厦门市建筑外立面装饰装修管理规定 2013年 众智建筑资源
第五章　附加设备与附加设施
第二十三条　本规定所称附加设备包括空调设备、太阳能设备、空气能设备等附加在建筑外立面上的设备；附加设施是指设置在建筑外立面上，用于封闭、防盗、防护、晾晒、遮阳和摆设饰品、安装附加设备等的构配件。
第二十四条　附加设备、附加设施的设置应当便于安装、清洁、维护和局部更换，与建筑物有可靠连接，满足安全要求并符合相关市容环境管理规定。
第二十五条　附加设备、附加设施不得占用人行道和建筑物内的出入口、过道、楼梯等共用部位以及其他用于安全疏散和施救的通道。
　　沿道路、公共通道两侧和公共活动场地周边的建筑外立面设置安装附加设施的，附加设施的底部距地面高度不小于2.5米。
第二十六条　附加设施安装面应当坚固结实，具有足够的承载能力。安装面强度不符合要求的，应当采取相应的加固、支撑或者减震措施。
第二十七条　新建住宅和未使用集中式空调系统的新建公共建筑，应当统一设计设置专门用于安装空调设备的座板（以下称空调设备座板）和空调冷凝水排水管道或者接纳空调冷凝水的阳台排水系统（以下统称空调冷凝水排水管道）。
　　空调设备座板的数量和尺寸应当与房间数量和房屋面积相匹配。
第二十八条　已经统一设置空调设备位置的，应当将空调设备安装在所设置的位置上。
　　已经设置空调冷凝水排水管道的，应当将空调冷凝水排入空调冷凝水排水管道。不得将空调冷凝水直接排放到临街一侧的建筑物外墙面和室外地面上。
第二十九条　新建建筑采用太阳能、空气能等附加设备的，设计单位应当在设计文件中设计并标注附加设备安装的位置，施工单位应当按照设计文件进行施工。
　　设计设置附加设备位置应当兼顾设备安装、维护、通风、排水等内容及其对建筑外观、周围环境的影响。
第三十条　建筑外立面需要安装防盗防护设施的，不得超出建筑物外墙设置，并符合消防安全的相关要求。
第三十一条　本市主次干道两侧的新建高层建筑，临街一侧的阳台应当设计为封闭形式。
　　既有建筑在装修过程中需要封闭阳台的，不得超出栏板（杆）设置。
第三十二条　对在本市主次干道和主要道路两侧建筑外立面上安装空调设备、防盗防护设施等附加设备、附加设施以及封闭阳台的具体要求，应当纳入本市城市容貌标准。建筑外立面附加设备、附加设施的所有人、使用人应当按照本市城市容貌标准的要求，进行建筑外立面装饰装修。
第三十三条　物业管理区域内的业主大会制定的管理规约或者开发建设单位制定的临时管理规约，应当对空调设备、防盗防护设施等附加设备、附加设施的安装以及阳台封闭进行统一规定。
　　市建设行政主管部门应当加强对建筑外立面装饰装修行为的管理，并制定管理规约、临时管理规约的示范文本，将有关建筑外立面装饰装修的具体要求纳入其中。
　　物业服务企业依法督促有关管理规约、临时管理规约的实施。
第三十四条　阳台、露台、外走廊等部位使用玻璃栏板的，应当使用安全玻璃，并采取防止玻璃爆裂、脱落措施；不得使用直接以玻璃作为主要受力构件的插夹式悬臂玻璃栏板和外挂式的玻璃栏板。
第三十五条　在阳台、外窗窗台原设计具有花槽、花台等专用设施摆设花盆等饰品的，应当处理好安全、排水等问题；不得在无专用设施的阳台栏板、外窗窗台外侧摆设花盆等饰品。
第三十六条　新建、改建、扩建建筑的外立面管线及箱柜应当保持整洁、美观。
第三十七条　标志性建筑、重要区域的建筑和其他对城市夜景影响较大的建筑的夜景灯光，应当与建筑物同步设计、同步施工、同步验收。
　　在建筑外立面设置大型灯具，应当符合美观、整洁、环保的要求，并配备防水、防火、防风、防漏电、防爆等保护措施，保证设置牢固和使用安全。
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&特种设备重大危险源辨识
天津市地方标准
DB12/382－2008
特种设备重大危险源辨识
Identification of major hazard special equipments
2008－06－25发布&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2008－10－01实施
天津市质量技术监督局&发布
本标准依据GB/T1.1－2000的编制要求制定。
本标准的附录A为规范性附录。
本标准由天津市特种设备监督检验技术研究院和天津市质量技术监督局提出。
本标准起草单位：天津市特种设备监督检验技术研究院、天津市质量技术监督局。
本标准的主要起草人：杨振林、王泽军、牛卫飞、刘宏臣、孙书成、刘方亭、金功成、王建昌、辛志学。
特种设备重大危险源辨识
本标准规定了特种设备重大危险源的术语、辨识单元的确定、辨识方法。
本标准适用于《特种设备安全监察条例》规定范围内在用特种设备的重大危险源辨识。
本标准不适用于下列特种设备：
a）未取得许可或者超出许可范围设计、
b）国家已经明确要求进行监督检验但未进行监督检验的特种设备；
c）检验结论为停止运行、不合格，或者根据检验结论不能继续使用的特种设备；
d）改造、维修过程中的特种设备；
e）已经报停的特种设备；
f）单个使用的气瓶。
2&规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励使用本标准的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 1576&工业锅炉水质
GB 8408&游艺机和游乐设施安全
GB/T &&& 医用高压氧舱
GB/T &&& 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量
GB 13591&溶解乙炔充装规定
GB 14193&液化气体气瓶充装规定
GB 14194&永久气体气瓶充装规定
GB 17264&永久气体气瓶充装站安全技术条件
GB 17265&液化气体气瓶充装站安全技术条件
GB 17266&溶解乙炔气瓶充装站安全技术条件
GB 17267&液化石油气充装站安全技术条件
GB/T &&& 医用氧气加压舱
GB 50016&建筑设计防火规范
GB 50160&石油化工企业设计防火规范
DL 612&电力工业锅炉压力容器监察规程
DL 647&电力工业锅炉压力容器检验规程
HG 20660&压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类
蹦极安全技术要求（试行），国质检锅[号
厂内机动车辆监督检验规程
电梯监督检验规程
锅炉定期检验规则
锅炉房安全管理规则
《锅炉房安全管理规则》实施细则，津劳锅[号
锅炉水处理监督管理规则
锅炉压力容器使用登记管理办法
机电类特种设备制造许可规则（试行），国质检锅[号
客运架空索道监督检验规程（试行），国质检锅[号
起重机械监督检验规程
气瓶安全监察规程
气瓶安全监察规定
热水锅炉安全技术监察规程
施工升降机监督检验规程
特种设备安全监察条例
特种设备注册登记与使用管理规则
压力管道安装单位资格认可实施细则
压力管道使用登记管理规则（试行），国质检锅[号
压力容器安全技术监察规程
压力容器定期检验规则
液化气体汽车罐车安全监察规程
液压电梯监督检验规程（试行），国质检锅[号
医用氧舱安全管理规定
游乐设施安全技术监察规程（试行），国质检锅[2003]34号
游乐设施监督检验规程（试行），国质检锅[号
游乐园管理规定
有机热载体炉安全技术监察规程
杂物电梯监督检验规程
在用工业管道定期检验规程（试行），国质检锅[号
蒸汽锅炉安全技术监察规程
自动扶梯和自动人行道监督检验规程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
辨识单元&identification unit
进行重大危险源辨识的单台特种设备、特种设备集群或气瓶充装单位。
特种设备重大危险源&major hazard special equipment
可能导致严重人员伤亡、财产损失和环境破坏的特种设备辨识单元。
辨识指数&identification index
用于确定辨识单元危险程度的量化指标。
特种设备集群&special equipment group
集中布置且属于同一生产装置或存储区的压力容器、压力管道集群。
集群辨识&group identification
对特种设备集群所进行的重大危险源识别过程。
直接作业人员&immediacy operation personnel
指特种设备辨识单元的操控人员、运行过程中的现场维护人员。
周边区域&periphery region
特种设备辨识单元发生事故时可能导致人员死亡的区域。对锅炉、压力容器一般取为以被辨识设备为中心半径为250m的圆形区域；对压力管道一般取为管道两侧各50m的区域；对电梯、游乐设施和客运索道，指乘客区域；对起重机械指起重臂或起重桥架经常扫掠的区域；对厂（场）内机动车辆，指车辆经常活动的区域。
周边人员&periphery personnel
周边区域内除直接作业人员之外的其它人员。
4 辨识单元的确定
特种设备重大危险源以辨识单元为单位进行辨识，辨识单元的确定方法为：
a）每台锅炉为一个辨识单元；
b）每台压力容器为一个辨识单元；每个气瓶充装单位为一个辨识单元；连接在一起集中使用的气瓶组（下称集束气瓶装置）为一个辨识单元；
c）每个压力管道登记单元为一个辨识单元；
d）每台（套）电梯、起重机械、厂（场）内机动车辆、大型游乐设施、客运索道为一个辨识单元；
e）每个特种设备集群为一个集群辨识单元。
5 辨识方法
采用辨识指数法对特种设备辨识单元进行重大危险源辨识。特种设备辨识单元的辨识指数大于等于350的，评定为特种设备重大危险源。
特种设备辨识单元的辨识指数H为：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（1）
式中：S&&辨识基数，由基本值和附加值相加得到，取值见表1～表4；当辨识单元满足两项或更多的附加值条件时，应将附加分值累加；
K1&&设备发生事故后直接作业人员致亡因子，取值见表5；
K2&&设备发生事故后周边人员致亡因子，取值见表6；
K3&&设备发生事故后直接经济损失和环境破坏因子，取值见表7；
K4&&设备失效率因子，取值见表8；
K5&&设备安全管理水平因子，通过安全检查评分得出，各类辨识单元的安全检查表见表9～表17。
对特种设备集群，除了以单台设备为辨识单元进行辨识外，还应进行集群辨识。集群辨识中辨识基数、K4和K5取各单台辨识单元的最大值，K1～K3则应按照设备集群确定。
表1～表4、表9～表17所涉及的相关标准和法规按照辨识单元分类汇总参见附录A。
表1 锅炉辨识基数S
表2 压力容器辨识基数S
压力容器种类
气瓶充装单位
充装易燃、助燃或毒性程度为中等危害及以上介质的+5。
氧气加压舱或大型舱+5。
集束气瓶装置
气瓶数量&100只或为大型客运汽车提供燃料的+5；用于向住宅小区提供燃气的+10。
1) P为最高工作压力，单位为MPa；V为几何容积，单位为m3；对多腔压力容器，当各腔的参数均满足《压力容器安全技术监察规程》第2条的条件时，P&V值取各腔单独计算值的和，若仅一个腔体满足条件，仅计算这个腔体的P&V值，但因介质易燃、毒性所需的附加值应当按照可燃或毒性程度较高的介质选取。
表3 压力管道辨识基数S
管道种类和级别
表4 机电类特种设备辨识基数S
设备等级和类型
表5 K1取值表
直接作业人员致亡数量（人）
表6 K2取值表
周边人员致亡数量（人）
表7 K3取值表
直接经济损失与环境破坏损失W（万元）
100&W&1000
1000&W&5000
5000&W&10000
表8 K4取值表
设备使用年数N（年）
注：对气瓶充装单位，K4按照气体充装系统中使用年数最多的压力容器、压力管道选取。
表9 锅炉安全检查表
表9 （续）
表10 压力容器安全检查表
最高工作压力
是否及时、准确填写运行记录
未及时、准确填写记录加3分
K5=20+总分/4
表11 压力管道安全检查表
长度&&&& &&&&&&m ；直径&&&&&&&&&&mm；厚度&&&&&& mm
设备是否依法注册登记；设备使用证是否在有效期内
未注册登记加4分；使用证过期加2分
是否建立设备档案；是否齐全并保存良好
未建立设备档案加3分；档案资料不齐全加2分
是否进行各项法定检验；检验结论定级状况
未进行法定检验加12分，不在法定检验有效期内加8分；全面检验安全状况等级为3级4分；在线检验结论为&监控运行&的加3分
是否及时、准确填写运行记录；是否存在超参数运行状况
无记录加3分，记录不及时或不齐全、不准确加2分；存在超参数运行状况加1分
安全管理人员和设备作业人员是否持有有效证件
每发现1人无证上岗或持过期证件上岗加2分
易燃、有毒介质管道是否具备带压堵漏工具材料
不具备带压堵漏工具、材料加8分
K5=20+总分/4
表12 气瓶充装单位安全检查表
法定代表人
充装介质类别
充装证书编号
充装介质名称
设备是否依法注册登记；设备使用证是否在有效期内
未注册登记加4分；使用证过期加2分
是否建立气瓶档案；信息录入是否齐全、完整
未建立气瓶档案加4分；信息录入不齐全加2分
充装设备、仪器仪表是否通过各项法定检验
每项/次未进行法定检验加4分
质量管理体系文件是否完整有效，且切实遵照执行
体系文件不完整，实际运行不落实加8分
管理和作业人员是否持有有效证件，且数量、项目是否符合要求
每发现一人无证上岗或持过期证件上岗加3分；数量、项目每缺一项加3分
是否及时、准确填写充装记录
未及时、准确填写记录加2分
K5=20+总分/4
表13 电梯安全检查表
设备是否依法注册登记；设备使用证是否在有效期内
未注册登记加4分；使用证过期加2分
是否建立设备档案；是否齐全并保存良好
未建立设备档案加4分；档案资料不齐全加2分
是否进行各项法定检验；检验中发现的问题是否整改
未进行法定检验加16分；1项/次问题未彻底整改加4分
是否按规定进行设备自检和日常维护保养并有记录
未进行自检和日常维保加16分；自检和维保有缺陷加6分
安全管理人员和设备作业人员是否持有有效证件
每发现1人无证上岗或持过期证件上岗加2分
安全注意事项和警示标志是否置于显著位置
无安全注意事项和安全警示标志加2分
是否订立有合法、有效的维保合同
未订立有合法、有效的维保合同加8分，合同有缺陷加4分
K5=20+总分/4
表14 起重机械安全检查表
设备是否依法注册登记；设备使用证是否在有效期内
未注册登记加4分；使用证过期加2分
是否建立设备档案；是否齐全并保存良好
未建立设备档案加4分；档案资料不齐全加2分
是否进行各项法定检验；检验中发现的问题是否整改
未进行法定检验加12分；1项/次问题未彻底整改加4分
是否按规定进行设备自检和日常维护保养并有记录
未进行自检和日常维保加8分；自检和维保有缺陷加4分
是否按规定办理告知手续，维修过程中材料、焊接、工艺、无损检测、检验验收是否符合规程要求
未办理告知手续加2分；材料、焊接、工艺、无损检测、检验验收每有一项不符合要求加1分
安全管理人员和设备作业人员是否持有有效证件
每发现1人无证上岗或持过期证件上岗加3分
K5=20+总分/4
表15 客运索道安全检查表
设备是否依法注册登记；设备使用证是否在有效期内
未注册登记加2分；使用证过期加2分
是否建立设备档案；是否齐全并保存良好
未建立设备档案加4分；档案资料不齐全加2分
是否进行各项法定检验；检验中发现的问题是否整改
未进行法定检验加10分；1项/次问题未彻底整改加2分
是否按规定进行设备自检和日常维护保养并有记录
未进行自检和日常维保加8分；自检和维保有缺陷加4分
安全管理人员和设备作业人员是否持有有效证件
每发现1人无证上岗或持过期证件上岗加3分
K5=20+总分/4
表16 游乐设施安全检查表
设备是否依法注册登记；设备使用证是否在有效期内
未注册登记加4分；使用证过期加2分
是否建立设备档案；是否齐全并保存良好
未建立设备档案加4分；档案资料不齐全加2分
是否进行各项法定检验；检验中发现的问题是否整改
未进行法定检验加12分；1项/次问题未彻底整改加4分
是否按规定进行设备自检和日常维护保养并有记录
未进行自检和日常维保加8分；自检和维保有缺陷加4分
安全管理人员和设备作业人员是否持有有效证件
每发现1人无证上岗或持过期证件上岗加3分
是否按规定办理告知手续，维修过程中材料、焊接、工艺、无损检测、检验验收是否符合规程要求
未办理告知手续加2分；材料、焊接、工艺、无损检测、检验验收每有一项不符合要求加1分
安全警示标志
进出站口是否设乘客安全须知和上下车线等安全标志
无乘客安全须知和安全警示标志加4分
K5=20+总分/4
表17 厂（场）内机动车辆安全检查表
设备是否依法注册登记并取得有效车辆牌照
未注册登记并取得有效牌照加4分
是否建立设备档案；是否齐全并保存良好
未建立设备档案加4分；档案资料不齐全加2分
是否进行各项法定检验；检验中发现的问题是否整改
未进行法定检验加10分；1项/次问题未彻底整改加4分
是否按规定进行设备自检和日常维护保养并有记录
未进行自检和日常维保加8分；自检和维保有缺陷加4分
安全管理人员和设备作业人员是否持有有效证件
每发现1人无证上岗或持过期证件上岗加3分
K5=20+总分/4
（规范性附录）
相关标准和法规
GB 1576&工业锅炉水质
&火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量
DL 612&电力工业锅炉压力容器监察规程
DL 647&电力工业锅炉压力容器检验规程
锅炉定期检验规则
锅炉房安全管理规则
《锅炉房安全管理规则》实施细则，津劳锅[号
锅炉水处理监督管理规则
锅炉压力容器使用登记管理办法
热水锅炉安全技术监察规程
有机热载体炉安全技术监察规程
蒸汽锅炉安全技术监察规程
A.2 压力容器（含气瓶）
GB/T &医用高压氧舱
GB 13591&溶解乙炔充装规定
GB 14193&液化气体气瓶充装规定
GB 14194&永久气体气瓶充装规定
GB 17264&永久气体气瓶充装站安全技术条件
GB 17265&液化气体气瓶充装站安全技术条件
GB 17266&溶解乙炔气瓶充装站安全技术条件
GB 17267&液化石油气充装站安全技术条件
GB/T &医用氧气加压舱
GB 50160&石油化工企业设计防火规范
DL 612&电力工业锅炉压力容器监察规程
DL 647&电力工业锅炉压力容器检验规程
HG 20660&压力容器中化学介质危险程度分类
锅炉压力容器使用登记管理办法
气瓶安全监察规程
气瓶安全监察规定
压力容器安全技术监察规程
压力容器定期检验规则
液化气体汽车罐车安全监察规程
医用氧舱安全管理规定
A.3 压力管道
GB 50016&建筑设计防火规范
HG 20660&压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类
压力管道安装单位资格认可实施细则
压力管道使用登记管理规则（试行），国质检锅[号
在用工业管道定期检验规程（试行），国质检锅[号
电梯监督检验规程
液压电梯监督检验规程（试行），国质检锅[号
杂物电梯监督检验规程
自动扶梯和自动人行道监督检验规程
A.5 起重机械
起重机械监督检验规程
施工升降机监督检验规程
A.6 客运索道
客运架空索道监督检验规程（试行），国质检锅[号
A.7 游乐设施
GB 8408&游艺机和游乐设施安全
蹦极安全技术要求（试行），国质检锅[号
游乐设施安全技术监察规程（试行），国质检锅[2003]34号
游乐设施监督检验规程（试行），国质检锅[号
游乐园管理规定
A.8 厂（场）内机动车辆
厂内机动车辆监督检验规程
A.9 机电类特种设备通用
GB 50016&建筑设计防火规范
机电类特种设备制造许可规则（试行），国质检锅[号
特种设备注册登记与使用管理规则
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电话：022- 邮编：300457
传真：022-小区太阳能设施成摆设 不愿付安装费无一户使用 - 土巴兔新闻中心
小区太阳能设施成摆设 不愿付安装费无一户使用
17:35:52&&来源：杭州网
　　冬天怎么能没热水?天寒地冻，睡觉前泡个脚洗个热水澡，成了很多人辛苦一天后最惬意的享受。眼看文溪鼎园的新房子工作慢慢收尾，陆女士(化名)就琢磨着利用起房顶上安装的太阳能，问完物业找厂家，又向开发商协商，沟通一圈后被告知如果要使用太阳能热水器，还需另买水箱、控制器等部件，加上安装费用，林林总总需要花上5000元。　　　　当初开发商响应住建委政策，在建造房屋时安装了太阳能热水器，可陆女士质疑为什么只“安装了一半”?这让陆女士无法接受。　　小区太阳能热水器成摆设　　已入住百余户无一户使用　　文溪鼎园于今年1月全部交付完毕，其中有7幢毛坯房交付于日，是7楼高的多层住宅，远眺屋顶，上面安装了整整齐齐一排排太阳能热水器。　　太阳能热水器作为节能减排的新能源产品，与建筑一体化设计本是利民的好事，可在小区里，楼顶的太阳能热水器却成了摆设。小区绿城物业有限公司项目经理张蕾介绍，由于小区刚交付，从今年六七月份开始陆陆续续有业主装修好房子，目前这7幢多层住宅有100多户人家已入住，可太阳能热水器却无人使用，“至今没有一户人家使用，目前只有3幢一位打算出租房子的业主来咨询过。”　　业主对太阳能热水器有重重顾虑，张蕾解释，首先，由于这几幢毛坯房可利用的屋顶面积有限，不可能每家每户安装，因此基本上是六七户，甚至十多户人家共用一个太阳能热水器，很多业主担心，人一多，太阳能热水器的热量不足以支撑，另外，逢下雨天或阴天等没有太阳的日子，尤其是入了冬，没有热水根本不行，热量不够，还得再用辅助加热。　　其次，张蕾表示，小区的太阳能热水器虽可以使用，建房时预留了管子在墙里，但业主要用，需再接到户内，安装控制器和水箱等部件，这笔费用约5000元，而如果用与此相当的金额，能买到质量相当不错的电热水器了，还不用担心热量不够等问题。　　对于目前小区太阳能热水器空置的情况，张蕾也觉得很可惜，她说：“感觉是挺浪费的，但现在为了安全考虑(记者注：太阳能热水器如果不用的话，其配件——真空管会爆炸)，我们已经把太阳能热水器关掉了。”　　开发商称小区已通过验收　　陆女士却坚持不愿意付这笔安装费　　随后，针对小区太阳能热水器使用问题，记者联系了小区太阳能热水器厂家——临安真心热能电气有限公司杭州办事处。业务经理章永杰解释，由于开发商当时没有订水箱，所以这部分钱需要住户自己出。“我们是新技术，集中集热，分户循环，每家买个水箱就能用。”　　因为要另花钱买水箱等部件，而且担心由于多户人家共用一个太阳能热水器会容易热量不充足，小区大部分舍弃了太阳能热水器，陆女士却很坚持。可太阳能热水器是共用大循环系统，如果要变成单户人家使用需改装。对于此，陆女士联系了厂家后，被告知不通过大循环系统，需用不锈钢做个，改造成400升容量，用增压泵、保温水箱等，这套系统同样要另外花钱，大约也是5000元。不过，陆女士既想利用太阳能热水器，又觉得不该掏这笔钱，多次与厂家、开发商沟通无果，反倒生了一肚子闷气。　　针对这一点，小区开发商浙江天湖房地产开发有限公司常务总经理寿先生表示，他们是根据住建委规定做的，安装了太阳能热水器，房子也通过了验收。寿先生说：“售房时，我们告知过每一位业主，若是业主要用太阳能热水器，就买个水箱，并且和厂家谈好了，水箱还有优惠价。业主要是不用太阳能热水器就不装水箱，我们不勉强。”可陆女士坚称事先并不知情，双方陷入僵局。　　浙江智仁律师事务所高级合伙人李小文律师对此这样解释，他说：“主要是看买卖合同上有没有写明关于太阳能热水器的问题。如果合同里没写，是额外配套的，属于房子的附加设施，那开发商就可以不管，但如果合同上写明了，那开发商就应该承担。”　　住建部门：先从观念上推广新能源　　技术方面可进一步改进　　据了解，我国《再生能源法》明确规定，鼓励单位、个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统等。开发商应在建筑物的设计和施工中，为太阳能热水器利用提供必备条件。对已建成的建筑物，住户可在不影响其质量与安全的前提下安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统。　　西湖区住房和城乡建设局建筑业管理科科长夏志祥说：“太阳能热水器安装好了，但后续设备添加要业主完善也是可以的，关键是看当时通过评审的图纸是如何设计的。”他表示，所有开发商的设计批复前，会根据《杭州市民用建筑节能条例》和浙江省一些建筑节能相关条例进行节能评审，等评审下来后在建设中落实，最后根据评审报告验收。　　但由于《杭州市民用建筑节能条例》自日起强制性推行，文溪鼎园的毛坯房交付于此条例实施前，它则是依据日起强制性推行的《浙江建筑节能管理办法》第二章第七条“新建、改建、扩建建筑工程的节能设计和既有建筑的节能改造工程，应当尽可能利用太阳能、地热能等可再生能源。其中，新建12层以下的建筑，应当将太阳能利用与建筑进行一体化设计”。　　什么是“太阳能利用与建筑一体化设计”?即如果说，以前只有顶层的住户可以通过太阳能享受这一环保的能源，现在是一栋楼统一利用太阳能系统，应用到各家各户。　　面对太阳能使用率低的现状，夏志祥说：“不仅是太阳能，住建部门是鼓励所有新能源使用。如果不强制性推广，推广效率就很低，我们主要是要推广这个观念。居民在使用上有顾虑，我们可以从多方面再进行研究，在技术上进一步改进。”
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87太阳房的原理结构应用与设计施工
1太阳房的原理结构应用与设计施工第一篇 太阳能建筑自古以来，我们的祖先在修建房屋时，就懂得充分利用太阳的光和热。无论庙 字、宫殿，还是官邪、民宅，都尽可能坐北朝南布置，以增加采光和得热。这些传 统建筑可以说是最原型、最朴素的太阳房。当然，这种太阳能利用还仅仅是感性、 自发的，处于低级的阶段。 随着生产力的发展及煤、石油、天然气等非再生能源的大量开发，人们对太阳 能的依赖相应减少，使得在相当长的历史时期，太阳能在建筑中的利用技术发展缓 慢。只是到了近代，人们逐渐意识到非再生能源会枯竭后，太阳能才重新受到人们 的重视，特别是20世纪70年代以来，世界各国将太阳能建筑的研究、应用、开发推 向了新阶段。 现代建筑为满足居住者的舒适要求和使用需要，具备供暖、空调、照明等一系 列功能，用太阳能代替常规能源提供建筑物的上述功能要求，即为太阳能建筑。太 阳能建筑的发展大体可分为三个阶段：第一阶段为被动式太阳房，它是一种完全通 过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及材料、结 构的恰当选择、集取、蓄存、分配太阳热能的建筑。第二阶段为主动式太阳房，它 是一种以太阳集热器、管道、风机或泵、散热器及贮热装置等组成的太阳能采暖系 统或与吸收式制冷机组成的太阳能供暖和空调的建筑。第三阶段则发展利用太阳电 池等光电转换设备提供建筑所需的全部能源，完全用太阳能满足建筑供暖、空调、 照明、用电等一系列功能要求的所谓“零能房屋”。 1太阳能建筑的工作原理和特点 1．1被动式太阳房2被动式太阳房最基本的工作机理是所谓“温室效应”。 被动式太阳房的外围护结构 应具有较大的热阻，室内要有足够的重质材料，如砖石、混凝土，以保持房屋有良 好的蓄热性能。按采集太阳能的方式区分，被动太阳房可以分为以下几类： （1）直接受益式 冬天阳光通过较大面积的南向玻璃窗，直接照射至室内的地面墙壁和家俱上， 使 其吸收大部分热量，因而温度升高。所吸收的太阳能，一部分以辐射、对流方式在 室内空间传递，一部分导入蓄热体内，然后逐渐释放出热量，使房间在晚上和阴天 也能保持一定温度。采用这种方式的太阳房，由于南窗面积较大，应配置保温窗帘， 并要求窗扇的密封性能良好，以减少通过窗的热损失。窗应设置遮阳板，以遮挡夏 季阳光进入室内。 （2）集热蓄热墙式 这种太阳房主要是利用南向垂直集热蓄热墙吸收穿过玻璃采光面的阳光， 通过传 导、辐射及对流，把热量送至室内。椅的外表面涂成黑色或某种深色，以便有效地 吸收阳光。集热蓄热堵的形式有：实体式集热蓄热墙，花格式集热蓄热墙，水墙式 集热蓄热墙，相变材料集热蓄热墙，快速集热墙等。 （3）附加阳光间式 阳光间附建在房屋南侧，其围护结构全部或部分由玻璃等透光材料构成。与房间 之间的公共墙上开有 门、窗等孔洞。阳光间得到阳光照射被加热，其内部温度始终高于外环境温度。所 以既可以在白天通过对流经曲’刁、 窗供给房间以太阳热能， 又可在夜间作为缓冲区 ， 减少房间热损失。 （4）屋顶他式 屋顶池式太阳房兼有冬季采暖和夏季降温两种功能，适合冬季不属寒冷，而夏 季较热的地区。用装满水的密封塑料袋作为储热体，置于屋顶顶棚之上，其上设置3可水平推拉开闭的保温盖板。冬季白天晴天时，将保温板敞开，让水袋充分吸收太 阳辐射热，水袋所储热量，通过辐射和对流传至下面房间。夜间则关闭保温板，阻 止向外的热损失。夏季保温盖板启闭情况则与冬季相反。白天关闭保温盖板，隔绝 阳光及室外热空气，同时用较凉的水袋吸收下面房间的热量，使室温下降；夜晚则 打开保温盖板，让水袋冷却。保温盖板还可根据房间温度、水袋内水温和太阳辐照 度，进行自动调节启闭。 1．2主动式太阳房 主动式太阳房与被动式太阳房一样，它的围护结构应具有良好的保温隔热性 能。 对于太阳能供暖系统来说，首先应考虑采用热媒温度尽可能低的采暖方式， 所 以地板辐射采暖最适宜于太阳能供暖。太阳能供热系统可以用空气，也可以用水作 为热媒，两者各有利弊。热风式集热器较便宜，热交换次数少，但集热用循环动力 大，是热水式的10倍，风道和蓄热装置占据的空间也大；太阳热水集热器技术较复 杂，价格较高，但综合考虑优点较多，特别是近年来真空管集热器的性能、质量有 很大提高，价格不断下降，所以今后太阳能供热系统将以热水集热式为主。 （1）热风集热式供热系统：在屋面上朝南布置太阳空气集热器，被加热的空 气通过碎石贮热层后由风机送入房间，辅助热源为煤气热风炉，并设置控制调节装 置，根据送风温度确定辅助热源的投入比例。 （2）热水集热式地板辐射采暖兼生活热水供应系统：①在屋顶设置的太阳能 集热器，系统有集热循环水泵，辅助蓄热水箱，供热水箱，采暖循环水泵，辅助热 源一燃气锅炉，辅助热源热水循环泵，辅助加热换热器，地板辐射采暖盘管。地板 辐射采暖盘管的做法是，在地面上先铺设保温层，再铺设聚乙烯塑料盘管，然后再 做地面面层。热媒水通过盘管向房间散出热量后温度降低，再返回蓄热水箱，由集 热泵送到太阳集热器重新加热：夜间或阴天太阳热能不足时，则由辅助热源加热系 统保证供暖。4（3）太阳能空调系统：兼有供暖、供冷功能，也可以只有供冷功能。夏季供 冷的太阳能空调系统，制冷机为小型澳化钾吸收式制冷机，空调机为风机盘管j口需 增加供暖功能，可以有两种方法：一种仍使用风机盘管作未端设备，由蓄热水箱提 供热媒水给风机盘管，但水温要求较高，一般要60°C另一种是风机盘管只在夏季工 作，冬季则增设地板辐射采暖系统，对水温的要求可降低，30°C一40°C即可。两种 方法各有利弊，前者初投资少，但太阳能供暖率较低，运行费用高；后者初投资高， 但太阳能供暖率高，运行费低。 除了上面介绍的三类系统外，还有太阳能热泵供冷、暖系统以及把土壤作为热 源或排热源的地下蓄热式供冷暖系统， 即在夏季把能利用于供暖的高温热蓄积起来， 供冬季使用；在冬季则把能利用于供冷的低温热蓄积起来，供夏季使用。 1．3零能房屋 零能房屋的含义是指建筑物所需的全部能源供应均来自太阳能， 常规能源消耗 为零。这种房屋向阳的墙面、屋面可设置太阳电池板，产生的电能除满足用户的照 明、电器等需要外，还可为建筑供暖、空调供电保证房屋的热舒适度。 2 国外太阳能建筑发展概况 现代化社会中，人们对舒适的建筑热环境的追求越来越高，导致建筑采暖和空调 的能耗日益增长。在发达国家，建筑用能已占全国总能耗的30％一40％，对经济发 展形成了一定的制约作用。 美国是世界上能量消耗最大的国家，国会先后通过了“太阳能供暖降温房屋的建 筑条例”和“节约能源房屋建筑法规”等鼓励新能源利用的法律文件； 在经济上也采取 有效措施，不仅在太阳能利用研究方面投入大量经费，而且由国会通过一项对太阳 能系统买主减税的优惠办法。因此，美国太阳能建筑的发展极为迅速，无论是对太 阳能建筑的研究、设计优化，还是材料、房屋部件结构的产品开发、应用，以及真 正形成商业运作的房地产开发，美国均处于世界领先地位，并在国内形成了完整的 太阳能建筑产业化体系。5在被动式太阳房研究领域，美国于80年代初就由新墨西哥洲的洛斯阿拉莫斯科 学实验室编制出版了被动式太阳房设计手册。此外，美国还出版了许多实用的被动 太阳房建筑图集，既介绍成功的设计实例，也有对太阳房原理、构造的详细说明。 这些工具书的发行和一些样板示范房屋的建立：对美国公众接受太阳房起到了很好 的促进作用。比较著名的示范建筑有：位于新泽西州普林斯顿的凯尔布住宅（采用 窗、附加阳光问和集热蓄热墙的组合式太阳房） 位于新墨西哥州科拉尔斯的贝尔住 ， 宅（主要采用水墙集取太阳能） ，位于新墨西哥州圣塔菲的圣塔菲太阳房（由附加阳 光间和岩石仓储热的组合系统供热） 位于加利福尼亚州阿塔斯卡德洛的阿塔斯卡德 ， 洛住宅（屋顶池系统，冬季供暖，夏季降温） ，以及位于新墨西哥州科拉尔斯的戴维 斯住宅（空气集热器和岩石仓储热的自然对流环路系统） 这些建筑采用壁炉或电散 。 热器作辅助热源，但太阳能供暖率均在75％以上，有的已达到100％（阿塔斯卡德洛 住宅） 。 早在本世纪40年代， 美国麻省理工学院就开始进行了利用太阳能集热器作为热源 的供暖、空调系统研 究，先后建成了：到w号实验太阳房。这些实验太阳房，即是最早的主动式太阳房。 到70年代以后；又有华盛顿近郊的托马森太阳房和科罗拉多州丹佛市的洛夫太阳房 等主动式太阳房的示范建筑建成。这些太阳房的成功运行，说明太阳能供热、空调 系统在技术上是完全可行的，但由于投资较大，推广普及程度不及被动式太阳房。 直到进入90年代，由于开发出更加高效的太阳集热器和吸收式制冷机、热泵机组， 应用范围才得以扩大。 日本在主动式太阳房的研究应用领域也处于世界前列。 1974年日本通产省制定了 “阳光计划”，并按此计划建造了数幢典型太阳能采暖空调试验建筑，如矢崎实验太 阳房：号、草加太阳房等。而且多年来日本的太阳能采暖、空调建筑一直稳步发展， 并已应用于大型建筑物上。 此外，法国、德国、澳大利亚、英国等发达国家也拥有相当先进的太阳能建筑应 用技术。著名的集热蓄热墙采暖方式即是法国人菲利克斯 ?特朗勃（ Felix Trombe ）6的专利，法国的奥代洛太阳房是该采暖理论转化为实际应用的第一个佯板房。英国 利物浦附近的沃拉西的圣乔治郡中学，则是直接受益式太阳房最大和最早的样板之 一。尽管英国的太阳能资源并不丰富，该所中学安装的常规采暖系统却从未使用过。 最后值得一提的是近几年来在发达国家已有相当发展水平的“零能房屋”，即完 全 由太阳能光电转换装置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到清洁、无污染， 它代表了21世纪太阳能建筑的发展趋势。由于许多国家的政府（如美国、德国）都 制定了下世纪初太阳能在国家总能源消耗中的所占比例应超过20％的计划，相信这 种“零能房屋”将会有十分良好的发展前景。 3我国太阳能建筑发展概况 我国太阳能建筑应用研究开始于70年代未。 当时对被动式和主动式太阳房的应用研究工作同时起步， 而且进行太阳能制冷空 调系统研究单位很多。因被动式太阳房更适合国情，所以80年代重点发展被动式太 阳房。近20年来，被动式太阳房的研究工作取得很多成果，其中有的已投入实际应 用，获得了良好的社会、经济效益。 3．1被动式太阳房 我国的第一栋被动式太阳房建成于1977年，地点在甘肃省民勤县。这是一栋南窗 直接受益结合实体集 热蓄热墙的组合式太阳房。从1977年一1987年的10年间，我国建成了实验性太阳房 和被动式太阳能采暖 示范建筑近400栋，总建筑面积近10万米2，分布于北京、天津、甘肃、青海、河北、 山东、内蒙古、新疆、辽宁、西藏、宁夏、河南、陕西等省市自治区。这些太阳房 的建筑类型，大部分为农村住宅，但也包括学校、办公楼、商店、宾馆、医院、邮 电所、公路道班房和城市住宅等，几乎覆盖了除工业用建筑物以外的所有民用建筑， 有单层和多层建筑，还有带有我国典型地域特点的窑洞等。在这些太阳房中，建成 较早而又比较有特点的有：天津武清县人民政府招待所，青海省刚察县泉吉邮电所，7石家庄房管局五层住宅楼，甘肃甘南藏族自治州科委太阳房，济南市和潍坊市的多 层住宅楼，甘肃武威地区公路道班房等。 在这一发展阶段， 有两个大的国际合作项目对我国被动式太阳房开发应用起了巨 大的推动作用，一个是中德合作项目，另一个是联合国援助项目。 1980年联合国开发计划署和国家科委共同投资， 在甘肃省榆中县建设太阳能采 暖与降温技术示范中 心，由甘肃省科学院自然能源研究所具体承担）至1983年，在基地内建成九栋被动 式太阳房示范建筑，包括三层综合试验楼、食堂、招待所、集体宿舍、农民住宅、 下沉式窑洞等，另外还建成了1000米2的中低温太阳能设备试验场及气象站，并进行 了相应的试验、测试和研究工作。示范中心建成的太阳房，应用引进的美国新型透 光材料――费隆板。在对示范中心被动式太阳房试验、测试分析取得的设计参数基 础上，甘肃省科学院自然能源研究所为榆中县设计建设了数十栋农民住宅，得到了 农民的普遍欢迎。后来在示范中心内又扩建了数栋太阳房示范建筑，并受联合国委 托举办了几期第三世界国家太阳能应用技术人员培训班，为国际太阳能事业做出了 贡献。 1982年，由中国、联邦德国双方共同投资，中方由北京市太阳能研究所、天津 大学、清华大学共同承担设计的“中国、西德再生能源合作项目”开始启动，该项目 的主要内容是在北京大兴县义和庄建设一个新能源村。到1983年底，建成太阳能建 筑25座， 其中平房住宅 21栋 ， 二层 住 宅2栋 ， 三层 综 合 试 验 楼 ： 单层 商 店 一 栋 ，1984 栋， 年又为当地农户建成57栋太阳房住宅，并对其中的9栋进行了测试和总结。西德技术 人员也设计监造了两栋试验性太阳能样板房。在该合作项目新能源村建设经验的基 础上，由北京市太阳能研究所设计，以自建公助形式，在北京市昌平县建成了百余 栋农民太阳能住宅，其中马池口乡是当时拥有被动式太阳房住宅数量最多的一个农 民新村。 在“六五”、“七五”、“八五”期间，国家科技攻关计划中都列入了太阳能建筑项 目。这些科研项目的攻关内容，涉及到被动式太阳房的各个领域，既有基础理论研8究、模拟试验、热工参数分析、设计优化，又有材料、构件的开发和示范房屋及工 程建设。 在基础理论方面，通过对太阳房传热机理的分析，建立了太阳房热过程的动态 物理、数学模型，根据模型编制了模拟计算软件。利用计算软件及模拟试验验证， 对影响太阳房热性能的相关参数进行了灵敏度分析和优化计算，并在对已建成的试 验和示范太阳房所作的大量试验、测试及工程实践的基础上，提出了优化设计方法。 编写出版了适合我国国情的《被动式太阳房热工设计手册》 。 在材料、构件的开发方面，我国的科技工作者除创造了花格蓄热墙、快速集热 墙等新型的采暖方式外，对墙体、屋顶、地面的保温措施也因地制宜地创造了多种 多样具有中国特色的形式，如在农民住宅中，利用麦糠装在塑料袋中做顶棚保温材 料等，既满足了需要，又降低了造价，并注意到了耐久性问题。例如，在选用锯未、 秸杆等有机保温材料时，掺10％生石灰（体积比）先进行钙化防腐处理；特别在利 用我国建筑物重质结构较多的特性水解决被动式太阳房室温被动大的问题上有所突 破，另外还创造了结合我国国情的保温窗帘，门、窗密封，玻璃贴膜等技术。 在工程设计技术方面， 形成了一整套有中国特色的被动太阳房设计技术， 各省 、 各地区也有针对自己地域特点和居住习惯的设计技术措施。为指导设计，还相继出 版了多册被动太阳房实例汇编和设计图集，如《被动式太阳能采暖乡镇住宅通用设 计试用图集》等；此外，各地区也发行了适合本地特点的设计图集，如《甘肃省被 动式采暖太阳房通用设计图集》 《内蒙古被动式采暖太阳房通用设计图集》 《内蒙 ， ， 古采暖太阳房建筑构造图集》等。 从“六五”到“八五’、的国家科技攻关项目，有一个共同的特点就是十分重视被 动式太阳房示范工程的建设， 特别是“七五”国家科技攻关项目――“太阳能建筑设计 与研究”，参加单位有十二个，设计建设了数百栋示范房屋，而且地域分布很广，有 西北地区的甘肃、陕西、西藏，华北地区的内蒙、河北、京津两市，东北地区的辽 宁，还有华中地区的河南和华东地区的山东，为各个不同地区的太阳房建设树立了 样板。9通过攻关还形成了适合我国太阳房特点的热性能试验、 测试方法以及对太阳房舒 适性和经济性的评价 方法。 1993年由农业部组织编写的《被动式太阳房技术条件和热性能测试方法》通 过了专家评议，为国内太阳房的质量性能评定提供了依据。此外，为普及宣传被动 式太阳房知识，各归口管理单位还十分重视该领域科技与管理人才的培训。1989和 1990年受国家计委资源节约和综合利用司和农业部环保能源司委托，由中国农业机 械化科学研究院能源动力所举办了两届“全国太阳能利用函授班”，函授班教材《太 阳能实用技术》中的相当篇幅是讲授被动太阳房应用技术的。1997年受人事部考核 培训司、建设部教育劳动司、科技司、勘察设计司委托，建设部科学发展促进中心 举办的“中国建筑节能技术高研班”上，被动式太阳房也作为主要讲授内容之一。 “六五”到“八五”的国家科技攻关项目，为被动式太阳房在我国的普及推广奠定了 坚实的技术基础。是被动式太阳房从示范工程逐渐转向普及推广应用的 阶段。该发展阶段的特点是以示范项目带动推广工程，据不完全统计，到1996年底， 全国已建成不同类型被动式太阳房1．5万多栋，累计建筑面积在455万米2以上。 当前，我国被动式太阳房已进入规模普及阶段。主要表现在以提高室内舒适度为 目标，由群体太阳能建筑向太阳能住宅小区、太阳村、太阳城发展。特别是常规能 源相对缺乏，经济相对落后，环境污染比较严重的西部地区，发展速度更为迅速， 有的地区年平均递增率达15％。各地还制定了包括推广太阳能建筑的阳光计划，比 如投资额达4． 28亿元的兰州市“阳光计划”，计划在郊区兴建73．3万米2的太阳能 住宅小区， 其中以2500米’小康型太阳能二层住宅楼为主的白石乡青石湾太阳村试点 项目已实施完成。甘肃省临夏市建成了占地9．8公顷、建筑面积9．2万米2的太阳能 小区，以及到2000年西藏计划投资900万元，资助新建太阳房27万米2等大型工程项 目。 3．2主动式太阳房 70年代未，太阳能在建筑中的应用研究在我国刚刚起步时，国内就有多个单位开 始从事太阳能制冷空10调系统的研究开发，其中华中理工大学、上海交大、中国建筑科学研究院空调所等 单位研制成功的太阳能氨水吸收式或澳化狸吸收式制冷实验装置先后投入试运行。 虽然由于当时我国的经济发展水平较低，这些装置只能停留在试验阶段，而未能转 入实际应用，但通过研制开发，解决了一系列技术问题，积累了经验，取得了系统 的优化设计参数，这些都对后来太阳能空调系统真正进入工程实践提供了有益的参 考。 从“六五”到“八五”的国家科技攻关项目中，虽然在太阳能建筑领域的攻关重点是 被动式太阳房，但对太阳能空调系统的研究开发并未完全忽视，中国科学院广州能 源研究所承担的太阳能空调科研工作一直未中断。通过坚持不懈的努力，随着我国 国力的不断提高和人民生活水平的不断改善，终于使国家 “九五 ”重点攻关项目 ――“太阳能空调热水系统”在广东江门市投入实际运行。 迄今为止，主动式太阳能采暖系统在我国还没有成功的实用范例，这需要科技工 作者继续努力，也需要相关管理部门的支持和房地产开发商的积极配合，希望在不 远的将来能够得以突破。至于利用光电转换设施提供房屋能耗的零能房屋，在我国 还完全是空白，由于这种建筑的初投资十分昂贵，它在中国的应用将会经过较长的 阶段。 4主要科研成果 4．1被动式太阳能采暖乡镇住宅通用设计试用图集 年，由中国建筑科学研究院空调研究所负责，北京市太阳能研究所、 天津大学、北京建筑工程学院和中国建筑科学研究院设计所共同合作，完成了建设 部主持的国家“六五”科技攻关项目《被动式采暖太阳房调研总结》 。课题组在统一制 定的标准下，对北京、天津、河北、山东、甘肃、青海、辽宁和陕西等省市进行了 实地调研，较全面地掌握了当时全国被动式太阳房的发展概况、使用现状和典型房 屋的技术经济指标。在此基础上，通过部件模拟实验和理论分析计算，并综合各地 的成功经验和问题教训，设计编制了《被动式太阳能采暖乡镇住宅通用设计试用图 集》 。11、 《被动式太阳采暖乡镇住宅通用设计试用图集》包括13个设计方案，每一方案所提 供的设计图纸都做到 了施工图的深度，用户使用该图纸，只需按当地土质条件补充基础设计图，即可按 图施工建房。每套设计图纸均包括有设计说明，建筑平、立、剖面图，局部构造详 图，节点大样图和建筑结构图。 图集的另一个特点是13个设计方案分别适用于不同地区，在建筑设计方面，如建 筑面积，平面布置，立面造型等，考虑了适用地区的经济水平和居住习惯；在热工 设计方面，则考虑了适用地区的太阳能资源条件和气候条件。为使用户能了解图集 中设计方案可达到的采暖效果，以及让图集中未列入的地区也能使用该图集，对图 集中的每一设计方案都给出了每个房间采暖季各月的月平均室温预测，节能效益预 测，及门窗、墙体、屋面、地面的传热系数值；节能效益的预测项目有：采暖季各 日的太阳能供暖率，节能率，每年节煤量、年节能费用和投资回收年限。 4．2被动式太阳房热工设计手册 《被动式太阳房热工设计手册》是农业部环保能源司主持的国家“七五”科技攻关 课题，由清华大学、甘肃 省科学院自然能源研究所、天津大学、北京市太阳能研究所、中国建筑科学研究院 空气调节研究所和国家气象局气象科学研究院6个单位承担，历时5年编写完成，并 于1993年由清华大学出版社出版发行。 手册的编写宗旨是立足于我国的气象条件、建筑与材料特点、居住习惯与生活水 平，总结已有的理论与工程实践成果，引进国外先进技术，提出一套科学、完整的 设计方法，并运用我国自行研究编制的数学模拟程序进行大量的运算，最后获得设 计使用的数据、图表。 根据我国气候特点， 提出了太阳房设计用气候区划， 介绍了热工参数的计算方法 ， 给出玻璃透射率修正方法及加反射器后的阳光得热增量；手册还介绍了被动太阳房 建筑总体设计原则及各类太阳房的热工设计要点，给出了各类太阳房的性能计算公12式、曲线和示例；是手册首次提出了多种集热部件的效率曲线和公式以及太阳房的 平均室温预测方法， 还提出了被动太阳房的技术经济评价标准和统一热工测试方法。 4．3太阳房建筑设计与研究 “七五”国家科技攻关项目“太阳能建筑设计与研究”是参加单位最多，取得成果范 围最广的被动太阳房科研课题，该项目的攻关内容是在我国北方采暖区选择典型城 市或地区，建设被动太阳能采暖示范建筑。这些示范型被动太阳房应达到的技术经 济指标：主要居室面积占总建筑面积的50％以上，用于太阳能措施而增加的投资不 高于原造价的20％，冬季居室在无辅助热源条件下，室内平均温度为12°C，室内温 度不低于8℃的情况下，太阳能采暖的时间保证率应大于80％，夏季室内温度不高于 一般房屋。 该项目的负责单位是清华大学， 主要参加单位有天津大学， 北京市太阳能研究所 ， 中国建筑科学研究院空调所，河南省科学院能源研究所，甘肃省科学院自然能源研 究所，辽宁省能源研究所。各单位承担的示范房数量为 5一8栋，但在项目结束时， 不仅完成的示范建筑达到数百栋，远远超过了规定目标，而且迅速带动了当地太阳 房的普及推广，示范作用显著，取得了十分良好的经济社会效益。不同地区的示范 建筑也备具特点， 下面对此作简要介绍。 （1）华北地区 华北地区的示范点选择在北京市、天津市和河北省石家庄市，太阳房类型主要是 农民住宅。这批示范房大部分为二层楼房，建筑标准较高，初投资也较高，集热部 件构造和围护结构保温水平达到较高标准。比如天津郊区的太阳房，对窗的可移动 夜间保温做法进行了大胆的探索，设计了多种可移动保温帘、板，做到和房屋本身 结构相互配合，密封效果好，有效增加了窗的夜间热阻；石家庄郊区的太阳房，较 多采用改良后的花格蓄热墙形式。此外，对太阳房的辅助热源配置特别予以重视， 例如北京市郊区太阳房使用两用炉、日式火坑等，做到了对辅助热源的合理利用和13多能互补。 （2）东北地区 东北地区的示范点集中在辽宁省南部，以乡镇中、小学太阳能校舍建筑居多，也 有少量农民住宅。因为有政府的政策支持和“七五”攻关项目的技术支持，辽南地区 乡镇的太阳能采暖校舍得到了迅猛发展，基本达到新建的乡镇中、小学校都是太阳 能建筑。 （3）华东、中甫地区 该地区的示范点选在山东省的潍坊市和河南省的郑州市。 山东潍坊市的示范建筑 均为农民住宅，有平 房，也有二层楼房，采用以附加阳光间为主，直接受益和蓄热墙为辅的组合型太阳 房，采暖效果非常好。 （4）西北地区 西北地区示范房的选点非常广泛，遍及甘肃、陕西、青海、新疆、西藏，建设 示范房8栋，并推广了100栋，总建筑面积5万多米2，而且建筑类型最多，既包括住 宅，也包括各种公共建筑，这8栋示范层的类型分别是：兰州白塔山庄太阳能窑洞试 点工程，西藏阿里地区中学太阳能采暖教学楼，甘肃偷中县农机站太阳能采暖办公 楼，西藏阿里噶尔县太阳能单身宿舍，甘南玛科普文化中心太阳能采暖楼，西藏阿 里地区太阳能采暖电视台，甘肃环县演武乡科技推广站太阳能办公室，青海民和太 阳能农村住宅。 西北地区太阳能建筑的最大特点是投资收益比极佳。 在同样保证采暖季平均室温 达12°C以上的条件 下，如以山东潍坊市和西藏阿里地区当时的情况进行对比，阿里中学太阳能设施增 投资约51万元，占总造价的比例为18％，潍坊农民住宅的该项比例为15％，增投资 为3200元；阿里的年节约采暖费为25．5万元，潍坊则为420元。显然，潍坊需8年左14右才可收回增投资，而阿里在2年之内就把增投资全部收回了。 该地区另一个独具特色的成功范例是太阳能采暖窑洞。它采用大门、窗来增加采 光面积（窗墙比 47．7％） ，在窑洞尾部增设垂直通风孔（ 120X120） ，高出窑顶地面 500一700mm， 窑前窗增设通风翻窗解决通风问题；将垂直通风孔露出窑顶外部分涂黑，称之为太 阳能烟囱，可加’决烟囱内热空气与窑内冷空气的对流，加上原有采光、通风措施， 可更有效地改善窑内的潮湿度。太阳能集热方式采用附加阳光间，并在窑洞前墙窗 台下开设风口，利用风口和上部的翻窗，进行阳光间与窑室的冷热空气对流，提高 室温。与旧窑洞相比，一月份最低室温从5°C提高到10°C以上，月平均室温由8°C提 高到12．5°C以上；夏季最高室温低于24°C对盯寸湿度可控制在60％左右。 4．4太阳能空调热水系统 太阳能空调热水系统是国家科委“九五”科技攻关项目， 由中国科学院广州能源研 究所承担。该所采用自有的专利技术 “两级吸收式澳化钾制冷机 ”和“高效平板集热 器”，在广东省江门市建成了国内第一套实用性“的太阳能空调热水系统。其主要技 术参数为：太阳能集热器面积500m2，日供生活热水30m2；制冷机为两级吸收式澳 化捏制冷机，制冷能力100kW，空调面积600m2 ；燃油热水炉作为辅助热源，自动 控制系统采用可 编程控制器及工业控制微机。 5结语 经过20年的努力，在引进、消化、吸收世界太阳能建筑技术的基础上，我国已形 成了具有中国特色的包括理论、设计、施工、试验及评价方法的整套太阳能建筑技 术，在被动式太阳房领域更是硕果累累，已经具备规模化推广的条件。但是在发展 过程中，也还存在着一些问题和不足，需要在今后的工作中予以重视并逐步解决。 （1）建筑节能不仅要“节流”，还要“开源”。若能把造价低，构造简单的被动式15太阳能采暖技术应用于节能建筑，就可使“节流”与“开源”并举，达到进一步节能的 目的。过去我国集中采暖系统为定流量系统，不可调节，室温不能控制，给尽可能 多地利用太阳热能带来一定难度，常会造成有太阳时房间过热，无太阳时又达不到 室温要求。今后随着热计量的推行，采暖系统将发生革命性的改变，增加控制调节 设施，变流量运行，为科学、合理利用太阳能创造了条件。应重视该领域的研究工 作，以后修订节能设计标准时，应增补太阳能利用的设计量化指标。 （2）应加强对太阳房知识的宣传教育，由归口主管部门负责组织实施及技术支 持，充分利用现有的科研成果，加快被动式太阳房发展步伐。 。 （3）可选择合适的对象，如城市郊区或风景区的度假村和旅游宾馆，这些建筑 远离市区，无城市热网可利用，又不能污染环境，可建造主动式太阳能采暖系统。 （4）应开展零能房屋所涉及各项专业技术的科研攻关，如光伏技术、建筑设计 技术等，积极进行零能房屋示范。第二篇 太阳房的介绍及应用（1）太阳房的设计要因地制宜，遵循适用、坚固、经济，并应注意建筑造型美 观大方的原则。太阳房的平面布置应符合节能和充分利用太阳能的要求，建筑造型 与周围建筑群体相协调，同时必须兼顾建筑形式、使用功能和太阳能采暖方式三者 之间的相互关系。 （2）在选择太阳房的建造位置时，要避免周围地形、地物（包括附近建筑物） 对建筑南向及其东、西15℃朝向范围内在冬季的遮阳。建筑间距要求在当地冬至日 中午12点时，太阳房南面遮挡物的阴影不得投射到太阳房的窗户上。另外，还应避 开附近污染源对集热部件透光面的污染，避免将太阳房设在附近污染源的下风向。 （3）太阳房平面布置及其集热面应朝正南。因周围地形的限制和使用习惯，允 许偏离正南向±15℃以内，校舍、办公用户等以白天使用为主的建筑一般只允许南16偏东15°以内。为兼顾冬季采暖和防止夏季过热，集热面的倾角以90°为佳。 （4）避免建筑物本身突出物（挑檐、突出外墙外表面的立柱等）在最冷的1月份 对集热面的遮挡。对设在夏热地区的太阳房还要兼顾夏季的遮阳要求，尽量减少夏 季太阳光射入房内。有关遮阳的详细计算可见参考文献。 （5）在建筑平面的内部组合上，要根据不同房间对温度的不同要求合理布局， 对主要居室或办公室应尽量朝南布置，并尽量避开边跨；对没有严格温度要求的房 间、过道，如贮藏室、楼梯间等可以布置在北面或边跨；对寒冷地区有上下水道的 房间；如厕所、浴室等要验算水管在冬季的防冻问题。南北房间之间的隔墙，应区 别情况核算保温性能。对建筑的主要入口，从科季防风考虑，一般应设置门斗。在 有条件时，对主要居室应尽可能地设置通过辅助房间的次要入口，以便冬季使用。 （6）在集热方式和集热部件的选择上要考虑房间使用特点。对主要使用时间在 晚上的房间，要优先选用蓄热性能较好的集热系统，以使晚间有较高的室温；对主 要使用时间在白天的房间，要优先选用能使房间在白天有较高室温，上午升温较快， 并使室温波动不超过什么范围的集热系统。另外，要注意设计或选用便于清扫集热 面以及维护管理方便的集热部件。 （7）室温要求。对综合气象因素 SDM&20地区的太阳房，标准要求在冬季采暖 期间，主要居室在无辅助热源的条件下，室内平均温度达到12℃；室温日波动范围 不得大于10℃。夏季室内温度不得高于当地普通房屋。 （8）保证太阳房内有必要的新鲜空气量。对室内人员密集的学校、办公室等类 型的太阳房，或建设在高海拔地区的太阳房要核算必要的换气数量 一、高寒地区太阳能住宅 住宅建筑太阳能开发利用研究》系建设部 “十五”国家高新技术应用发展项目 ――《利用高新技术推进西部地区建设行业发展》专题之二：“建筑节能技术”子专 题。2000年11月立项，2001年考查收集基础资料，确定示范地点，完成工程设计。 2002年组织施工，10月竣工验收并入住使用，12月现场热工检测。2003年编撰鉴定17资料，11月27日通过技术鉴定。鉴定意见为：“本项目密切结合牧区社会经济、自然 气候特点，对严寒地区太阳能牧民住宅技术要求、热工性能、综合效益、测试结果、 使用情况、推广规划目标、成功经验、存在的问题及解决方案进行了全面的总结， 系统的分析，深入的研究。技术路线正确，资料齐全，数据翔实准确。太阳房属于 节能建筑，太阳能牧民住宅应同时满足《被动式太阳房技术条件和热性能测试方法》 GB/T15405-94、 《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分） 》JGJ26-95两部标准 要求。为此，本项目重点对太阳能牧民住宅围护结构热耗原理及现状、传热系数限 值进行达标分析。同时，逐一论述满足上述两部标准要求的复合外墙、保温屋顶、 节能门窗、蓄热地面、太阳能采暖系统、辅助热源等材料设备选型、技术关键、构 造做法、匹配方式。经热工计算、现场实测、使用结果证明，太阳能牧民住宅示范 工程各项技术经济指标达到科技项目合同书要求。本成果填补了牧区太阳能住宅综 合研究空白，学术水平居国内同类研究的先进水平。适用于寒冷地区村镇住宅和中 小学校舍建筑。建议对农村牧区建筑围护结构保温和太阳能采暖应用技术继续展开 深化研究，编制通用或标准图集，以利于规模推广。” 1 工程概况 两栋太阳能牧民住宅示范工程位于内蒙古克什克腾旗西北，锡林郭勒草原南部 的达日罕乌拉苏木包木台嘎查鄂勒森扎哈独贵龙，西南与京津风沙源之一浑善达克 沙地相邻。示范点东、西、南三面环山，北为沙丘。距苏木集镇东北40km，距旗政 府所在地经棚镇西北100km。其中，距303省道80km，草原路20km。该独贵龙现有 18户71人，2000年通电，价格0.80元/kWh。自1980年起，本地牧民结束游牧生活， 实现定居轮牧。住宅均为土木结构，硬山搁檩，前砖脸。平面布局是传统的一明两 暗三开间，南向南炕南入口，双坡面瓦屋顶，单层木门窗。当地气候特征属于中温 带大陆性季风气候，太阳辐射强，日照丰富，为太阳能可利用区。冬季寒冷漫长， 夏季凉爽短促，有严寒而无酷暑。气温季差、日差悬殊，降水集中，雨热同季。年 平均气温2.4℃，冬、春风大雪少干燥。 采暖天数 199天， 采暖期室外平均温度-11.0℃， 度日数5 771。降雪初期10月8日，终期5月20日。每年秋雪初期10月23日，终期4月 22日，最大秋雪深度230mm。年平均风速4.3m/s，最大风速22.3m/s，年均相对湿度1859%。极端气温最低-45.5℃，最高37.6℃，冻土深2.80m。地震列度小于6度，是国 家级贫困旗县。太阳能资源统计见表1。 依牧区生产特点，住宅建筑通常与牧业生产建筑统筹规划，同步建设。住宅居 西，牲畜棚圈在东，草料库位于北侧。生活、生产用地连成一片，户均占地面积亦 较大。牧民从游牧转为定居，告别蒙古包，住进矩形房，这一历史性的变革，意义 深远。受到地域的影响，牧民住宅建筑造型一般与相邻农区住宅类似。由于牧业生 产的需要，与农区村庄相比，牧区居住分散，建筑密度低。主次干道宽，宅基地面 积大，无遮挡。这就为优化选择建筑朝向创造了条件。本项目两栋太阳能住宅均为 座北朝南，冬暖夏凉。对于高寒区太阳能住宅而言，良好的朝向非常重要。南立面 可以提早接受太阳辐射，尽快启动太阳能采暖系统，及时向室内供热，从而获得明 显的节能收益。 示范工程（见图 1）为砖木结构，双坡瓦屋顶。室内净高 2.70m，开间3.30m， 进深9.48m，建筑面积93.21m2 ，一进两开带内廊。全新的布局紧凑合理，面积不大 功能全。具备起居20.78m2 ，会客 27.96m2 ，卧室 8.85m2，就餐 8.64m2，炊事 13.52m2， 卫生间5.74m2等多功能空间。厨房设有北向高窗，为采光及采暖季通风换气用。冬 春季节炊事烟油随时通过位于北墙上端的排气孔（装有轴流风机）经屋面排出。客 厅横隔墙0.90m标高以上为玻璃隔断。本工程在当地所有各类建筑中首次使用钢筋 混凝土承重技术，即现浇南门窗不等跨异形连续梁，将木屋架坐在其上，使三间组 成一大空间。根据住户不同要求，采用120 mm厚砖墙随意分隔，实现了灵活的“可 塑性”平面。结论：大开间、浅进深、室内净高适中，是太阳能牧民住宅特征之一。 2 维护结构 作为节能建筑，体型系数应严加控制且越小越好。牧民住宅通常为一层单体建 筑，独门独户一家一院。造型简单，立面没有高低错落，平面也无水平进退。主要 由于建筑面积体量偏小，致使体型系数过大。因此，太阳能牧民住宅必须加强围护 结构保温，以减少热损失，提高节能率。 复合外墙做法（由里向外） ：①30mm保温砂浆；②240mm实心砖墙；③20mm聚苯19板，ρ＝18kg/m3 ；④120mm砖墙1:1 水泥砂浆勾缝。内处叶墙用φ6连接钢筋拉结，双 向350mm梅花形布置， 传热系数K=0.29W/m2 ?k。 保温 屋 顶 做 法 ： ①机制红瓦； ②50mm 草泥； ③20mm松 木 板 条 ； ④空 气 层 ； ⑤100mm聚 苯 板 ； ⑥PVC吊 顶 ， K=0.32W/m2?k。60 系列单框双玻中空平开塑料外窗 K=2.47 W/m2?k。内外开双层钢木外门，里侧为实 体木门,外层为钢框活面门。冬镶毯革来保温，夏换纱预防蚊蝇， K=2.50W/m2?k。 蓄热地面做法：①面砖；②40mm细石混凝土； ③150mm卵石灌浆；④120mm聚苯 板，ρ≥20kg/m3 ，水平距外墙 2.00m宽以内，竖向 0.70m深紧靠毛石基础内侧满铺； ⑤塑料布两层；⑥素土夯实，k=0.26W/m2?k。 结论：太阳能牧民住宅示范工程围护结构传热系数达到《内蒙古民用建筑节能 设计标准实施细则（采暖居住建筑部分） 》DB15/T259――1997要求。 3 采暖系统 本工程采暖系统由三部分组成。第一为固定扇大而多，开启扇少而小的单框双 玻中空塑料直接受益窗，面积达10.26m2 。各朝向窗墙面积比分别是北向0.04，东西 向0，南向 0.42。第二为窗下对流环路式集热墙，见图2。做法 ：①4mm玻璃； ②12mm 空气层； ③4mm玻璃； ④25mm空气层； ⑤1mm双面满涂深绿色无光油漆铁板； ⑥120mm空气层；⑦50mm珍珠岩砂浆；⑧240mm实心砖墙上设60×180mm通风口四 个；⑨30mm珍珠岩砂浆；⑩刮腻子两道。风口装有塞式风门。见图 3。20多 年 来 ， 由于条件所限，内蒙古太阳 能建筑集热墙透光层多采用木框且与外墙外边缘平齐， 经风吹日晒雨淋，使用 2~3年后即开始掉漆，走样变形，直接影响集热效果。也有 少量采用金属框，热损过大。示范工程在自治区太阳房集热墙中首次选用单框双玻 固定扇塑料窗作为透光层，各项理化指标明显优于木、钢窗。第三为辅助热源。严 寒区牧民住宅供热一般使用以畜粪为燃料的火炕、火墙和燃煤炉。示范工程辅助热 源是由火炕和赤峰市温和锅炉厂制造的 CLSG――B240 型多功能节能民用锅炉组 成。锅炉主要技术指标供热面积 80~100m2，林格曼黑度大于 1，热效率大于 70%， 系国家专利产品。暖气片布置在横向内隔墙下部，同时为客厅、餐厅供热；居室紧 靠纵隔墙北侧安装，可充分利用热量，便于家具摆设，并及时启闭窗下集热墙风口20风门。 南向开敞，东西北向封闭是严寒区牧民住宅的特征之一。本工程南向由直接受 益窗和太阳能集热墙构成竖向玻璃带，与窗间墙形成虚实对比，造型新颖，简洁明 快，朴素大方，别具特色。 4 效益 经热 工 计 算 ， 太 阳 能 牧 民 住 宅 节 能 率 ESF=63.7% ，太 阳 能 供 暖 保 证 率 SHF=52.9%，一个采暖期节约标煤量G=1.04t/a，节能收益A=1 007元/a，一次性增加 初投资22.13%，回收年限N=9年，主要技术经济指标满足《被动式太阳房技术条件 和热性能测试方法》GB/T15405-94要求。 5 发展规划及建议 住好房，找太阳。广阔的草原一望无际，火红的太阳，金光灿烂。隆冬季节， 皑皑白雪，天寒地冻，太阳能牧民住宅室内温暖如春。示范工程用户激动地说：太 阳能住宅节省采暖费用和劳动力效果明显，为我们提供了舒适、卫生的生活热环境。 该项目的实施，充分体现了党和政府对我们牧民的关心。太阳房增加投资不多，但 综合效益可观。克什克腾旗和内蒙古电视台先后对本工程进行专题报道，此邻盟市 旗县的相关部门和牧民纷纷前来参观访问并给予高度评价，一致认为太阳能住宅在 牧区具有广阔的推广前景。 我国牧区多位于边疆地区、欠发达地区、少数民族地区，远离内地，气候严寒，条 件恶劣，灾害频繁。牧业生产以舍饲、定居轮牧为主，游牧为辅，经济基础差。居 住分散，地广人稀，交通不便。生态环境脆弱，草原退化、沙化日趋严重。以畜粪 为燃料炊事取暖，结构单一，过量消耗，自给不足，燃烧速度快，发热量低。住宅 造型各异，围护结构保温性能差，能耗大，冬季室内温度低且波动大，热舒适度不 佳。地方建筑材料少，施工技术落后。常规能源短缺，太阳能资源丰富。结论：牧 区亟待从灶口要回生态，用太阳能来采暖。 解决严寒区牧民住宅“暖”的问题，既要开源――大力开发利用丰富的太阳能资21源用于采暖，又要节流 ――通过高新技术整合、材料集成提高围护结构保温性能， 令人欣喜和备受鼓舞的是， 20多年的科研效果，为推广太阳能牧民住宅奠定了基础。 空前高涨的草原生态建设热，为其创造了条件。日新月异的建筑节能高新技术，为 其提供了可靠的依托。最新一代高效集热保温材料，为其铺平了道路。保温板式结 构建筑的发展，必将促进装配式太阳能牧民住宅的研发进程。建筑与太阳能发电一 体化技术，有助于继续提高太阳能牧民住宅的节能率，直至实现零能耗建筑。 本项目的成功再次证明，因地制宜地规模推广太阳能牧民住宅是改善牧区居住 生活条件，提高牧民经济收入，恢复和保护草原生态环境的有效途径之一。为此， 建议继续在政策上给予扶持，经费上给予补贴，技术上给予指导。增加资金投资， 提高科技含量，上技术档次，求规模效益。考虑到牧区经济文化相对落后，建筑专 业技术人员奇缺，建筑材料运输距离远，施工现场条件差、困难多，宜组织有关工 程技术人员，深入牧区考查分析，以解决牧民住宅冬季采暖为目的，致力于适合牧 区特点的太阳能采暖和建筑节能应用技术研究，合理确定平面布局。进深净高，围 护结构保温措施。树立全面的节能观点，精心设计、努力创作出符合各地不同气候 条件的标准不高水平高，造价适中质量优，面积不大功能全，节省燃料室温高的小 康型太阳能牧民住宅。同时，通过编制太阳能牧民住宅通用施工图集，组建太阳能 牧民住宅专业施工队伍，举办太阳能建筑技术培训班，召开太阳能牧民住宅现场交 流会，实现太阳能牧民住宅设计标准化，构件定型化，施工专业化，质量优良化。 推广普及太阳能牧民住宅，工作步骤应从点到面，坚持不懈，稳步前进。在地 域上逐步扩展，从苏木集镇公路铁路沿线开始，向在远离浩特牧区、定居点发展。 在建筑类型上逐步推开，从新建居住建筑开始，向既有建筑改建发展。在综合效益 上逐步提高，从太阳能建筑向绿色建筑发展。在太阳能利用技术上逐步改进，由集 热墙、阳光间、直接受益式向太阳光电幕墙、屋顶式发展，最终实现零能耗建筑。 用我们的双手让金色的阳光铺射至严寒牧区的每一栋住宅，温暖千家万户。22二、别墅系统系统示意图： A.平板集热器 B.智能控制器 C.分体换热式贮水罐 D.补热燃油炉E.散热器及喷头等用热设备 一、设计条件： 日照条件：优越； 用热方式：结合壁挂式燃气热水器补热，24小时定温供水，冬季带动地板采暖。 二、系统特点： 1.机型：双循环分体式太阳能中央热水系统232.集热器：选用全铜U型管-真空管集热器，长度、宽度及几何形状结合建筑物 立面效果选择； 3.热水罐：采用承压式不锈钢内胆双循环保温水罐； 4.循环方式： A. 防冻液在集热器与热水罐内换热器之间温差控制全自动强制循环，加热 热水罐； B.燃气热水器与热水罐之间定温强制循环，保证热水罐温度； C.冬季采暖循环水在地板敷管与热水罐之间强制循环取热； D.生活用热水靠自来水压力，随时从热水罐顶出使用。 5.补热配置：将太阳能系统与原有壁挂式燃气热水器并联，按 “最大限度使用 太阳能”原则自动联控 ，既保证随时供水，有使燃气消耗降至最低。 6.控制方式： A.控制器随时检测水罐与集热器出口温度差，达到设定指标，即启动循环泵， 将热量储入水箱,低于设定指标，即自动停泵； B.日照不足时，自动启动壁挂式燃气热水器，使热水罐温度保持设定值； 三、系统优势： 1、本系统为别墅型建筑用热成套解决方案，可在安全、方便、环保、经济的前 提下满足别墅业主所有用热要求； 2、太阳能系统与建筑一体化设计安装，不破坏小区良好景观； 3、集热器与热水罐分体，水罐置于室内―― 安全、 美观 、 保温好、易于与 燃气结合； 4、太阳能系统与常规能源自动联控，在保证用户使用舒适度的同时最大限度节24省燃气费用； 5、冬季无人居住时关闭燃气，仍可利用太阳能保证室内管路不会冻坏。三、太阳能建筑一体化技术的发展和前景前言 在当今世界能源与环境问题日益严重的形势下， 太阳能是一种可利用的非常宝贵 的可再生能源。而且相对于人类发展历史而言是一种取之不尽、用之不竭、清洁的 永久能源。太阳能技术已成为一项新兴而热门的技术，由这项技术衍生出来的其他 技术，比如太阳能建筑一体化技术是太阳能应用领域扩展的需要。把太阳能同建筑 结合起来，把几千年来房屋只是人类居住、遮风挡雨、避寒暑的简单场所发展成具 有独立能源、自我循环式的新型建筑，这也是人类进步和社会、科学技术发展的必 然。 1 建筑一体化太阳能发电 日在日本京都召开了气候变化框架公约第 3次缔约方大会（简称 COP-3） ，通 过 了 “京都议定书”，列出了各缔约方削减温室气体的目标值。美国和 欧盟都曾提出了要在2010年实现总功率为300万kW的屋顶太阳能发电计划； 德国发 布了一项10万屋顶计划 年 ） 即 到 2004年太阳能屋顶发电普及10万家 ， （ ， 总发电功率为30万kW；意大利发布了一项1万屋顶计划（年 ） 到2003 ， 年普及太阳能总发电功率为5万kW。瑞士、荷兰也发布了利用屋顶进行太阳能发电 的大型计划；日本政府也制定了新能源法，到2010年要普及总功率为500万kW的屋 顶发电系统。这些国家还采取了相应的财政补贴和优惠政策，鼓励人们购买太阳光 发电系统和使用太阳能电力。从上述计划可以看出，各国政府都把太阳能应用同建 筑的一部分――屋顶联系了起来，至于如何把太阳能应用设备同屋顶结合起来的问 题显然要求助于太阳能工程师们了。25国外推广家用太阳能发电技术都考虑了使环境优美、居住舒适的太阳能建筑一体 化技术，并大力研究既不消耗矿物燃料、不污染环境又能使生态良性循环的独立能 源建筑。 在推行建筑一体化太阳能发电技术时一般采用两种太阳电池组件。一种是普通太 阳电池组件，施工时通过装配件把太阳电池组件同周围建筑材料结合起来，组件之 间和组件与建材之间的间隙需要另行处理，其特点是这种太阳电池组件可以在普通 流水线上大批量生产，成本低，价格便宜，既可以同建筑结合起来使用，又可以安 装在大型支架上形成大规模太阳能发电站。其缺点是无法直接代替建筑材料使用， 太阳电池组件与建材重叠使用造成浪费，施工成本高。另一种是建材型太阳电池组 件，这是一种在生产厂把太阳电池芯片直接封装在特殊建材上的组件，设计有防雨 结构，施工时按模块方式拼装，集发电功能与建材功能集于一体，施工成本低。但 是由于必须适应不同的建筑尺寸，很难在同一条流水线上大规模生产，有时甚至需 要投入大量的人力进行手工操作生产，以至于生产成本高。当然生产成本高是相对 于劳动力昂贵的国家而言，对于劳动力价格较低的我国而言，这种太阳电池组件更 有利于国际竞争。 由于我国人民的消费水平还很低，家用太阳能发电系统的普及尚需时日，这里只 能简单地介绍几个国外的应用实例和国内的一个示范实例。图 1是用普通太阳电池 组件构成太阳能建筑一体化墙体的典型事例， 组件之间采用铝合金封条进行连接 （图 中组件之间的白色部分） 并起到防雨作用， ， 为了提高阳光接收量而又不突显于墙面 ， 组件具有一定的倾角。26图2是建材型太阳电池组件 ――透光型太阳电池组件构成太阳光发电幕墙的典型 事例， 该组件是由太阳电池芯片和双层玻璃 板构成，芯片夹在玻璃板之间，芯片之间和 芯片与玻璃板边端之间留有一定的间隙， 以 便透光，芯片面积占总面积的70%，也即 透 光率为30%。透过幕墙可以 看到外边的景 物，而从外边看，可以降低玻璃板刺眼的影 响并具有一定的装饰作用，可谓一举多得。图3是装有屋顶一体化太阳能发电系统 的别墅， 太阳电池方阵采用的是普通太阳电 池组件， 组件之间和组件与瓦之间都有防雨 措施，整个方阵代替了相应面积的瓦，可以 节省一部分建造费，从外观上看也不失为一道风景。27图4是上海交通大学太阳能研究所于2001年建造的多能互补生态能源房，图中屋顶 左侧部分是屋顶一体化太阳能发电系统的太阳电池方阵，屋顶右半部分是太阳集热 器方阵。如图5所示，在角钢制作的屋架上铺设防雨保温板，在防雨保温板上按一定间距固 定枕木，枕木上再固定工字型材，然后按特殊的施工方法设置太阳电池组件。为了 给太阳电池组件背面通风降温，在组件框架与防雨保温板之间留下了一定宽度的间 隙。该设计的特点是任意一块太阳电池组件都可以 随时拆卸进行单件测试或更换， 而不需要拆卸螺丝或固定件。282建筑一体化太阳能光热利用 根据我国的综合国力现状和消费水平， 在最近几年还不可能大规模推广家用太阳能发电系统。但是我国的太阳能光热利用水平已相当高，尤其是经过太阳能工作者 的多年努力，太阳能供热水市场规模已具世界第一。这一方面说明人民消费水平虽 未达到购买太阳能发电系统的能力，但已经能够承受起购买太阳热水器的负担；另 一方面，在收入还不高的情况下能够自觉去利用太阳能说明人民文化素质和环保意 识的普遍提高。在长江南北、京沪沿线，甚至在上海这样一个高楼林立的现代化大 都市的城郊接合处，都可以看到屋顶上安装的太阳热水器，时而还可以看到一些小 型太阳能发电系统。可惜不管是太阳热水器还是小型太阳能发电系统，由于都是未 加装饰地安装在建筑上，因此都存在与建筑和周围环境不能良好协调的问题。 太阳集热器也可以象太阳电池组件那样融入建筑，与建筑形成一体，只是难度要 相对大一些。因为集热器之间以及集热器与系统本身的连接都是通过水管来完成， 需要考虑保温、保持水路畅通等问题。目前在上海和云南等地已经出现一些设计， 虽然许多地方尚待改进，但至少迈出了可喜的一步。 图6表示上海交通大学太阳能研究所的多能互补生态能源房屋顶太阳集热器方阵29的施工状况，施工方法和所用建材与 上述太阳电池方阵一样，只是集热器 与防雨板之间未留间隙，而是把集热 器直接贴在防雨板上。这是因为集热 器背面不仅不需要通风降温，相反需 要保温。在这种情况下，防雨板不仅 起到防雨作用，还起到了保温作用。 由于这种作用，使得集热器可以设计 得更薄一点。 上海交通大学的示范工程有着一定的指导意义，后来的设计做了某些改进：对屋 顶一体化专用集热器的厚度进行减 薄；对集热器的机械结构进行了调 整，使得更易于施工；对集热器方 阵的施工方法做了改进。图7、图8 是改进后的集热器在上海市样板工 程中的应用事例。从外观上看，集 热器方阵像一排天窗，融入整个建 筑，非常协调。从实用上来评价， 它既是建材又是热水器，能提供一 家5～6口人洗澡用的热水。 3 今后的工作 如上所述， 先进国家的太阳能光 电建筑一体化技术已经相当成熟， 我国还刚刚起步，但是总的来看， 太阳能光热建筑一体化技术国外也 没有称得上成功的事例，应该说我30国还是走在前列的。任何一项新技术的出现总是同解决具体问题和适应市场需求相 联系的，太阳能建筑一体化技术也不例外，并且也同其他新技术一样有个发展和改 进的过程。今后需要改进和完善的地方还有很多，以下仅是个人对近期发展的三点 建议（不包括太阳电池） ： 1）进一步完善集热器方阵与周围建材的平滑连接。这一点需要同建材生产厂家 合作才会取得令人满意的结果。 2）进一步深化集热系统、供热系统与建筑应用的完美结合。这一点没有与建筑 设计部门的合作也是很难收到理想效果的。 3）产品要多样化。从目前的单一黑灰色再增加2～3种颜色，以供用户选用。 随着经济建设和社会的发展，城市花园化已经成为潮流，而且随着能源与环境的问 题日益严重，太阳能应用也将日益普及，城市花园化和太阳能应用最终将体现在建 筑上，因此应更多地研制适合各种建筑的太阳能产品以适应社会发展的需要。四、国外太阳能住宅发展现状 现代化社会中，人们对舒适的建筑热环境的追求越来越高，导致建筑采暖和空 调的能耗日益增长。在发达国家，建筑用能已占全国总能耗的３０％―４０％，对 经济发展形成了一定的制约作用。 美国是世界上能量消耗最大的国家， 国会先后通过了“太阳能供暖降温房屋的建 筑条例”和“节约能源房屋建筑法规”等鼓励新能源利用的法律文件。 在经济上也采取 有效措施，不仅在太阳能利用研究方面投入大量经费，而且由国会通过一项对太阳 能系统买主减税的优惠办法。因此，美国太阳能建筑的发展极为迅速，无论是对太 阳能建筑的研究、设计优化，还是材料、房屋部件结构的产品开发、应用，以及真 正形成商业运作的房地产开发，美国均处于世界领先地位，并在国内形成了完整的 太阳能建筑产业化体系。31美国于上个世纪８０年代初就由新墨西哥洲的洛斯阿拉莫斯科学实验室编制出 版了被动式太阳房设计手册。此外，美国还出版了许多实用的被动式太阳房建筑图 集，既介绍成功的设计实例，也有对太阳房原理、构造的详细说明。这些工具书的 发行和一些样板示范房屋的建立，对美国公众接受太阳房起到了很好的促进作用。 比较著名的示范建筑有：位于新泽西州普林斯顿的凯尔布住宅；位于新墨西哥州科 拉尔斯的贝尔住宅；位于新墨西哥州圣塔菲的圣塔菲太阳房；位于加利福尼亚州阿 塔斯卡德洛的阿塔斯卡德洛住宅，以及位于新墨西哥州科拉尔斯的戴维斯住宅。这 些建筑采用壁炉或电散热器作辅助热源，但太阳能供暖率均在７５％以上，有的已 达到１００％，例如阿塔斯卡德洛住宅。 早在上个世纪４０年代，美国麻省理工学院就开始利用太阳能集热器作为热源 的供暖、空调系统研究，先后建成了ｗ号实验太阳房。这些实验太阳房，即是最早 的主动式太阳房。到７０年代以后；又有华盛顿近郊的托马森太阳房和科罗拉多州 丹佛市的洛夫太阳房等主动式太阳房的示范建筑建成。这些太阳房的成功运行，说 明太阳能供热、空调系统在技术上是完全可行的，但由于投资较大，推广普及程度 不及被动式太阳房。直到进入９０年代，由于开发出更加高效的太阳集热器和吸收 式制冷机、热泵机组，应用范围才得以扩大。 日本在主动式太阳房的研究应用领域也处于世界前列。１９７４年日本通产省 制定了“阳光计划”，并按此计划建造了数幢典型太阳能采暖空调试验建筑，如矢崎 实验太阳房。而且多年来日本的太阳能采暖、空调建筑一直稳步发展，并已应用于 大型建筑物上。 此外，法国、德国、澳大利亚、英国等发达国家也拥有相当先进的太阳能建筑 应用技术。著名的集热蓄热墙采暖方式即是法国人菲利克斯?特朗勃的专利，法国的 奥代洛太阳房是该采暖理论转化为实际应用的第一个样板房。英国利物浦附近的沃 拉西的圣乔治郡中学，则是直接受益式太阳房最大和最早的样板之一。尽管英国的 太阳能资源并不丰富，该所中学安装的常规采暖系统却从未使用过。 最后值得一提的是近几年来在发达国家已有相当发展水平的“零能房屋”，即完32全由太阳能光电转换装置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到清洁、无污 染，它代表了２１世纪太阳能建筑的发展趋势。由于许多国家的政府（如美国、德 国）都制定了太阳能在国家总能源消耗中的所占比例应超过２０％的计划，相信这 种“零能房屋”将会有十分良好的发展前景。 五、被动式太阳房简介被动式太阳房具有集热、蓄热、保温等功能，冬暖夏凉，在无辅助热源的情况下， 被动式太阳房比普通住房冬季可提高室内温度 8℃以上，室内外温差达到15℃；夏 季可降低室温2℃―3℃，既节柴又卫生，造价仅增加10%―15%，且能收到很好的 节能保温效果。因其造价低廉、构造简单、管理方便、不需要动力，深受人们的欢 迎。 我省自20世纪80年代初开始进行被动式太阳房设计推广，至今已推广295.2万平 方米，居全国首位，且仍以每年10万平方米的速度发展。该项技术于1997年由省技33术监督局和省建设厅联合颁布了省级地方标准《村镇被动式太阳房建筑设计施工规 程 》 1998年获省政府科技进步三等奖。该技术适合于北方地区推广。 ，什么是太阳房？所谓太阳房，就是能够利用太阳能进行采暖和降温的房子。我国传 统的民房几乎都是太阳房， 是最原始、 最感性的太阳房， 是现代太阳房的雏形。 “太 阳房”一词起源于美国。当时，人们看到用玻璃建造的房子内阳光充足，温暖如春， 便形象地称为太阳房。 辽宁省太阳房试验示范工作始于21世纪80年代初期，发展势头强劲， 每年以10万平方米的速度发展， 到2000年底，全省共推广太阳房250.7 万平方米， 居全国首位。 其中有住宅、 农村中小学校舍、 村镇办公室、 敬老院等。 近年来，被动式太阳能校舍发展速度较快，原因有以下几点：1.太阳能校舍几乎不用 烧柴、煤等常规能源，学生不再受烟熏之苦，有益于学生的身心健康。2. 学校主要 是白天使用，并且在最寒冷的一、二月份学生放假，因此，被动式太阳房的优越性 能够充分发挥出来。3. 国家教育部及省教委非常重视太阳能校舍的建设，曾多次召 开专题会议，讨论改建危旧校舍成太阳能校舍的问题。 根据多年来的测试及统计34分析，被动式太阳房具有以下的特点： 1．工程造价低。据统计，太阳房的工程造价比普通房增加10%―15%。 2．冬暖夏凉。冬季，在无辅助热源的情况下，太阳房比普通房室内温度高5― 8℃左右，室内外温差达到15℃；夏季，太阳房比普通房室内温度低3―5℃。 3．节能效果好。据测算，一栋100平方米的太阳房和普通房，在保证室内温度 相同的情况下，每年可节约薪柴或秸秆1.5吨左右；在保证烧柴量相同的情况下，太 阳房比普通房室内温度高5―8℃。 4．需要辅助热源，当室外温度很低或连续阴天时，应当有辅助热源提供热量 来维持室内温度。辅助热源可采用吊炕等。 辽宁省技术监督局和辽宁省建设厅于1997年联合颁布了 《村镇被动式太阳能建筑设计施工规程》 辽宁省人民政府于1998 ， 年授予该项技术为省科技进步三等奖。 一、太阳房的分类 房和被动式太阳房。 按照目前国际惯用名称，太阳房分为两大类：主动式太阳 主动式太阳房是以太阳能集热器、管道、散热器、风机或泵以及储热装置等组成的强制循环太阳能采暖系统，或者是上述设备与吸收式制冷机 组成的太阳能空调系统。 这种系统控制、 调节比较方便、 灵活， 人处于主动地位。 主动式太阳房的一次性投资大，设备利用率低，技术复杂，需要专业技术人员进行维 护管理，而且仍然要耗费一定量的常规能源。因此，对于居住建筑和中小型共用建 筑来说，主要采用被动式太阳房，今后提到的太阳房