摘 要：本文首先分析了太陽能資源的適用背景及分布現狀，確定太陽能采暖的利用價值;然后介紹被動式太陽能技術的原理、適用范圍、經濟適用性，并提出該技術面臨的問題，分析寧夏回族自治區農宅和北京山地等案例;最后展望了該技術在國內的發展前景。

　　關鍵詞：被動式;太陽房采暖;建筑設計

　　近年來，我國工業化和城市化進程不斷加快，建筑業發展迅速，這增加了我國能源的消耗。相關數據顯示，建筑能耗結構中有2/3的能源用于建筑采暖、制冷和熱水供應。因此，實現建筑節能的一個有效途徑是充分利用太陽能進行采暖、降溫和熱水供應。

　　我國有豐富的太陽能資源，2/3以上地區的年太陽輻射量超過每平方米5 000 MJ[1]。受地理和氣候因素的影響，太陽能分布呈現出明顯的地域性。充分利用豐富的太陽能資源，解決其強度受各種因素(季節、地點、氣候等)的影響不能維持常量的問題，是利用太陽能實現建筑節能的關鍵所在。

　　將太陽能技術運用于當前建筑設計中，既能滿足建筑的能源需求，又能充分利用太陽能資源，加快太陽能產業的發展。此外，太陽能的有效利用還可以大大減少其他不可再生能源的浪費，減少環境污染問題。因此，對被動式太陽能建筑的設計進行研究具有十分重要的價值。

　　1 被動式太陽能采暖的原理

　　被動式太陽能建筑是利用太陽能提供的室內熱能，不需要任何機械設備提供能源，僅僅依靠傳導、對流和輻射的自然熱傳遞。加上通過建筑物的布置、內外構造及材料選擇有效地采集、儲存和分配太陽能，提高建筑的溫度和光線，使建筑物具有溫暖明亮的環境。被動式太陽房采暖原理如圖1所示。該建筑是利用溫室效應的原理來加熱房間的。玻璃具有能透過太陽輻射熱而不能透過紅外熱的特點。當太陽輻射熱透過玻璃后，會被某種材料吸收，該材料輻射后的紅外熱就不能透過玻璃再返回到室外[2]。

　　2 國內被動式太陽能采暖應用現狀

　　2.1 適用范圍

　　謝琳娜利用建筑氣候設計原理，結合我國的太陽能資源分布情況，分析了不同氣候區室外氣候條件與熱舒適區關系，建立了不同氣候區被動式太陽能建筑設計的邊界條件[3]。同時，強調被動太陽能的設計應著重考慮建筑朝向、體形和熱質材質等，以適應不同的氣候條件。

　　2.2 經濟可行性

　　與傳統的采暖供熱系統相比，太陽能采暖系統具有初期投資大、運行費用低等特點。初期投資大是由于太陽能集熱系統增加，運行費用低是由于常規能源的消耗減少。

　　石金鳳以桃李坪村為例，運用動態年計算費用法分析了7種村鎮住宅建筑太陽能供熱系統利用方案的技術經濟性[4]，結果如表1所示。

　　通過比較上述7種方案可以看出，對住宅進行節能改造后，即使只是簡單的外保溫，每年的計算費用也大幅度降低，在很大幅度上提升了經濟性。

　　2.3 存在的問題

　　2.3.1 理論方面。陳其針提出，被動式太陽能建筑熱舒適性的計算、分析，從理論上來說是一個難題[5]。太陽能被動式供暖形式可以改善室內熱舒適性，降低采暖能耗，但是太陽能受太陽輻射、室外溫度等不可控因素的影響較大，不穩定的特點明顯。而且，建筑結構的對流、輻射換熱、導熱等形式都呈現出不穩定性，理論研究成為難題。

　　2.3.2 技術方面。從實際工程應用可以看出，目前，我國已建成了多個單體建筑的太陽能供熱采暖工程，但太陽能區域供熱采暖工程還未應用于實際生活中。太陽能采暖不適合集中供暖，只適合分戶單體供暖，這一問題還有待研究解決。

　　2.3.3 經濟方面。被動式太陽能建筑具有節能、經濟實用性強的特點，但相對于主動式太陽能建筑存在供熱效果較差、初期投資較高、太陽輻射熱不穩定性等問題，群眾廣泛接受還需要一個過程。部分專家在計算過程中考慮到了初期投資的時間價值，對太陽能利用方案采用復利法的動態年計算費用法進行技術經濟分析，但未考慮輔助能源初始價格的變化。

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