知识点: 被动太阳房适宜性
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由测试结果可知,3种被动太阳房呈现不同类型的室内热环境变化特征,尽管通过全天太阳房室内空气温度对比发现,集热蓄热墙式太阳房优于其他2种太阳房,但学校建筑在使用上存在明显的间歇性,且不同类型建筑存在不同的热需求特征,室内全天温度并不能反映建筑使用期间的室内热环境状况。
3.3.1 西北乡域小学建筑分时分区热需求
调查测 试 建 筑 当 地 的 小 学 冬 季 作 息 模 式 为8∶00—12∶00(上午课程时间),12∶00—13∶30(午餐时间),13∶30—17∶00(下午课程时间)。依据作息时间表和小学建筑使用功能将西北乡域小学建筑划分为教室(昼间使用)、教师宿舍(全天使用)和食堂(午间使用)3种主要使用功能类型建筑。依据小学内人员室内活动状态,分为昼间学习状态、午间吃饭活动状态、夜间睡眠状态。
依据课题组前期研究小学生处于学习状态时需同时考虑学生学习效率以及热舒适性,冬季教室供暖温度取值为13~18 ℃。学生午间吃饭和教师昼间宿舍活动状态下供暖温度取值为16~18 ℃,教师夜间睡眠状态下温度取值为11~13 ℃。其中通过对当地的调查,22∶00—7∶00为教师睡眠时间段。综合上述分析,西北乡域小学建筑分时分区供暖需求见表2。
表 2西北乡域小学建筑分时分区供暖需求
3.3.2 被动太阳房适宜性
① 教室等昼间使用类建筑。通过3种被动太阳房昼间室内空气温度与教室供暖需求温度区间对比结果如图6所示。
从图6可以看出,直接受益窗式及集热蓄热墙式太阳房房间空气温度均呈较好的温度优势,二者温度较接近。由于直接受益窗式南向集热构件简单,造价低于集热蓄热墙式;同时考虑到教室还需要一定的采光性,直接受益窗式能够较好的满足。综合考虑室内热环境、经济性和采光性,昼间使用教室类功能建筑适宜选择南向大面积窗的直接受益窗式太阳房。
图 6 3种被动太阳房8∶00—17∶00时室内空气温度变化
②宿舍等全天使用类建筑。3 种被动太阳房全天室内空气温度变化如图7所示。
图 7 3种被动太阳房全天室内空气温度变化
从图7可以看出,通过3种被动太阳房室温对比发现,集热蓄热墙式对于满足教师宿舍等全天使用类建筑昼夜2种不同的热需求特征具有显著优势。但集热蓄热墙式太阳房昼间和夜间的室温均低于宿舍类建筑昼夜2个时间段的热需求区间,难以完全满足其供暖需求。其中昼间室温低是由于该地区当前测试设计条件下其集热量不足。夜间室温低是由于在午后16∶00左右温度骤降,因为室外温度低,太阳辐射明显降低,通风孔仍处于开启状态,在空气夹层内出现较大的热压差,存在明显的热损失。可通过合理的运行管理,关闭通风口减少热损失,使其具有较好的供暖效果。因此还需对集热蓄热墙式太阳房进行优化设计,改变室温变化特征满足分时分区供暖需求
。
③餐厅等午间的使用类建筑。本文仅考虑午间供暖需求时将阳光间内温度,整理12∶00—13∶30时间段内3种被动太阳房与附加阳光间内温度变化特征如图8所示。
图8 3种被动太阳房与阳光间内12∶00—13∶30空气温度对比
从图8可以看出,12∶00—13∶30时3种太阳房平均室温均低于16℃;阳光间内温度可较好地满足餐厅类建筑午间供暖需求。因此仅仅使用不足2h的餐厅午间使用类建筑可考虑采用阳光间;此外,温度日较小稳定的阳光间房间可考虑作为厨房、值班室等使用。
综上所述,3种被动太阳房营造出不同的室内热环境变化特征,在一定程度上能够满足小学建筑分时分区供暖需求,因此西北村镇小学建筑应用被动太阳房技术具备可行性。但是由于受室外气象条件、设计运行等因素影响,可基于不同使用功能类型建筑室内分时分区供暖需求对被动太阳房设计运行等进行优化,进一步完善优化被动太阳房技术在西北乡域小学建筑中的应用。同时考虑到雨雪天气等因素,仅采用被动太阳房形式难以满足整个采暖季的供暖需求,还可以通过增加主动式设备对室内供暖以期满足小学建筑供暖需求。
银川地区被动式太阳房节能效果的研究
https://ziliao.co188.com/p63322070.html
被动式太阳房热工设计
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