我国华北寒冷地区建筑太阳能利用系统中存在的问题及对策研究

【摘要】：随着世界人口的增加与工业化进程的持续推进，人类生产生活所消耗的能源持续增加。这导致了地球的能源危机日益加剧，环境污染日趋严重。据统计，建筑能耗占社会总能耗的30%左右，为了节约能源，缓解能源危机，保护日渐脆弱的生态环境，建筑节能势在必行。建筑节能可以通过两种方法实现，一种是“节流”，即尽可能减少建筑对能源的需求；另一种是“开源”即尽可能的增加建筑对清洁能源与可再生能源的利用。建筑与太阳能利用系统结合是“开源”策略的主要方法之一，能够大量减少建筑对传统能源的消耗。 我国华北寒冷地区人口密集，建筑保有量以及每年建筑新增量都很大，建筑能耗高。该地区太阳能资源储量十分丰富，如果建筑能够充分利用太阳能进行采暖、制冷与供电的话将大幅降低本地区建筑能耗，减少空气污染。然而由于该地区建筑太阳能利用系统的设计中存在着种种问题使得该地区建筑太阳能利用系统没有大范围推广应用，已经结合太阳能利用系统的建筑在系统整合以及太阳能利用效率上都存在很大问题。 本论文首先介绍了能够在我国华北寒冷地区应用的太阳能利用系统，对其基本组成、工作原理、适用范围以及设计要点进行了详细的论述。接下来通过文献调研与实际走访总结现阶段我国华北寒冷地区建筑太阳能利用系统设计中存在的问题。最后对问题的成因进行深入的分析并提出相应的解决方案。 【关键词】：华北寒冷地区 建筑太阳能利用系统 问题 对策
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU18
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 选题背景、意义、目的8-14
• 1.1.1 选题背景8-13
• 1.1.2 研究的意义与目的13-14
• 1.2 课题的研究内容和研究框架14-15
• 1.2.1 研究内容14
• 1.2.2 研究框架14-15
• 第二章 基本概念介绍15-23
• 2.1 太阳能相关概念15-19
• 2.1.1 太阳能15-16
• 2.1.2 太阳能的利用16
• 2.1.3 太阳辐照度及其特点16-17
• 2.1.4 我国太阳能资源分布17-19
• 2.2 华北寒冷地区19-20
• 2.3 建筑对太阳能的利用20-23
• 2.3.1 建筑对太阳能的利用方式20-22
• 2.3.2 建筑太阳能利用系统22
• 2.3.3 建筑太阳能利用系统分类22-23
• 第三章 华北寒冷地区建筑太阳能利用系统设计23-63
• 3.1 建筑太阳能利用系统的设计原则23-24
• 3.2 建筑太阳能利用系统对建筑规划与布局的要求24-27
• 3.2.1 建筑选址24
• 3.2.2 建筑朝向与间距24-25
• 3.2.3 建筑距前方障碍物间距25-27
• 3.3 建筑太阳能利用系统对建筑设计的要求27-29
• 3.3.1 建筑体型确定以及平面布局27-28
• 3.3.2 保温隔热设计28
• 3.3.3 建筑构造设计28-29
• 3.4 被动式建筑太阳能利用系统原理及设计29-40
• 3.4.1 直接受益窗29-32
• 3.4.2 集热墙32-35
• 3.4.3 集热蓄热墙35-36
• 3.4.4 附加阳光间36-38
• 3.4.5 对流环路式38-40
• 3.5 主动式太阳能利用系统原理及设计40-63
• 3.5.1 太阳能热水系统40-49
• 3.5.2 主动式太阳能采暖系统49-54
• 3.5.3 太阳能制冷系统54-56
• 3.5.4 太阳能光伏系统56-63
• 第四章 华北寒冷地区建筑太阳能利用系统中存在的问题及原因63-79
• 4.1 被动式建筑太阳能利用系统中存在的问题63-68
• 4.1.1 被动式建筑太阳能利用系统的应用范围有待扩大63-64
• 4.1.2 建筑及太阳能利用系统的保温性能有待提高64-66
• 4.1.3 被动式建筑太阳能利用系统对太阳能的利用效率低66-67
• 4.1.4 被动式太阳能利用系统蓄热能力差67-68
• 4.2 太阳能热水系统中存在的问题68-74
• 4.2.1 太阳能热水系统的应用需要进一步推广68-69
• 4.2.2 太阳能热水系统的设计与建筑设计未同步进行69-70
• 4.2.3 太阳能热水系统与建筑一体化程度低70-72
• 4.2.4 太阳能热水系统设计有待优化72-74
• 4.2.5 集热器在建筑中的安装部位单一74
• 4.2.6 太阳能热水系统与其它新能源系统的结合有待完善74
• 4.3 主动式太阳能采暖系统中存在的问题74-75
• 4.3.1 现状74-75
• 4.3.2 原因75
• 4.4 太阳能光伏系统中存在的问题75-79
• 4.4.1 太阳能光伏系统在建筑中的应用范围有待扩大75-76
• 4.4.2 太阳能光伏组件与建筑一体化程度低76
• 4.4.3 太阳能光伏系统设计有待优化76-79
• 第五章 华北寒冷地区建筑太阳利用能系统中存在问题的解决对策79-90
• 5.1 被动式建筑太阳能利用系统中存在问题的解决对策79-83
• 5.1.1 扩大被动式太阳能系统在建筑中的应用79-80
• 5.1.2 提高建筑及被动式太阳能利用系统的保温性能80-82
• 5.1.3 提高被动式建筑太阳能利用系统对太阳能的利用效率82-83
• 5.1.4 提高被动式建筑太阳能利用系统的蓄热能力83
• 5.2 太阳能热水系统设计中存在问题的解决对策83-86
• 5.2.1 扩大太阳能热水系统的应用范围83-84
• 5.2.2 太阳能热水系统的设计与建筑设计同步进行84
• 5.2.3 提高太阳能热水系统与建筑的一体化程度84
• 5.2.4 优化太阳能热水系统设计84-86
• 5.2.5 扩大集热器在建筑中的安装范围86
• 5.2.6 太阳能热水系统与其它新能源系统有机结合86
• 5.3 主动式太阳能采暖系统中存在问题的解决对策86-87
• 5.4 太阳能光伏系统中存在问题的解决对策87-90
• 5.4.1 扩大国家激励政策的范围，促进光伏系统在建筑中的应用87
• 5.4.2 提高太阳能光伏组件与建筑一体化程度87
• 5.4.3 优化太阳能光伏系统设计87-90
• 第六章 结论90-92
• 6.1 结论90
• 6.2 存在的不足90-92
• 参考文献92-95
• 发表论文和科研情况说明95-96
• 致谢96

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