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第1章 绪论 1

1.1 太阳能建筑的概述 2

1.2 太阳能建筑的发展历程 3

1.3 太阳能建筑推广普及的必要性和紧迫性 6

1.3.1 促进建筑节能和保障能源安全的现实需求 6

1.3.2 缓解温室气体排放和保护环境的现实压力 6

1.3.3 城市化进程中实现绿色建筑的有效措施 6

1.3.4 农村地区实现绿色农房的有效手段 7

1.4 太阳能建筑的相关政策 7

1.4.1 被动式太阳能 7

1.4.2 太阳能热水 8

1.4.3 太阳能光伏 8

1.5 太阳能建筑的规范和图集 9

1.5.1 太阳能建筑的规范 9

1.5.2 太阳能建筑的图集 10

1.6 太阳能建筑的专业术语 10

1.6.1 被动式太阳能建筑相关专业术语 10

1.6.2 太阳能热水系统建筑一体化相关专业术语 11

1.6.3 太阳能光伏建筑相关专业术语 12

1.6.4 太阳能建筑的其他相关术语 12

第2章 太阳能建筑设计的基础知识 15

2.1 太阳的基本知识 16

2.1.1 太阳简介 16

2.1.2 地球绕太阳的运行规律 17

2.1.3 太阳高度角和方位角 18

2.2 太阳辐射的相关知识 20

2.2.1 太阳常数 20

2.2.2 大气质量 20

2.2.3 太阳总辐射、直射辐射和散射辐射 21

2.2.4 不同建筑朝向获得太阳辐射的差异 21

2.3 太阳能资源分布 23

2.4 建筑利用太阳能的方式 25

第3章 被动式太阳房设计 29

3.1 被动式太阳房的概述 30

3.1.1 被动式太阳房的含义 30

3.1.2 被动式太阳房的发展历程 30

3.2 被动式太阳房的基本集热形式与设计 33

3.2.1 直接受益式 33

3.2.2 集热蓄热墙式 37

3.2.3 附加阳光间式 41

3.2.4 蓄热屋顶式 43

3.2.5 对流环路式 44

3.2.6 集热形式的选择 45

3.3 被动式太阳房的场地设计、空间布局和材料选用 47

3.3.1 被动式太阳房的场地设计 47

3.3.2 被动式太阳房的空间布局 51

3.3.3 被动式太阳房的材料选用 53

3.4 被动式太阳房的热工设计和经济性评价 57

3.4.1 被动式太阳房的热工设计 57

3.4.2 被动式太阳房的热性能评价指标 58

3.4.3 被动式太阳房的经济性评价 59

3.5 被动式太阳房的计算机辅助设计 60

3.5.1 计算机辅助设计概述 60

3.5.2 被动式太阳房专用设计软件介绍 61

3.6 被动式太阳房案例 64

3.6.1 丹麦科灵市的住宅 64

3.6.2 新疆克拉玛依被动式农宅 66

第4章 太阳能热水系统建筑一体化设计 69

4.1 太阳能热水系统建筑一体化的概述 70

4.1.1 太阳能热水系统及其与建筑一体化的意义 70

4.1.2 太阳能热水系统建筑一体化的发展历程和现状 71

4.2 太阳能热水系统及其设计 74

4.2.1 太阳能热水系统的组成 74

4.2.2 太阳能热水系统的分类和特点 80

4.2.3 太阳能热水系统的设计要点 85

4.3 太阳能热水系统与建筑一体化设计 88

4.3.1 太阳能热水系统与建筑一体化设计概述 88

4.3.2 太阳能集热器与屋面的一体化设计 92

4.3.3 太阳能集热器与立面的一体化设计 96

4.3.4 太阳能热水系统的其他组成部分与建筑一体化 99

4.4 建筑应用太阳能热水系统的节能效益分析和评价 100

4.4.1 太阳能热水系统的节能效益分析 100

4.4.2 民用建筑太阳能热水系统评价 103

4.5 太阳能热水系统的计算机辅助设计 105

4.5.1 计算机辅助设计概述 105

4.5.2 辅助工具举例 105

4.6 太阳能热水建筑一体化的案例 108

4.6.1 武汉长江新村住宅 108

4.6.2 合肥景城御琴湾住宅 111

第5章 光伏建筑设计 113

5.1 光伏建筑的概述 114

5.1.1 光伏建筑的含义 114

5.1.2 光伏建筑的特点 115

5.1.3 光伏建筑的发展历程与现状 116

5.2 光伏技术与光伏系统 117

5.2.1 光伏发电原理 117

5.2.2 光伏电池 118

5.2.3 光伏组件 121

5.2.4 光伏系统 121

5.3 光伏建筑一体化设计 123

5.3.1 光伏建筑一体化的影响因素 123

5.3.2 光伏屋面一体化设计 125

5.3.3 光伏墙面一体化设计 129

5.3.4 光伏遮阳一体化设计 131

5.3.5 光伏阳台一体化设计 131

5.3.6 光伏与城市景观一体化设计 131

5.4 光伏建筑基于全生命周期的评价 133

5.4.1 光伏建筑全生命周期能耗分析 134

5.4.2 光伏建筑的投资回收期 134

5.4.3 光伏建筑的环境效益 135

5.5 光伏建筑的计算机辅助设计 135

5.5.1 计算机辅助设计概述 135

5.5.2 辅助工具举例 135

5.6 光伏建筑的实例 138

5.6.1 英国多克斯福德国际办公楼 138

5.6.2 荷兰能源研究中心31号楼 140

5.6.3 深圳南玻大厦 141

5.6.4 北京净雅大酒店光伏幕墙 142

第6章 太阳能与建筑遮阳设计 145

6.1 建筑遮阳的概述 146

6.1.1 建筑遮阳的含义和意义 146

6.1.2 建筑遮阳的发展和演变 147

6.2 建筑遮阳的形式与设计 149

6.2.1 建筑遮阳的分类 149

6.2.2 常见遮阳形式 151

6.2.3 其他遮阳形式 152

6.3 建筑遮阳设计的考虑因素 155

6.3.1 遮阳与建筑外观 155

6.3.2 遮阳与自然采光 156

6.3.3 遮阳与自然通风 156

6.4 建筑遮阳的实例 156

6.4.1 威斯敏斯特城市学院 156

6.4.2 清华大学设计中心楼 157

6.4.3 华南理工大学逸夫人文馆 157

第7章 太阳能与建筑自然通风设计 159

7.1 自然通风的概述 160

7.1.1 利用自然通风的传统经验 160

7.1.2 自然通风的优势 161

7.2 自然通风的形式 161

7.2.1 热压通风 162

7.2.2 风压通风 162

7.2.3 热压与风压共同作用的自然通风 163

7.2.4 机械辅助的自然通风 163

7.3 影响自然通风的因素分析 163

7.3.1 自然通风与气候 164

7.3.2 自然通风与地形 164

7.3.3 自然通风与建筑 164

7.4 太阳能强化自然通风 168

7.4.1 太阳能烟囱 168

7.4.2 太阳能通风墙 170

7.4.3 双层玻璃幕墙 171

7.4.4 中庭 175

7.5 自然通风的计算机辅助设计 177

第8章 建筑中其他太阳能技术应用与设计 179

8.1 太阳能主动式采暖技术 180

8.1.1 太阳能空气采暖系统 180

8.1.2 太阳能液体采暖系统 182

8.2 太阳能空调制冷技术 184

8.2.1 太阳能吸收式制冷系统 184

8.2.2 太阳能吸附式制冷系统 185

8.2.3 太阳能除湿式制冷系统 186

8.3 太阳能照明技术 186

8.3.1 太阳能导光系统 187

8.3.2 太阳能光纤照明系统 188

8.4 太阳灶 189

8.4.1 箱式太阳灶 189

8.4.2 聚光式太阳灶 189

8.4.3 综合型太阳灶 190

附录 192

表1 全国主要城市垂直南向面总日射月平均日辐照量 192

表2 全国主要城市水平面太阳总辐射月平均日辐照量 193

表3 全国主要城市倾角等于当地纬度倾斜表面上的太阳总辐射 194

月平均日辐照量 194

表4 全国主要城市日照时间 195

表5 全国主要城市平均气温 196

表6 全国主要城市平均相对湿度 197

表7 全国主要城市设计用室外气象参数 198

参考文献 199