零碳建筑攻略:被动式设计中的直接太阳能增益指的究竟是啥?

 二维码 9
来源:零能耗与零碳建筑
直接增益是来自太阳的热量被收集并包含在占用的空间中。这种热量可以通过建筑物的热质量来保留,或者可以通过反射材料来避免。
直接太阳能增益对于任何需要供暖的场所都很重要,因为它是被动加热建筑物的最简单且成本最低的方式。在炎热的阳光充足的气候中,避免直接获得太阳能也很重要。
通过确定太阳在一天和一年中向室内空间传递多少热能来测量或预测良好的直接增益。在许多气候条件下,当太阳低时,冬季需要更多的热量增加,而夏季则需要更少或不需要。同样,通常在早上需要更多,但在下午晚些时候则更少或没有。直接增益不是入射太阳辐射的总量,因为并非所有这些都会进入并保留在空间中。
图片
通过墙壁/屋顶和玻璃直接增益
阳光可以通过信封的坚固墙壁或屋顶加热空间。阳光也通过窗户进入空间,加热室内表面。
太阳的一些光是长波辐射,也就是热量;此外,被表面吸收的任何波长的光都会在这些材料中转化为热量。然后,这些材料通过直接向他们传导热量、加热通过对流携带热量的空气以及再辐射他们的热量来温暖房间里的人。

太阳能增益玻璃

孔径位置和面积是获得热量、一天中的什么时间以及一年中的什么季节的重要因素。对于大多数纬度地区,它通过大面积的面向赤道的玻璃进行了优化,主要的生活空间直接暴露在后面。阴影在温暖的时候阻挡多余的阳光,在凉爽的时候让太阳的热量进入。
智能方向、尺寸和阴影必须与玻璃属性的智能选择相结合。不同种类的玻璃窗可以将太阳的热量吸收到室内,或者拒绝它,或者让室内的热量逸出。几种玻璃类型可能适用于建筑物的不同表面。

避免损失

白天让热量进入的大面积玻璃窗也可以在晚上很容易地散发热量。热量既可以通过直接传热,也可以通过允许长波辐射穿过窗户,因为内部材料重新辐射其热量。因此,应结合某种形式的夜间保护,以尽量减少通过窗户的任何传导和对流损失。可以使用带有封闭檐口板或“pelmet”来密封顶部的厚拉窗帘,或隔热的内部/外部卷帘。

太阳能增益的热质量

热质量 对于舒适地吸收太阳热量至关重要。它吸收并保留热量,减慢太阳加热空间的速度以及太阳消失后空间失去热量的速度。如果没有热质量,进入空间的热量只会迅速重新辐射出去,使空间在阳光下过热,而在没有阳光的情况下过冷。

表面颜色和凉爽的屋顶

材料吸收的阳光量(并因此转化为热量)取决于其颜色。浅色表面会在空间内反射光线,将其分布在更多的表面上。深色材料一旦撞击就会吸收大部分入射能量。根据具体情况,这两种方法都可能有用。
屋顶通常需要避免在炎热气候下直接获得太阳能。“凉爽的屋顶”使用浅色来反射大部分太阳热量。凉爽的屋顶表面通常比简单地添加屋顶绝缘更有效。例如,在阳光明媚的日子里,黑色屋顶的表面很容易比白色屋顶的表面高 40°C (75°F)。
图片

深色屋顶比浅色屋顶更热
一种常见的测量方法是反照率,即材料反射阳光的能力。浅色屋顶具有“高反照率”。但最常用于规范和标准的测量1是太阳反射指数 (SRI),它同时考虑了反射率和发射率2
SRI 是一个标度,其中 0 是热反射率最低的标准黑色涂料(反射率 0.05,发射率 0.90),100 是热反射率最高的标准白色涂料(反射率 0.80,发射率 0.90)。这意味着某些材料的 SRI 可能略低于零或略高于 100。
按照通用标准1,要被视为“凉爽屋顶” ,平屋顶的 SRI 要求高于 78,陡峭屋顶的 SRI 要求高于 29。一些典型值如下。
材料
SRI

黑色丙烯颜料
0
典型的沥青
6
“白色”沥青瓦
21
轻质砾石面屋顶
37
典型混凝土
19 - 52
白色丙烯颜料
100
反光屋顶膜
80 - 110
常见太阳反射指数表
图片
常见材料的太阳反射率和吸收率与热反射率和发射率。
发射率是屋顶表面辐射吸收的热量的能力。以 0 到 1 的比例进行测量,其中 1 是发射最多的(不会保留那么多热量)。低辐射率可以通过保持热量和减少热负荷来使寒冷气候下的建筑物受益。为了防止热岛效应,优选高辐射率。


地址:贵阳市观山湖区会展城A区G座707室
联系电话:0851-85817864(85831918)