的特點和適用性,對起居室(堂屋)等主要在白天使用的房間,為保證白天的用熱環(huán)境,宜選用直接受益窗或附加陽光間。對于以夜間使用為主的房間(臥室等),宜選用具有較大蓄熱能力的集熱蓄熱墻。常用的蓄熱材料分為建筑類材料和相變類化學材料。建筑類蓄熱材料包括土、石、磚及混凝土砌塊,室內家具(木、纖維板等)也可作為蓄熱材料,其性能見表1。水的比熱容大,且無毒、價廉,是最佳的顯熱蓄熱材料,但需有容器。鵝卵石、混凝土、磚等蓄熱材料的比熱容比水小得多,因此在蓄熱量相同的條件下,所需體積就要大得多,但這些材料可以作為建筑構件,不需額外容器。在建筑設計中選用太陽能集熱方式時,還應根據建筑的使用功能、技術及經濟的可行性來確定。
5.2.3 為了獲得更多的太陽輻射,南向集熱窗的面積應盡可能大,但同時需要避免產生過熱現象及減少外窗的傳熱損失,要確定合理的窗口面積,同時做好夜間保溫。
能耗軟件動態(tài)模擬結果表明,隨著窗墻比的增大,采暖能耗逐漸降低。當南向集熱窗的窗墻面積比大于50%后,單位建筑面積采暖能耗量的減少將趨于穩(wěn)定,但隨著窗戶面積的增大,通過窗戶散失的熱量也會增大,因此,規(guī)定南向集熱窗的窗墻面積比取50%較為合適。
5.2.4 集熱蓄熱墻是在玻璃與它所供暖的房間之間設置蓄熱體。與直接受益窗比較,由于其良好的蓄熱能力,室內的溫度波動較小,熱舒適性較好。但是集熱蓄熱墻系統(tǒng)構造較復雜,系統(tǒng)效率取決于集熱蓄熱墻的蓄熱能力、是否設置通風口以及外表面的玻璃性能。經過分析計算,在總輻射強度大于300W/m2時,有通風孔的實體墻式效率最高,其效率較無通風孔的實體墻式高出一倍以上。集熱效率的大小隨風口面積與空氣間層截面面積的比值的增大略有增加,適宜比值為0.80左右。集熱蓄熱墻表面的玻璃應具有良好的透光性和保溫性。
5.2.5 附加陽光間增加了地面部分為蓄熱體,同時減少了溫度波動和眩光。當共用墻上的開孔率大于15%時,附加陽光間內的可利用熱量可通過空氣自然循環(huán)進入采暖房間。采用附加陽光間集熱時,應根據設定的太陽能節(jié)能率確定集熱負荷系數,選取合理的玻璃層數和夜間保溫裝置。陽光間進深加大,將會減少進入室內的熱量,熱損失增加。
5.2.6 蓄熱屋頂兼有冬季采暖和夏季降溫兩種功能,適合冬季不甚寒冷,而夏季較熱的地區(qū)。用裝滿水的密封塑料袋作為蓄熱體,置于屋頂頂棚之上,其上設置可水平推拉開閉的保溫板。冬季白天晴天時,將保溫板敞開,水袋充分吸收太陽輻射熱,其所蓄熱量通過輻射和對流傳至下面房間。夜間則關閉保溫板,阻止向外的熱損失。夏季保溫板啟閉情況則與冬季相反。白天關閉保溫板,隔絕陽光及室外熱空氣,同時水袋吸收房間內的熱量,降低室內溫度,夜晚則打開保溫板,使水袋冷卻。保溫板還可根據房間溫度、水袋內水溫和太陽輻照度,實現自動調節(jié)啟閉。
5.2.7 對流環(huán)路板的傳熱系數宜小于2;蓄熱材料多為石塊,石塊的最佳尺寸取決于石床的深度,蓄熱體接受集熱器空氣流的橫斷面面積宜為集熱器面積的50%~75%;在集熱器中設置防止空氣反向流動的逆止風門或者集熱器安裝位置低于蓄熱體的位置都能有效防止空氣反向氣流。
5.2.8 在利用太陽能采暖的房間中,為了營造良好的室內熱環(huán)境,可采用磚、石、密實混凝土、水體或相變蓄熱材料作為建筑蓄熱體。蓄熱體可按以下原則設置:
1)設置足夠的蓄熱體,防止室內溫度波動過大。
2)蓄熱體應盡量布置在能受陽光直接照射的地方。參考國外的經驗,單位集熱蓄熱墻面積,宜設置(3~5)倍面積的蓄熱體。如采用直接受益窗系統(tǒng)時,包括地面在內,最好蓄熱體的表面積在室內總面積的50%以上。


采暖通風與空氣調節(jié)工
