寒冷地区农村太阳能住宅研究

随着我国乡村生活水平的提高,农村居住建筑的耗能量也在不断上涨。为了改变传统农村住宅热工性能差、建筑耗能大的现状,一种新型节能农宅应运而生。而其中对太阳能应用的研究,可有效的缓解我国能源紧缺局面,更有利于节能建筑的发展和推广,对广大农村普及应用节能住宅具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。 本文以北京地区农村居住建筑为主要研究对象,在对太阳能住宅体系理论分析的基础上,针对京郊地区农户的住宅能耗现状进行了实地调研走访,并对挂甲峪村太阳能住宅的室内环境进行了现场测量,较全面地研究了太阳能住宅的热环境和能耗状况。研究结果表明:当采用太阳能采暖系统以后,在室外平均室温仅为-3.7℃的条件下,室内采暖房间的平均温度能达到10.1℃,且全天最大温度波动仅为3.1℃。经测算太阳能集热系统每年能为农户节约能量5878KWh,相当于每户节省了2820元的采暖和取热费用。 为了使新型太阳能住宅适应一些比较贫困的农村地区,进一步扩大其在农村的应用范围,本文提出了被动式太阳能房的节能策略。通过对农村住宅整体规划布局、单体设计以及细部构造技术等一系列优化设计研究,并通过理论计算和运用清华大学DeST-h能耗模拟软件进行动态模拟,对被动式太阳房设计方案的节能效果加以验证。结果表明:被动式太阳能房的冬季采暖负荷为21.09 W/㎡,已接近北京城区的建筑节能设计值20.6W/㎡的要求。而传统农宅的采暖热负荷为67.79W/㎡,是设计标准值的3.3倍。当室外平均气温只有-3.3℃时,被动式太阳房的室温波动幅度较小,仅为3.6℃,其全天平均自然室温比传统农宅高出了3.16℃。相比传统农宅,被动式太阳房在采暖期间每户节约煤炭3540.25Kg,节能率达到了69.1%。通过对该方案的经济性评价可知,被动式太阳房的初增投资可在7.35年全部回收。 研究证明:该被动式太阳房对农村的住宅节能具有现实意义和推广价值,未来前景广阔,值得在寒冷地区的广大农村中加以应用。