太陽(yáng)房

按照國(guó)際上慣用的名稱，太陽(yáng)房分為主動(dòng)式太陽(yáng)房和被動(dòng)式太陽(yáng)房?jī)纱箢悺Ｖ鲃?dòng)式太陽(yáng)房的一次性投資大、設(shè)備利用率低，維修管理工作量大，而且仍然要耗費(fèi)一定量的常規(guī)能源。因此，對(duì)于居住建筑和中小型公用建筑來(lái)說(shuō)，主要采用的是被動(dòng)式太陽(yáng)房。被動(dòng)式太陽(yáng)房是通過(guò)建筑朝向和周圍環(huán)境的合理布置，內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材料和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的恰當(dāng)選擇，在冬季集取、保持、貯存、分布太陽(yáng)熱能，從而解決建筑物的采暖問(wèn)題。

太陽(yáng)房主動(dòng)式太陽(yáng)房

主動(dòng)式太陽(yáng)房一般由集熱器、傳熱流體、蓄熱器、控制系統(tǒng)及適當(dāng)?shù)妮o助能源系統(tǒng)構(gòu)成。它需要熱交換器、水泵和風(fēng)機(jī)等設(shè)備，電源也是不可缺少的。因此這種太陽(yáng)房的造價(jià)較高。但是室溫能主動(dòng)控制，使用也很適宜。在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，已建造不少各種類型的主動(dòng)式太陽(yáng)房。例如，日本于1956年建造的柳葉太陽(yáng)房，已運(yùn)行快30年，該建筑作為私人住宅，建筑面積223平方米，集熱器為鋁制管板型，采暖或降溫用的集熱器面積98平方米，熱水用的集熱器33平方米，裝有兩個(gè)貯箱的熱泵系統(tǒng)。供熱時(shí)，集熱器收集太陽(yáng)熱5℃～25℃，通過(guò)循環(huán)液傳送到低溫容器，經(jīng)熱泵升溫可達(dá)到42℃，并用管道輸送到高溫貯箱，降溫時(shí)，熱泵用高溫貯箱中的水作降溫介質(zhì)，而把冷卻了的水貯存于低溫貯箱。熱泵功率2．2千瓦。蓄熱器容量高溫為10立方米，低溫為4立方米。日本興建較多的一種太陽(yáng)房為八崎式，從1974年以來(lái)，八崎試驗(yàn)太陽(yáng)房竣工，采用具有選擇性表面的平板集熱器，并配有水-溴化鋰吸收式致冷器，建筑面積143平方米，采用不銹鋼管板式集熱器，集熱面積104平方米，蓄熱器容量6000升，輔助熱源為液化石油氣。中國(guó)北京大興縣建造的一座主動(dòng)式太陽(yáng)房是與聯(lián)邦德國(guó)合作的成果，建筑面積314平方米，采用平板式集熱器，并以天窗直接受益和特朗勃墻相結(jié)合，實(shí)為主動(dòng)—被動(dòng)混合型太陽(yáng)房，輔助能源采用特制小型燃煤爐。

太陽(yáng)房被動(dòng)式太陽(yáng)房

被動(dòng)式太陽(yáng)房是一種經(jīng)濟(jì)、有效地利用太陽(yáng)能采暖的建筑，是太陽(yáng)能熱利用的一個(gè)重要領(lǐng)域，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。它的推廣有利于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境、減少污染，使人與自然環(huán)境得到和諧的發(fā)展。被動(dòng)式太陽(yáng)房主要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，把房屋建造得盡量利用太陽(yáng)的直接輻射能，它不需要安裝復(fù)雜的太陽(yáng)能集熱器。更不用循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，完全依靠建筑結(jié)構(gòu)造成的吸熱、隔熱、保溫、通風(fēng)等特性，來(lái)達(dá)到冬暖夏涼的目的。因此，相對(duì)而言，被動(dòng)靠天，亦即人為的主動(dòng)調(diào)節(jié)性差。在冬季遇上連續(xù)壞天氣時(shí)，可能要采用一些輔助能源補(bǔ)助。正常情況下，早、中、晚室內(nèi)氣溫差別也很大。但是，對(duì)于要求不高的用戶，特別是原無(wú)采暖條件的農(nóng)村地區(qū)，由于它簡(jiǎn)易可行，造價(jià)不高，人們?nèi)匀粴g迎。在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如美國(guó)、日本和法國(guó)，建造被動(dòng)式太陽(yáng)房的也不少。中國(guó)從七十年代末開(kāi)始這種太陽(yáng)房的研究示范，已有較大規(guī)模的推廣，北京、天津、河北、內(nèi)蒙古、遼寧、甘肅、青海和西藏等地，均先后建起了一批被動(dòng)式太陽(yáng)房，各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)日益完善，并開(kāi)展了國(guó)際交流與合作，受到聯(lián)合國(guó)太陽(yáng)能專家的好評(píng)。

被動(dòng)式太陽(yáng)房的類型種類很多，如果從利用太陽(yáng)能的方式來(lái)劃分，大致有如下幾種類型：（1）直接受益式，這是讓太陽(yáng)光通過(guò)透光材料直接進(jìn)入室內(nèi)的采暖形式，是太陽(yáng)能采暖中和普通房差別最小的一種。冬天陽(yáng)光通過(guò)較大面積的南向玻璃窗，直接照射到室內(nèi)的地面、墻壁和家具上面，使其吸收大部分熱量，因而溫度升高，少部分陽(yáng)光被反射到室內(nèi)的其他面（包括窗），再次進(jìn)行陽(yáng)光的吸收、反射作用（或通過(guò)窗戶透出室外）。被圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面吸收的太陽(yáng)能，一部分以輻射和對(duì)流的方式在室內(nèi)空間傳遞，一部分導(dǎo)入蓄熱體內(nèi)，然后逐漸釋放出熱量，使房間在晚上和陰天也能保持一定的溫度。（2）集熱墻式，這種太陽(yáng)房主要是利用南向垂直集熱墻，吸收穿過(guò)玻璃采光面的陽(yáng)光，然后通過(guò)傳導(dǎo)、輻射及對(duì)流，把熱量送到室內(nèi)。墻的外表面一般被涂成黑色或某種暗色，以便有效地吸收陽(yáng)光。（3）附加陽(yáng)光間式，這種太陽(yáng)房是直接受益式和集熱墻式的混合產(chǎn)物。其基本結(jié)構(gòu)是將陽(yáng)光間附建在房子南側(cè)，中間用一堵墻（帶門、窗或通風(fēng)孔）把房子與陽(yáng)光間隔開(kāi)。實(shí)際上在一天的所有時(shí)間里，附加陽(yáng)光間內(nèi)的溫度都比室外溫度高，因此，陽(yáng)光間既可以供給房間以太陽(yáng)熱能，又可以作為一個(gè)緩沖區(qū)，減少房間的熱損失，使建筑物與陽(yáng)光間相鄰的部分獲得一個(gè)溫和的環(huán)境。由于陽(yáng)光間直接得到太陽(yáng)的照射和加熱，所以它本身就起著直接受益系統(tǒng)的作用。白天當(dāng)陽(yáng)光間內(nèi)空氣溫度大于相鄰的房間溫度時(shí)，開(kāi)門（或窗或墻上的通風(fēng)孔）將陽(yáng)光間的熱量通過(guò)對(duì)流傳入相鄰的房間，其余時(shí)間關(guān)閉。把由兩個(gè)或兩個(gè)以上被動(dòng)式基本類型組合而成的系統(tǒng)稱為組合式系統(tǒng)。不同的采暖方式結(jié)合使用，就可以形成互為補(bǔ)充的、更為有效的被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)。直接受益窗和集熱墻兩種形式結(jié)合而成的組合式太陽(yáng)房，可同時(shí)具有白天自然照明和全天太陽(yáng)能供熱比較均勻的優(yōu)點(diǎn)。

太陽(yáng)房熱泵式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)

熱泵式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)則充分利用了太陽(yáng)能和熱泵機(jī)組供熱的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的熱水供應(yīng)并節(jié)約能源。

（1）太陽(yáng)房的設(shè)計(jì)要因地制宜，遵循適用、堅(jiān)固、經(jīng)濟(jì)，并應(yīng)注意建筑造型美觀大方的原則。太陽(yáng)房的平面布置應(yīng)符合節(jié)能和充分利用太陽(yáng)能的要求，建筑造型與周圍建筑群體相協(xié)調(diào)，同時(shí)必須兼顧建筑形式、使用功能和太陽(yáng)能采暖方式三者之間的相互關(guān)系。

（2）在選擇太陽(yáng)房的建造位置時(shí)，要避免周圍地形、地物（包括附近建筑物）對(duì)建筑南向及其東、西15℃朝向范圍內(nèi)在冬季的遮陽(yáng)。建筑間距要求在當(dāng)?shù)囟寥罩形?2點(diǎn)時(shí)，太陽(yáng)房南面遮擋物的陰影不得投射到太陽(yáng)房的窗戶上。另外，還應(yīng)避開(kāi)附近污染源對(duì)集熱部件透光面的污染，避免將太陽(yáng)房設(shè)在附近污染源的下風(fēng)向。

（3）太陽(yáng)房平面布置及其集熱面應(yīng)朝正南。因周圍地形的限制和使用習(xí)慣，允許偏離正南向±15℃以內(nèi)，校舍、辦公用戶等以白天使用為主的建筑一般只允許南偏東15°以內(nèi)。為兼顧冬季采暖和防止夏季過(guò)熱，集熱面的傾角以90°為佳。

（4）避免建筑物本身突出物（挑檐、突出外墻外表面的立柱等）在最冷的1月份對(duì)集熱面的遮擋。對(duì)設(shè)在夏熱地區(qū)的太陽(yáng)房還要兼顧夏季的遮陽(yáng)要求，盡量減少夏季太陽(yáng)光射入房?jī)?nèi)，有關(guān)遮陽(yáng)的詳細(xì)計(jì)算可見(jiàn)參考文獻(xiàn)。

（5）在建筑平面的內(nèi)部組合上，要根據(jù)不同房間對(duì)溫度的不同要求合理布局，對(duì)主要居室或辦公室應(yīng)盡量朝南布置，并盡量避開(kāi)邊跨；對(duì)沒(méi)有嚴(yán)格溫度要求的房間、過(guò)道，如貯藏室、樓梯間等可以布置在北面或邊跨；對(duì)寒冷地區(qū)有上下水道的房間；如廁所、浴室等要驗(yàn)算水管在冬季的防凍問(wèn)題。南北房間之間的隔墻，應(yīng)區(qū)別情況核算保溫性能。對(duì)建筑的主要入口，從科季防風(fēng)考慮，一般應(yīng)設(shè)置門斗。在有條件時(shí)，對(duì)主要居室應(yīng)盡可能地設(shè)置通過(guò)輔助房間的次要入口，以便冬季使用。

（6）在集熱方式和集熱部件的選擇上要考慮房間使用特點(diǎn)。對(duì)主要使用時(shí)間在晚上的房間，要優(yōu)先選用蓄熱性能較好的集熱系統(tǒng)，以使晚間有較高的室溫；對(duì)主要使用時(shí)間在白天的房間，要優(yōu)先選用能使房間在白天有較高室溫，上午升溫較快，并使室溫波動(dòng)不超過(guò)什么范圍的集熱系統(tǒng)。另外，要注意設(shè)計(jì)或選用便于清掃集熱面以及維護(hù)管理方便的集熱部件。

（7）室溫要求。對(duì)綜合氣象因素SDM>20地區(qū)的太陽(yáng)房，標(biāo)準(zhǔn)要求在冬季采暖期間，主要居室在無(wú)輔助熱源的條件下，室內(nèi)平均溫度達(dá)到12℃；室溫日波動(dòng)范圍不得大于10℃。夏季室內(nèi)溫度不得高于當(dāng)?shù)仄胀ǚ课荨?

（8）保證太陽(yáng)房?jī)?nèi)有必要的新鮮空氣量。對(duì)室內(nèi)人員密集的學(xué)校、辦公室等類型的太陽(yáng)房，或建設(shè)在高海拔地區(qū)的太陽(yáng)房要核算必要的換氣數(shù)量。

建筑節(jié)能是未來(lái)世界建筑發(fā)展的一個(gè)基本趨向，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的生長(zhǎng)點(diǎn)，太陽(yáng)能是建筑上很具有利用潛力的新能源,于是太陽(yáng)房這種節(jié)能環(huán)保住宅應(yīng)運(yùn)而生。太陽(yáng)能是一種平等給予和可自由利用的潔凈能源，如何開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能造福于人類是世界性一大課題。

日本太陽(yáng)房建筑節(jié)能是未來(lái)世界建筑發(fā)展的一個(gè)基本趨向，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的生長(zhǎng)點(diǎn)，太陽(yáng)能是建筑上很具有利用潛力的新能源，于是太陽(yáng)房這種節(jié)能環(huán)保住宅應(yīng)運(yùn)而生。太陽(yáng)能是一種平等給予和可自由利用的潔凈能源，如何開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能造福于人類是世界性一大課題。至于太陽(yáng)能利用中的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，還必須考慮下列兩種因素：

第一，世界上越來(lái)越多的國(guó)家認(rèn)識(shí)到一個(gè)能夠持續(xù)發(fā)展的社會(huì)應(yīng)該是一個(gè)既能滿足社會(huì)需要，而又不危及后代人前途的社會(huì)。因此，盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設(shè)應(yīng)該遵循的原則。隨著能源形式的變化，常規(guī)能源的貯量日益下降，其價(jià)格必然上漲，而控制環(huán)境污染也必須增大投資。而太陽(yáng)房的開(kāi)發(fā)能夠有效的緩解能源壓力。

第二，中國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，煤炭約占商品能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的76%，已成為中國(guó)大氣污染的主要來(lái)源。大力開(kāi)發(fā)新能源和可再生能源的利用技術(shù)將成為減少環(huán)境污染的重要措施。能源問(wèn)題是世界性的，向新能源過(guò)渡的時(shí)期遲早要到來(lái)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，太陽(yáng)能利用技術(shù)和裝置的大量應(yīng)用，也必然可以制約礦物能源價(jià)格的上漲。

自古以來(lái)，人類的祖先在修建房屋時(shí)，就知道利用太陽(yáng)的光和熱，中國(guó)傳統(tǒng)的民房大多數(shù)都是最原始、最簡(jiǎn)單的太陽(yáng)房。但這僅僅是感性的、自發(fā)的，處于比較低級(jí)的階段?，F(xiàn)代技術(shù)上的太陽(yáng)房屋通常要在建筑物上裝設(shè)一套集熱、蓄熱的裝置，有意識(shí)地利用太陽(yáng)能。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村能源的緊缺矛盾十分突出，因此，加快廣大農(nóng)村中推廣既節(jié)約能源，又經(jīng)濟(jì)舒適的太陽(yáng)房已勢(shì)在必行。

“太陽(yáng)房”一詞起源于美國(guó)。人們看到用玻璃建造的房子內(nèi)陽(yáng)光充足，溫暖如春，便形象地稱為太陽(yáng)房。太陽(yáng)房是直接利用太陽(yáng)輻射能的重要方面，把房屋看作一個(gè)集熱器，通過(guò)建筑設(shè)計(jì)把高效隔熱材料、透光材料、儲(chǔ)能材料等有機(jī)地集成在一起，使房屋盡可能多地吸收并保存太陽(yáng)能，達(dá)到房屋采暖目的。太陽(yáng)房概念與建筑結(jié)合形成了“太陽(yáng)能建筑”技術(shù)領(lǐng)域，成為太陽(yáng)能界和建筑界共同關(guān)心的熱點(diǎn)。

太陽(yáng)房可以節(jié)約75%—90%的能耗，并具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，成為各國(guó)太陽(yáng)能利用技術(shù)的重要方面。在太陽(yáng)房技術(shù)和應(yīng)用方面歐洲處于領(lǐng)先地位，特別是在玻璃涂層、窗技術(shù)、透明隔熱材料等方面居世界領(lǐng)先地位。日本已利用這種技術(shù)建成了上萬(wàn)套太陽(yáng)房，節(jié)能幼兒園、節(jié)能辦公室、節(jié)能醫(yī)院也在大力推廣，中國(guó)也正在推廣綜合利用太陽(yáng)能，使建筑物完全不依賴常規(guī)能源的節(jié)能環(huán)保性住宅。在不久的將來(lái)，太陽(yáng)房將造福越來(lái)越多的人。

太陽(yáng)房應(yīng)用領(lǐng)域主要：一是民用太陽(yáng)房；二是學(xué)校太陽(yáng)房；三是辦公樓。同時(shí)還用于蔬菜和花卉種植的太陽(yáng)能溫室在中國(guó)北方地區(qū)較多采用。全國(guó)太陽(yáng)能溫室面積總計(jì)約700萬(wàn)畝，發(fā)揮著較好的經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)過(guò)將三十年的不斷發(fā)展，太陽(yáng)房技術(shù)和材料設(shè)備，已經(jīng)日益完善。這些新的太陽(yáng)房技術(shù)和設(shè)備，可以很好地與建筑相結(jié)合，或者干脆成為建筑的一部分。太陽(yáng)能干凈無(wú)污染，且取之不盡、用之不竭，但也有缺點(diǎn)，就是不連續(xù)、不穩(wěn)定，因此，太陽(yáng)房還得需要配以一定的常規(guī)輔助能源，才能達(dá)到適宜居住的條件，這也就是所謂的“主動(dòng)式太陽(yáng)房”。太陽(yáng)房在設(shè)計(jì)時(shí)，除了需要考慮太陽(yáng)能的保證率而外，還需要考慮必要的換氣，以及南北屋的溫度調(diào)節(jié)和控制。

中國(guó)太陽(yáng)房開(kāi)發(fā)利用自80年代初開(kāi)始，截至1997年底，全國(guó)已經(jīng)建起740萬(wàn)平方米的太陽(yáng)房，主要分布在山東、河北、遼寧、內(nèi)蒙古、甘肅、青海和西藏的農(nóng)村地區(qū)。其中，遼寧省的400所中小學(xué)校建造了被動(dòng)式太陽(yáng)房，總面積達(dá)50萬(wàn)平方米。中國(guó)被動(dòng)式太陽(yáng)房平均每平方米建筑面積每年可節(jié)約20—40公斤標(biāo)準(zhǔn)煤。

太陽(yáng)房?jī)?yōu)點(diǎn)

太陽(yáng)能作為一種能源，與煤炭、石油、天然氣、核能等礦物燃料相比，具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：(1)普遍：太陽(yáng)光普照大地，無(wú)論陸地或海洋，無(wú)論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開(kāi)發(fā)和利用，且勿須開(kāi)采和運(yùn)輸。(2)無(wú)害：開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔的能源之一，在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。(3)巨大：每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億t標(biāo)煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開(kāi)發(fā)的最大能源。(4)長(zhǎng)久：根據(jù)太陽(yáng)產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說(shuō)太陽(yáng)的能量是用之不竭的。

太陽(yáng)房缺點(diǎn)

但作為能源利用時(shí)，也有以下缺點(diǎn)：(1)分散性：到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說(shuō)來(lái)，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時(shí)太陽(yáng)輻射的輻照度最大，在垂直于太陽(yáng)光方向1m"_blank" href="/item/地理">地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的又是極不穩(wěn)定的，這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽(yáng)能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的替代能源，就必須很好地解決蓄能問(wèn)題，即把晴朗白天的太陽(yáng)輻射能盡量貯存起來(lái)以供夜間或陰雨天使用，但蓄能也是太陽(yáng)能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。(3)效率低和成本高：太陽(yáng)能利用的發(fā)展水平，有些方面在理論上是可行的，技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽(yáng)能利用裝置，因?yàn)樾势停杀据^高，總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，太陽(yáng)能利用的進(jìn)一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。

太陽(yáng)房采暖主要利用南坡屋面的鐵板吸收太陽(yáng)能，加熱從屋外引進(jìn)的冷空氣，當(dāng)通過(guò)屋項(xiàng)最高處的玻璃板時(shí)，空氣溫度被大幅度抬升，將通氣層內(nèi)的熱空氣吸過(guò)來(lái)聚集到熱氣通道里，然后通過(guò)控制箱送到地板下面貯存起來(lái)，并從靠墻的地板風(fēng)口流出來(lái)，太陽(yáng)下山后，風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，控制箱內(nèi)的風(fēng)門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，避免室外的冷空氣流入室內(nèi)，貯存在地板下的熱量也慢慢釋放出來(lái)，使室溫下降速度減慢，使房屋盡可能多地吸收并保存太陽(yáng)能，從而達(dá)到取暖的效果。

從理論上講，溫度高的物體都會(huì)向溫度低的物體或空間輻射熱。夏天的夜晚，室外的氣溫一般在25-30℃，而晴朗的高空溫度則只有-60─-40℃，屋頂?shù)蔫F板不斷向高空輻射熱量，一般情況下，比外界氣溫低2─4℃，這時(shí)采取與冬季取暖相同的方式引進(jìn)室外空氣屋頂通氣層內(nèi)的空氣被鐵板降溫，流入屋內(nèi)。除了利用冷輻射原理降溫外，這種太陽(yáng)房還在地下1.5米深處鋪設(shè)塑料管道，將地下的涼氣以每秒一立方米的流量送入室內(nèi)，從而達(dá)到取涼的目的。太陽(yáng)房的屋面由吸熱鐵板、太陽(yáng)能電池板、集熱空氣層、集熱氣通道和隔熱層組成，無(wú)須任何大型機(jī)器，完全靠巧妙的建筑構(gòu)造來(lái)利用太陽(yáng)能。

利用這種技術(shù)建成的太陽(yáng)房雖然比普通住宅多投資十分之一，但節(jié)能效率高達(dá)33%，而且利用屋頂裝有的太陽(yáng)能電池板完全可以滿足一個(gè)普通家庭的用電，還可以將剩余電能并入電網(wǎng)，最大限度節(jié)約了能源。

中國(guó)太陽(yáng)房的發(fā)展存在以下問(wèn)題：對(duì)太陽(yáng)房的設(shè)計(jì)和建造沒(méi)有和建筑真正結(jié)合起來(lái)變成建筑師的設(shè)計(jì)思想和概念，沒(méi)有納入建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上影響快速發(fā)展和實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。太陽(yáng)房的用途還僅僅局限在采暖保溫方面，而利用太陽(yáng)房去濕降溫在國(guó)內(nèi)尚屬首次。這里所說(shuō)的降溫同傳統(tǒng)意義上空調(diào)器的制冷降溫有很大區(qū)別，它通過(guò)空氣在室內(nèi)的自然循環(huán)達(dá)到房屋溫度濕度的均勻，相對(duì)于室外氣溫有所下降，從而獲得一個(gè)涼爽宜人的生活空間，好比在炎熱的夏天里人們?cè)跇?shù)蔭下乘涼的感覺(jué)。其次是相關(guān)的透光隔熱材料、帶涂層的控光玻璃、節(jié)能窗等沒(méi)有商業(yè)化，使太陽(yáng)房的水平受到限制。

太陽(yáng)房增加投資多少，直接影響著太陽(yáng)房的推廣和發(fā)展前途。太陽(yáng)房的經(jīng)濟(jì)分析可分為兩方面進(jìn)行，一是增加投資多少，這在很大程度上影響著太陽(yáng)房能不能推廣和發(fā)展。如果太陽(yáng)房比普通房增加投資太多，就意味著同樣的投資，建太陽(yáng)房面積就得減少。在這方面，根據(jù)實(shí)際建成太陽(yáng)房進(jìn)行的分析，太陽(yáng)房比普通房屋增加資在8%～15%之間，對(duì)一般農(nóng)村來(lái)說(shuō)還可以接受。若太陽(yáng)房比普通房屋增加投資超過(guò) 15%，通常要有政府的補(bǔ)貼，居民才能接受 。

另一方面就是計(jì)算新增投資的還本年限，即太陽(yáng)房一次投資比普通房屋增加了，但是它又比普通房屋節(jié)省能源和采暖費(fèi)用，用節(jié)能費(fèi)用抵償增加的投資，年限越短，太陽(yáng)房的經(jīng)濟(jì)效益越好，根據(jù)建設(shè)太陽(yáng)房的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還本年限一般在 4～8 年，相比一般磚混結(jié)構(gòu)房屋 50 年使用壽命還是合算的。根據(jù)區(qū)域的自然氣候條件、地理狀況、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)等因地制宜，在吸取當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑精華的基礎(chǔ)上，進(jìn)行被動(dòng)式太陽(yáng)房的設(shè)計(jì)與建造，最大限度地使用本地建材，造價(jià)增加成本控制在 25%以內(nèi)，既能大幅度提高室內(nèi)的舒適度，又能收到良好的經(jīng)濟(jì)效益 。

國(guó)外被動(dòng)式太陽(yáng)房多由建筑師自行設(shè)計(jì)和建造,已建的被動(dòng)式太陽(yáng)房種類繁多，尚無(wú)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。各種資料上對(duì)被動(dòng)式太陽(yáng)房的分類方法也不相同。

如果從對(duì)太陽(yáng)熱能利用的角度來(lái)區(qū)分，被動(dòng)式太陽(yáng)房大致可分為下述五種典型型式：1.利用南窗直接接受太陽(yáng)輻射能的被動(dòng)式太陽(yáng)房（直接受益式）（右圖a,b）；2.利用南墻進(jìn)行集熱和蓄熱的被動(dòng)式太陽(yáng)房（集熱蓄熱墻式（Trombe墻））（右圖c,d）；3.混合式被動(dòng)太陽(yáng)房（組合式）（右圖e,f）；4.利用屋頂進(jìn)行集熱和蓄熱的被動(dòng)式太陽(yáng)房（屋頂集熱蓄熱式）（右圖g）；5.利用熱虹吸作用(自然循環(huán))的被動(dòng)式太陽(yáng)房（對(duì)流環(huán)路式（集熱墻式））（右圖h）。

但是應(yīng)該指出，目前被動(dòng)式太陽(yáng)房主要用來(lái)解決冬季的采暖問(wèn)題，很多國(guó)家對(duì)它進(jìn)行了多方面的試驗(yàn)并逐步過(guò)渡到實(shí)用階段；至于如何利用被動(dòng)技術(shù)解決夏季的降溫問(wèn)題困難還比較多，尚處于探索階段。只有第四種利用屋頂進(jìn)行集熱蓄熱的型式，采取一定的措施后，才能有降溫作用 。

被動(dòng)式太陽(yáng)房直接受益式

直接受益式太陽(yáng)房是讓太陽(yáng)光通過(guò)透光材料直接進(jìn)入室內(nèi)的采暖形式，是被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖中和普通房差別最小的一種太陽(yáng)房。該類太陽(yáng)房升溫快、構(gòu)造簡(jiǎn)單、建筑形式美觀、熱效率較高、造價(jià)低且管理方便。但如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，很容易引起室溫日波動(dòng)大，白天溫度較高，晚上較低，舒適性差，輔助能耗增多；此外，白天室內(nèi)的眩光問(wèn)題不容易解決，僅適用于綜合氣象因數(shù)值SDM大于20的地區(qū)。因此，直接受益式適宜建于氣候比較溫和的地區(qū)，用于寒冷地區(qū)效果較差。適用于白天要求升溫快的房間或只是白天使用的房間，如商店、學(xué)校、辦公室、住宅的起居室等。若窗戶有較好的保溫措施，也可用于住宅的臥室等房間 。

以拉薩市拉薩市直接受益式太陽(yáng)房設(shè)計(jì)為例，南向窗墻面積比的提高有利于獲得較高的室內(nèi)平均溫度，但是需要注意晝夜溫差的問(wèn)題。拉薩市南向房間進(jìn)深增大會(huì)引起南北向房間室內(nèi)平均溫度的降低。在保證窗墻比不變的條件下，增大建筑開(kāi)間不會(huì)引起室內(nèi)平均溫度的變化，但是室內(nèi)溫度波動(dòng)明顯變大。外墻保溫性能的改善能有效改進(jìn)南北向房間的室內(nèi)平均溫度。外窗熱工性能有效改善南北向房間的室內(nèi)熱環(huán)境，良好的外窗熱工性能能夠提高南北向房間室內(nèi)平均溫度，同時(shí)降低室內(nèi)溫度波動(dòng)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)良好的蓄熱性能對(duì)維持室內(nèi)熱穩(wěn)定有顯著的作用。在居住建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選擇厚重材質(zhì) 。

被動(dòng)式太陽(yáng)房集熱蓄熱墻式（Trombe墻）

實(shí)體式集熱蓄熱墻式與直接受益式相比具有較好的蓄熱能力。水墻式集熱蓄熱墻運(yùn)行管理相對(duì)麻煩，我國(guó)較少采用。相變材料蓄熱墻式與水墻式的結(jié)構(gòu)形式相似，只是蓄熱物質(zhì)采用的是相變材料而不是水，目前的主要問(wèn)題是相變材料的相變溫度和相變時(shí)間難以隨房間采暖需要進(jìn)行有效控制，技術(shù)未完全成熟，而且施工較復(fù)雜，造價(jià)較高，目前國(guó)內(nèi)還很少應(yīng)用?；ǜ袷郊療嵝顭釅蛯?shí)體式集熱蓄熱墻的主要區(qū)別是前者墻體上遍布了通風(fēng)孔。采用集熱蓄熱墻式被動(dòng)式太陽(yáng)房室內(nèi)溫度波動(dòng)小，居住舒適，但熱效率較低，常和其他形式配合使用，可以調(diào)整集熱蓄熱墻的面積，滿足各種房間對(duì)蓄熱的不同要求，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，玻璃夾層中間易積灰，不好清理，影響集熱效果，且成本高，立面顏色較深，外形不太美觀，推廣有一定的局限性 。

集熱蓄熱墻式被動(dòng)太陽(yáng)能建筑的理論研究主要包括穩(wěn)態(tài)理論研究和動(dòng)態(tài)理論研究。目前以穩(wěn)態(tài)研究居多，主要是由于穩(wěn)態(tài)理論研究在條件上可以一定程度的簡(jiǎn)化，獲取更直觀的數(shù)學(xué)模型，便于計(jì)算。而動(dòng)態(tài)理論研究的模型計(jì)算量大，手工完成較困難，采用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬時(shí)，受外界環(huán)境因素影響明顯，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際存在較大誤差 。

目前，集熱蓄熱墻式被動(dòng)太陽(yáng)能建筑的研究熱點(diǎn)主要集中在百葉式集熱蓄熱墻、多孔式集熱蓄熱墻、熱管式集熱蓄熱墻和花格式集熱蓄熱墻等類型 。

百葉式集熱蓄熱墻是在傳統(tǒng)Trombe墻的空氣夾層懸掛可翻轉(zhuǎn)的百葉窗簾，如圖2所示。窗簾的葉片一面涂有高吸收率涂層，一面涂有高反射率涂層。視覺(jué)效果上，百葉式集熱蓄熱墻使建筑外墻更加美觀，同時(shí)，任意角度翻轉(zhuǎn)可提高墻體的集熱效果。運(yùn)行原理是：夏季，關(guān)閉室內(nèi)出風(fēng)口，開(kāi)啟室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口和室外出風(fēng)口，將涂有高反射率涂層的百葉窗簾葉片外翻，提高可見(jiàn)光的反射率，減少南墻得熱量，防止室內(nèi)溫度過(guò)高，如圖2a所示；冬季白天，關(guān)閉室外出風(fēng)口，開(kāi)啟室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，將涂有高吸收率涂層的葉片外翻，提高太陽(yáng)輻射吸收率，通過(guò)對(duì)流和導(dǎo)熱的方式將熱量傳送至室內(nèi)，提高室內(nèi)溫度，如圖2b所示；夜間，關(guān)閉室內(nèi)進(jìn)、出風(fēng)口，閉合的百葉簾將空氣夾層分為兩個(gè)空氣窄層，抑制對(duì)流，增加墻體熱阻，降低室內(nèi)向室外環(huán)境損失的熱量，減少室內(nèi)溫度下降速率，如圖2c所示。

多孔式集熱蓄熱墻主要有兩種形式：一是在集熱蓄熱墻內(nèi)添加多孔介質(zhì)；二是在南墻外表面安裝涂有選擇性涂層的多孔金屬板。多孔式集熱蓄熱墻能夠最大限度地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱后的空氣在浮升力和風(fēng)機(jī)作用下流入室內(nèi)，提高室內(nèi)溫度，同時(shí)置換室內(nèi)空氣，起到通風(fēng)換氣的作用 。

熱管式集熱蓄熱墻是將熱管布置在被動(dòng)式太陽(yáng)能墻體中用于供暖，具有傳熱速度快、熱能利用率高等特點(diǎn)。其工作原理為：在蒸發(fā)段，工作液吸熱后由液態(tài)轉(zhuǎn)為蒸汽態(tài)，在壓力差作用下通過(guò)內(nèi)腔進(jìn)入冷凝段，將熱量傳遞給冷源，并凝固為液態(tài)；在重力作用下工作液回流至蒸發(fā)段，進(jìn)而完成熱量的傳遞 。

被動(dòng)式太陽(yáng)房屋頂集熱蓄熱式

屋頂集熱蓄熱式有兩種設(shè)計(jì)方案，即使用充滿水的塑料袋或相變儲(chǔ)熱材料。這種太陽(yáng)房在冬季采暖負(fù)荷不高而夏季又需要降溫的情況下使用比較適宜。但由于屋頂需要有較強(qiáng)的承載能力，隔熱蓋的操作也比較麻煩，目前實(shí)際中應(yīng)用較少 。

集熱蓄熱屋頂是將平屋頂或坡屋頂?shù)哪舷蚱旅孀龀杉療嵝顭釅π问?，其主要結(jié)構(gòu)由外到內(nèi)依次為：玻璃蓋板，空氣夾層、涂有吸熱材料且開(kāi)有通風(fēng)孔的重質(zhì)屋頂。目前，南向集熱蓄熱墻主要依靠熱壓作用帶動(dòng)空氣循環(huán)流動(dòng)加熱室內(nèi)空氣。但由于屋頂豎向高差較小，熱壓作用不明顯，為克服上述缺點(diǎn)并改善對(duì)流換熱性能，在出風(fēng)口位置安裝小型軸流風(fēng)機(jī)，使夾層空氣在玻璃蓋板和重質(zhì)屋頂之間以強(qiáng)迫對(duì)流的方式進(jìn)行流動(dòng)，提高供熱效率。集熱蓄熱屋頂太陽(yáng)房物理模型如圖所示 。

被動(dòng)式太陽(yáng)房附加陽(yáng)光間式

與集熱蓄熱墻式相比，附加陽(yáng)光間增加了地面作為集熱蓄熱體；與直接受益式相比，附加陽(yáng)光間式的采暖房間溫度波動(dòng)和眩光程度得到有效降低。陽(yáng)光間不僅起到了減少風(fēng)沙侵入、集熱保溫的作用，而且還可以作為白天休息活動(dòng)場(chǎng)所和溫室花房，容易和整個(gè)建筑融為一體。這種太陽(yáng)房適用于民用住宅，越來(lái)越受到人們的重視，成為一種適合村鎮(zhèn)地區(qū)建設(shè)的被動(dòng)式太陽(yáng)房。附加陽(yáng)光間式被動(dòng)式太陽(yáng)房一般與直接受益式配合使用，但投資較高，不易采取保溫措施，可用于有條件的起居室門廳、公共建筑的大廳等房間，不宜大面積采用 。

附加陽(yáng)光間式太陽(yáng)房是由直接受益式和儲(chǔ)熱墻相結(jié)合的太陽(yáng)房形式。建筑物由被儲(chǔ)熱墻隔開(kāi)的兩個(gè)受熱區(qū)域組成：一是直接受益式陽(yáng)光間，一是間接被加熱的空間。陽(yáng)光透過(guò)玻璃窗一部分直接照射在采暖房間，一部分被陽(yáng)光間的地面和公共墻吸收，通過(guò)熱空氣循環(huán)和熱傳導(dǎo)進(jìn)入采暖房間，起到太陽(yáng)能供暖作用。由于陽(yáng)光間的設(shè)計(jì)易和整個(gè)房屋的建筑設(shè)計(jì)融為一體，因此這種太陽(yáng)房越來(lái)越受到人們的關(guān)注 。

被動(dòng)式太陽(yáng)房對(duì)流環(huán)路式（集熱墻式）

對(duì)流環(huán)路式集熱墻接受陽(yáng)光后升溫較快，白天向室內(nèi)供熱較多，較適合于白天使用的房間，如教室、辦公室、醫(yī)院門診部等。對(duì)流環(huán)路卵石床蓄熱式（熱虹吸式）太陽(yáng)房性能很好，但投資較大，目前也較少應(yīng)用 。

集熱墻式太陽(yáng)房的采暖效果好壞由熱對(duì)流現(xiàn)象的好壞來(lái)決定，而熱對(duì)流的好壞則由集熱氣隙中空氣上下兩端的溫差和空氣流動(dòng)的阻力來(lái)決定。所以，在設(shè)計(jì)中可以有以下幾條原則：1.盡量增加集熱墻高度，以增大空氣的溫差。2.在結(jié)構(gòu)允許條件下，盡可能使上、下對(duì)流化分別設(shè)置在集熱墻的最頂端和最下端。3.上、下對(duì)流口的總面積應(yīng)相等。除此之外，太陽(yáng)房的氣隙厚薄，集熱墻厚度和對(duì)流孔尺寸等主要結(jié)構(gòu)參數(shù)尚須根據(jù)外界條件來(lái)具體確定 。

被動(dòng)式太陽(yáng)房組合式

以上幾種基本類型都有各自的獨(dú)特之處。通常把由兩個(gè)或兩個(gè)以上被動(dòng)式基本類型組合而成的系統(tǒng)稱為組合式系統(tǒng)。不同的采暖方式結(jié)合使用，就可形成互為補(bǔ)充、更為有效的被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng) 。

目前，太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的研究日益深化，為今后太陽(yáng)房的建造開(kāi)辟了更廣闊的前景。如美國(guó)麻省理工學(xué)院新型被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑、熱二極管集熱板等 。

被動(dòng)式太陽(yáng)房因其自身缺陷及使用對(duì)象具有不同需求的情況，需要和其它可再生能源相結(jié)合使用，才能夠在一年四季、不同環(huán)境下更好地發(fā)揮作用。因此，根據(jù)實(shí)際中與其他能源相結(jié)合的情況，可將其分為高、中、低三個(gè)層次的發(fā)展方向，以適應(yīng)各種不同使用環(huán)境中的應(yīng)用。其中，高檔太陽(yáng)房以被動(dòng)式和主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖降溫為主，中檔被動(dòng)式太陽(yáng)房主要有被動(dòng)式太陽(yáng)房與沼氣資源、秸稈氣化技術(shù)、秸稈型煤相結(jié)合等；低檔被動(dòng)式太陽(yáng)房以被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖為主。我國(guó)大部分地區(qū)均可發(fā)展太陽(yáng)房。西部地區(qū)可多發(fā)展一些低檔太陽(yáng)房，在城市可適當(dāng)發(fā)展一些低中檔太陽(yáng)房。東南部應(yīng)在農(nóng)村大力發(fā)展低檔和低中檔太陽(yáng)房，在城市特別在大都市，除了發(fā)展中檔太陽(yáng)房外，也可適當(dāng)發(fā)展少量高檔太陽(yáng)房，總之應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件和地理氣候條件及房地產(chǎn)市場(chǎng)發(fā)展形勢(shì)等因素綜合考慮 。