西北地区被动式太阳研究现状综述

西北地区被动式太阳研究现状综述

王首一1王芸萱1

1.河北工程大学建筑与艺术学院邯郸河北056000

摘要：随着时代的发展，绿色建筑已经逐渐步入大家的生活，也开始逐步得到大家的认可，节能减排作为我国的重要发展目标，如今有越来越多的设计师在设计初期开始首要考虑建筑的绿色构成部分。大家在初始接触的绿色建筑手法多为太阳能能源创造及被动式太阳能部分，在节能减排初期，太阳能的设计手法为日常生活带来了较为便利的生活空间。通过阅读大量文献，文章为中国西北地区被动式太阳能方面的文章进行综述。在我国西北地区，土地虽宽广辽阔，却很大部分都少有人烟，进而在国家进行太阳能设计设施推广之后，西北地区开始大范围进行太阳能建设，从而为西北能源及节能方面创造了非常深刻的意义。

关键词：被动式；主动式；太阳能；西北地区；综述

绪论

自1978年改革开放以来，中国的的工业生产到了一个快速的发展的过程，我国各地开始相继建成各种类主动式或被动式太阳房，主要利用太阳能优化冬季采暖和夏季制冷的优点进行能源的创建及运用，但由于主动式太阳房前期投入及后期使用过程中产生的维护费用较大，从而造成现如今的被动式太阳房的优势在居住建筑的方面逐渐凸显出来，而主动式太阳房却多出现于了公共建筑设计之中。

1研究意义

我国西北地区远离海洋，当地自然气候是最典型的冬季漫长且长期严寒干旱。一直以来，西北所建的居民住宅多是通过厚重的围护结构、缩小房间的体积和增加或减少开窗的面积等设计手段来维持冬季的室内热度，这一系列的传统建造经验，在西北地区可以起到抵挡严寒环境的作用，但其中也导致了当地建筑的功能不佳以及室内的光照强度较差，再加上室内空气质量的恶化等系列问题。通过文献得到关于如今已有的能源中，面对长时间的可持续利用能源以及均衡的利用经济的发展与环境保护两者之间的相互矛盾，也是现在我国正在面临的一项较为重要的发展过程中所呈现出来的问题。所以，就建筑这一行业而言，如何去降低建筑其本身的能源消耗比重，也是缓解我国如今经济发展给环境形成的压力的一项重要的措施。

2研究对象

（1）研究区域

本文主要研究范围在中国的西北地区。我国西北地区，为中国七大地理分区之一。包括了陕西省、甘肃省、青海省、宁夏自治区及新疆自治区。而行政区划上的西北地区包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏自治区、新疆自治区等和内蒙古自治区的最西部。自然区划上的西北地区是指大兴安岭以西，昆仑山一阿尔金山、祁连山以北的广大地区。我国西北地区荒漠广布，人口密度小，与推出的太阳能使用技术设计相结合，正好可以为我国西北地区开发出大面积的太阳能实验基地与使用经验，从而为我国的太阳能领域做出了较大的贡献。

（2）太阳能设计

前期通过大量的文献整理得出，现如今太阳能设计已经应用于建筑中的主要是由两种形式，分别是被动式太阳能技术和主动式太阳能技术。被动式太阳能技术主要是通过对建筑物的自身的朝向、自身的结构以及建筑自身的材料选取等几个方面，从而来达到一种合理利用太阳能的根本目的。而另一种所说的主动式太阳能技术，却主要是指采用了相对现代化的设备对已经产生的太阳能能源进行吸收利用，也就是进行后期的自主消耗，如今应用比较广泛的太阳能热水器就是属于主动式太阳能技术的产品之一。

（3）被动式太阳能技术

被动式太阳能技术主要是由下列几种手发来使设计的建筑可以合理的利用太阳能所吸收的辐射，再分别为对各个建筑的朝向以及建筑周边的相关建筑进行一个合理的布置、建筑自身材料的合理选择，以及对建筑外部的形势与内部结构的一个合理的设计。通常来说，普通的住宅建筑是可以通过合理利用被动式太阳能技术，进而使其自身不需要其他设备就能达到一个有效的蓄热的保温的作用。这可以从对太阳能的利用形式上，可以分为太阳能的直接收益式、附加阳光间式、集热蓄热墙式以及组合式这四种方式。

3国内外研究现状

（1）国内现状

写文章之初，通过阅读查阅了大量的文献资源可得出，在我国西北这一地域，其中蕴含着大量的太阳能能源，太阳能能源是降低使用建筑商品的能耗且提高建筑居住品质的宝贵资源。但如今我国对于太阳能这一技术其实相对较为薄弱，尤其是在应用到建筑领域的理论基础上时还是相对外国来说更是差距较大，并且在如今的真正的实际建造环节中，大多数还是处于一个初步的实验性的阶段，并未真正投入大范围的使用中来。

但是，随着我国现在的城镇化程度的连续性的提高以及城市环境压力的不断加大，被动式太阳能以及主动式太阳能这一绿色技术手法已经在建筑设计的领域应用呼声随之越来越高。

（2）国外现状

国外的相对发达国家，例如欧洲各国、美国等关于在建筑设计里利用太阳能的问题，进行的理论以及实践的研究都取得了相对成熟的成果。

首先，他们从从建筑设计初期及其一开始提出理论的时候，分别从各个角度，都对被动式太阳能的建筑设计的原理以及各种手法进行了相对细致及全面的研究；其次，设计者会从各种试验、各方面的测试以及多种软件模拟的角度，分别对各个具体的被动式太阳能设计策略进行具体的细致的研究；第三，研究者从建筑技术的角度，对各个建筑部位的材料保温、材料的蓄热性能，以及新品种材料的开发与应用分别进行多种研究；最后，结合上述的研究结果，再从具体案例角度，对设计的案例所采用到的被动式太阳能设计手法进行分析研究，从而得到一个具体而又准备的数据。

所以，在国外，对建筑应用被动式太阳能所利用到的研究开展的较早，从初始概念到后期的个别案例，从简单的实验到后期的实际测量还有计算机模拟方面做的相关研究，都已经取得了一个相当不错的成果。

4被动式太阳能技术在西北地区的设计

我国西北地区对被动式太阳能资源的利用，考虑到西北地区的主要气候因素特点。如常年温差较大，春季和秋季较短，冬季气候寒冷且时间段较长，冬季温度较低，再加上西北地区的春季和夏季刮风的天数较多，得出了设计时需要考虑地区性，从而要加入较好的采光系统。相对全国范围内的各大地区而言，我国的西北地区日照时间较长，太阳辐射较强，每年的平均太阳能日照辐射量估计值在5000~6500MJ/m2·a之间，是紧次于青藏高原的地区，从而，是一个使用及普及被动式太阳能技术应用的非常理想的地区。西北地区的夏季和秋季天数虽然较短，但温度持续较高，且一年的降雨量较少，在进行被动式太阳能设计时，我们还需要考虑夏季秋季时期，天气炎热时的制冷的需求。

5结论

通过文献得出，太阳辐射能是当前人们所熟知的一种取之不尽，用之不竭，无污染且价廉的能源。与此同时，它也是一种既有低能流密度且仅能间歇利用的循环再生能源。在建筑中如果利用太阳能能源进行采暖，不但可以提高和改善冬季室内的热环境质量，还可以节约常规的能源。现如今，保护生态环境是一项利国利民、促进人类可持续发展的“绿色”技术。被动式太阳能建筑的设计、推广及高效合理的应用，对我国建立“节约型社会”起着重大的推动作用。

而在广泛应用的西北地区，随着太阳能的普遍及广泛的应用，越来越多的人开始了解且使用太阳能。在不止使用太阳能进行加热的前提下，对太阳能进行可循环性的蓄热、供冷、能源储蓄等方面的应用也显得越加重要。对于西北地区的建筑设计而言，广阔的地区和大面积无法耕种的土地，可以考虑多方面运用太阳能的多方面应用性，使无论是土地还是太阳能都能拥有更加多范围和多功能的使用率，从而尽量减少各项资源的浪费。希望在未来随着我国建筑领域相关技术的不断发展和不断的成熟技术扩大，被动式太阳能这项可持续发展的技术会在国内发挥越来越大的作用。

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