高清无水印 农村地区被动式太阳能暖房图集(试行)

编制说明
1、编制依据
《民用建筑热工设计规范》GB50176
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50376
《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26
《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ 75
《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134
《公共建筑节能设计标准》GB50189
《被动式太阳能建筑技术规范》JGJ/T 267
《太阳能供热采暖工程技术规范》GB50495
《被动式太阳房热工技术条件和测试方法》GB/T15405
《建筑采光设计标准》GB/T50033
《室内空气质量标准》GB/T18883
《屋面工程质量验收规范》GB50207
《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411
《居住建筑节能检测标准》JGJ/T 132
《公共建筑节能检测标准》JGJ/T 177
《可再生能源建筑应用工程评价标准》GB/T50801
《建设工程文件归档整理规范》GB/T50328
《建筑节能气象参数标准》JBJ/T346
《农村居住建筑节能设计标准》GB/T50824
《被动式太阳能建筑设计》15J908-4
当本图集依据的标准规范进行修订或有新的标准规范出版实施时，本图集与现行工程建设标准不符的内容、限制或淘汰的技术或产品视为无效。工程技术人员应对本图集相关内容进行复核后选用。

2、适用范围
2.1本图集适用于我国严寒和寒冷地区农村及牧区新建、改建和扩建被动式太阳能暖房的设计、施工。
2.2本图集适用于抗震设防烈度≤8度的地区。
3、图集内容
3.1被动式太阳能暖房的设计定义与设计原则：
3.2被动式太阳能暖房的相关术语；
3.3被动式太阳能暖房的采暖方式和基本规定：
3.4被动式太阳能暖房的设计条件；
3.5被动式太阳能暖房采暖方式原理、技术要求及建筑构造节点；
3.6被动式太阳能暖房建筑实例若干：
3.7热工计算及材料的热物理性能、热工计算等相关参数附录。
4、被动式太阳能暖房设计定义与设计原则
4.1不需要专门的太阳能采暖系统部件，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建筑材料和结构构造的恰当选择，使其在冬季能够集取、保持、蓄存和分配太阳热能，从而使建筑物具有一定的采暖功能，维持一定室内温度的建筑。
4.2被动式太阳能暖房设计应遵循因地制宜的原则，结合当地的气候特征、资源条件、技术水平、经济条件和建筑的使用功能等要素，选择适宜的被动式暖房技术，按照有利于太阳能利用的规划布局，建筑形体设计，建筑功能空间布局、围护结构选型、被动式太阳能技术集成设计、构造节点来进行设计。

5、被动式太阳能暖房术语
5.1直接受益式style of direct benefit
冬季阳光通过建筑物较大面积的南向透光材料（玻璃窗），直接进入室内的采暖方式。
5.2集热蓄热墙式style of collecting and storing heat
冬季阳光投射到南向垂直集热蓄热墙吸热面上，加热夹层中的空气，然后通过传导、辐射以及对流，将热量送入室内。集热蓄热墙通常由蓄热性能好的重质材料构成，外表面一般涂成黑色或某种暗颜色，以便有效吸收阳光。
5.3附加阳光间式style of add--ons shining room
直接受益式与集热蓄热墙式的混合产物，是在建筑物主体南向墙面附加玻璃温室的采暖方式。
5.4对流环路式convective loop
在被动式太阳能建筑南墙设置太阳能空气集热蓄热墙或空气集热器，利用在墙体上设置的上下通风口进行对流循环的采暖方式。
5.5集热系统solar system
被动式太阳能建筑的直接受益窗、集热蓄热墙或附加阳光间等用来完成被动式太阳能采暖系统集热功能的设施或构件。
5.6蓄热体thermal mass
能够吸收和储存热量的材料。
5.7围护结构传热系数overall heat transfer coefficient of building envelope
围护结构两侧空气温度温差为1K,在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量。
5.8采暖期室外平均温度outdoor mean air temperature during heating period

采暖期起止日期内，室外逐日平均温度的平均值。
5.9室内设计计算温度indoor design temperature
用来计算采暖期度日数和建筑物辅助采暖耗热量的温度。
5.10采暖期度日数degree--day during heating period
采暖期各天室内设计基础温度与采暖期室外平均温度之间的正温差（不计负温差)的总和。
5.11基础温度basal temperature
根据采暖要求设定的建筑室内最低空气温度，当室内温度低于此温度时需加设辅助热源。
5.12窗墙面积比area ratio of window to wall
窗户洞口与房间立面单元面积（即建筑层高与开间定位线围成的面积）的比值。
5.13辅助热量auxiliary heat
在被动式太阳能建筑的室温低于基础温度期间，由其他辅助供暖设备(系统)向室内提供不低于基础温度所需的热量。
5.14太阳能供暖保证率solar heating fraction,SHF
被动式太阳能建筑为维持基础温度所需净负荷中太阳能所占的百分比。
5.15被动式太阳能贡献率energy saving fraction
表示被动式太阳能建筑的采暖负荷中，太阳能得热所占的百分率。
5.16被动式太阳能采暖节能率solar saving fraction
评判太阳能集热系统性能的参数，数值上等于建筑利用太阳能采暖节约的热量与建筑没有太阳辐射作用时能耗的比值。

6、被动式太阳能暖房基本规定
6.1严寒和寒冷地区根据不同的采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26范围，划分为五个子气候区。严寒和寒冷地区气候分区见表1、表2。

6.2应满足人体健康所需的室内温度、通风、日照等要求。采暖期室内平均温度应达到14℃，室温日波动范围不应大于10℃。
6.3应考虑其技术性与经济性，采用有利于促进建筑与环境可持续发展的场地、技术、设备与材料。
6.4应结合所在地区气候、资源、生态环境、经济条件和地域文化等特点经过综合分析后进行建设。
6.5应遵循安全、适用、经济、绿色以及美观的原则，根据建筑功能的要求和使用特性，选择适宜的被动式太阳能采暖技术。
6.6应采用增强建筑围护结构保温隔热性能和提高太阳能采暖能效的措施。围护结构（外墙、外门窗、屋面和地面）的热工性能应达到本图集中规定的限值要求，且投资成本增量不宜超过20%。
6.7应在建筑方案设计和初步设计阶段设计文件的节能专篇中，对被动式太阳能暖房的内容进行说明，施工图设计文件中应对被动式太阳能暖房的施工、验收、运行与维护等技术要求进行说明。

6.8应根据建筑物所在区域的能源规划，合理选择和设计辅助供暖设备（系统），确保被动式太阳能暖房的有效性，提高利用太阳能和常规能源的综合效益。
7、被动式太阳能暖房设计条件
7.1选址、环境和间距
7.1.1宜修建在太阳能资源丰富的地区，并布置在南向采光好的地域。避免建设在不避风的高地、河边和海岸处；在山坡上新建被动式太阳能暖房时，应根据地形依山顺势而建，不易进行较多的挖土填方。表3是我国各地区太阳能资源分布情况。

7.1.2应保证暖房冬季太阳辐射得热，场地南面不应有山坡或浓密的树木遮挡，边树木宜种植落叶植物。避免暖房的南立面被高大的物体或建筑遮挡，庭院里的高大树木应与被动式太阳能暖房保持足够的距离（图1）。

7.1.3依山而建时，应选择建在向阳的坡地上，其坡度应有利于接收太阳光，建设场地坡度应小于30%，湿陷性黄土地区坡度不应大于7%，同时应满足工程设计、建设对场地的要求（图2）。

7.1.4直接受益式，要求应达到冬至日满窗日照6h的间距要求，最小日照距离不应小于D,D=(H一H1)/tanh,式中h为上午9时或下午3时的太阳高度角；H为前幢房屋檐口至地面高度；H1为后幢房屋窗台至地面高度。如图3所示。
集热蓄热墙式，要求应达到冬至日满墙日照6h的间距要求，最小日照距离不应小于S,S=H/tanh,式中h为上午9时或下午3时的太阳高度角；H为前幢房屋檐口至地面高度（图3）。

7.1.5在受条件限制地区，被动式太阳能暖房在冬季采暖期间，从上午9时至下午3时（冬至日有效日照时段），受其他建筑物对阳面的日照影响范围不能超过15%。
7.1.6北、西、东三个方向宜设置防风墙或坎，高度不宜小于2m,防风墙或坎不应影响被动式太阳能暖房的日照时间和范围（图4）。

7.1.7应充分利用建筑外部环境创造适宜的室内条件，提高建筑室内舒适度。如：利用绿化防风、遮阳、蒸发降温等。
7.2内部空间和外部形体
7.2.1方案设计时，建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主立面（外窗面积最大的立面)朝向宜向南。因周围地形的限制和使用习惯，允许偏离正南向士30°（图5）。校舍、办公用房等以白天使用为主的建筑应控制在南偏东15°以内。

7.2.2平面布局宜按照空间的温度分区布置，最好能进行南北分区。白天使用较多的主要房间宜布置在南向或南偏东部位，夜间使用的房间可布置在南向或南偏西的部位，次要附属（辅助）用房应设置在北向及东西向部位。

7.2.3房间功能布局应合理，起居、活动方便。卧室和起居室等主要房间宜布置在南向或掌近内墙侧，厨房、卫生间、储藏室等辅助房间宜布置在北向或外墙侧。
应选择合适的暖房进深，宜设计成浅进深、大开间的形式，室内净高不宜超过3m,单面采光房间的进深不宜超过6m。房间的面积以满足使用要求为宜，不宜过大，卧室面积不宜超过20m㎡2，起居室面积不宜超过25m㎡。
7.2.4建筑外形设计应尽可能增加南向辐射得热面积，减少北、西、东三个方向的失热面积。平面布置应有利于冬季日照、避风和夏季自然通风，体型应简单、规整，平、立面不应出现过多的局部凹凸部位，立面不宜高度不一。
7.2.5建筑平面宜规则，选择东西轴长、南北轴短的平面形式，尽量避免L形和T形、U形等平面形式。南墙应避免不必要的凹凸，建筑剖面宜降低北向房间层高、减少北向开窗面积。屋面应减小接触室外空气的面积，可采用斜屋顶及在低层住宅的北向设置挡土墙的做法（图6）。

目录，
编制说明
直接受益窗原理图及技术要求
集热蓄热墙原理图及技术要求.13
附加阳光间原理图及技术要求..17
对流环路式集热原理图及技术要求.20
蓄热屋顶原理图及技术要求.21
常见的几种组合式被动式太阳能采暖方式.23
围护结构保温技术.24
常用蓄热材料的物理参数及设置位置.25
用于夜间设置活动保温装置的种类.26
其他保温措施示意图.27
被动式太阳能暖房降温遮阳装置.28
被动式太阳能暖房通风采光.30
太阳能烟囱原理图及技术要求.31
无动力通风换气装置原理图及技术要求.33

农村地区装配式被动式太阳能暖房设计要求及示例.….…34
被动式太阳能民居平立面示例及索引，
被动式太阳能公共建筑平立面示例及索引......…39
直接受益窗构造详图….40
外门窗洞口外保温构造...41
集热蓄热墙构造详图….42
附加阳光间构造详图....44
蓄热屋顶、闷顶保温屋面构造详图
对流环路式构造详图47
无动力通风换气装置构造详图….50
常见墙体蓄热的构造简图….51
常见楼地面蓄热的构造简图…….52
常见屋面蓄热的构造简图….53
建筑实例一….55
建筑实例二.58

建筑实例三61
附录A常用建筑材料的热物理性能参数表.65
附录B严寒、寒冷地区主要城镇采暖度日数、计算采暖期参数表.68
附录C参考城镇表.76
附录DPET及相应人体热感觉.77
附录E常用建筑材料面层太阳辐射吸收系数值….78
附录F典型玻璃的光学、热工性能参数....78
附录G典型玻璃配合不同窗框的整窗传热系数.....…79
附录日被动式太阳能暖房工程热工计算.80

投稿会员：芳华