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《太阳能光热技术的建筑应用》是作者对太阳能光热应用技术在重庆地区的建筑应用效果的理论研究和工程实践的总结，可供从事太阳能光热利用技术相关专业工程技术人员在进行技术研究和工程设计时使用，也可供相关专业院校师生参考使用。
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| 內容簡介： |
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《太阳能光热技术的建筑应用》介绍了重庆地区的太阳能资源情况,得出重庆地区太阳能资源分布的特征,并针对太阳能热水应用技术、建筑遮阳技术和太阳能通风技术在重庆地区的应用特性进行理论和实测分析,得出相应的技术应用效果和应用控制策略?《太阳能光热技术的建筑应用》同时也对其他太阳能光热技术在重庆地区的应用潜力进行了阐述,并编制了重庆地区太阳能热水应用评估分析软件?
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| 目錄：
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第1章 太阳能光热应用背景
1.1 太阳能光热应用分类
1.2 重庆地区太阳能光热应用情况
第2章 重庆地区太阳能资源分析
2.1 重庆地区典型气象年太阳能资源
2.1.1 典型气象年的含义
2.1.2 太阳能资源分析
2.1.3 重庆地区太阳能资源评估
2.2 重庆地区历史太阳能资源分析
2.3 重庆地区全年太阳能资源实验测试分析
2.4 其他太阳能资源地区与重庆地区对比
2.4.1 中国太阳能资源区划分
2.4.2 不同太阳能资源地区代表城市对比
2.5 本章 小结
第3章 太阳能热水应用技术
3.1 常见太阳能热水系统
3.1.1 按太阳能集热系统与太阳能热水供应系统关系划分
3.1.2 按有无辅助热源划分
3.1.3 按供水范围划分
3.1.4 按太阳能集热系统运行方式划分
3.2 太阳能热水系统与建筑一体化概述
3.2.1 当前太阳能热水系统与建筑一体化现状
3.2.2 太阳能热水系统与建筑一体化的发展方向
3.3 重庆地区太阳能热水应用理论分析
3.3.1 太阳能集热效率分布理论研究
3.3.2 逐月热水负荷与得热量理论研究
3.3.3 逐月太阳能保证率理论研究
3.4 重庆地区太阳能热水应用实际测试
3.4.1 太阳能热水研究平台简介
3.4.2 水温监测系统
3.4.3 太阳辐射观测系统
3.5 不同季节不同天气下的测试
3.5.1 天气分类定义
3.5.2 实验测试实例
3.6 太阳能集热效率实测分析
3.6.1 夏季不同天气不同倾角下的太阳能集热效率
3.6.2 过渡季节不同天气不同倾角下的太阳能集热效率
3.6.3 冬季不同天气不同倾角下的太阳能集热效率
3.6.4 实测全年集热效率分布
3.7 太阳能集热器得热量实测分析
3.7.1 夏季不同天气不同倾角下的太阳能集热器得热量
3.7.2 过渡季节不同天气不同倾角下的太阳能集热器得热量
3.7.3 冬季不同天气不同倾角下的太阳能集热器得热量
3.7.4 实测全年太阳能集热器得热量分布
3.8 太阳能保证率实测分析
3.8.1 夏季不同天气不同倾角下的太阳能保证率
3.8.2 过渡季节不同天气不同倾角下的太阳能保证率
3.8.3 冬季不同天气不同倾角下的太阳能保证率
3.8.4 实测全年不同天气不同倾角下的太阳能保证率
3.9 太阳能热水实测综合分析
3.10 太阳能热水应用监测系统
3.10.1 监测对象和方法
3.10.2 监测平台的构建
3.10.3 重庆市太阳能热水应用监测平台
3.11 重庆地区太阳能热水应用技术总结
第4章 建筑遮阳技术
4.1 建筑遮阳技术简介
4.2 建筑外遮阳效果的理论研究
4.2.1 建筑外遮阳效果的检测、评价方法
4.2.2 建筑水平外遮阳阴影面积的计算
4.2.3 晴天围护结构接收的太阳辐射强度的计算
4.2.4 建筑外遮阳对光环境的影响
4.3 晴天时建筑水平外遮阳的效果研究
4.3.1 晴天测试
4.3.2 室外太阳辐射强度
4.3.3 东南向、南向和西南向水平外遮阳对室内平均太阳辐射强度的影响
4.3.4 东南向、南向和西南向水平外遮阳对照度的影响
4.4 多云天时建筑水平外遮阳的效果研究
4.4.1 多云天测试
4.4.2 室外太阳辐射强度
4.4.3 多云天时东南向、南向和西南向水平外遮阳对太阳辐射强度的影响
4.4.4 东南向、南向和西南向水平外遮阳对照度的影响
4.5 全阴天时建筑水平外遮阳的效果研究
4.5.1 全阴天测试
4.5.2 室外太阳辐射强度
4.5.3 东南向、南向和西南向水平外遮阳对太阳辐射强度的影响
4.5.4 东南向、南向和西南向水平外遮阳对照度的影响
4.6 建筑外遮阳对围护结构外表面温度的影响研究
4.6.1 围护结构外表面温度测试
4.6.2 水平外遮阳对围护结构外表面温度影响的分析
4.6.3 水平外遮阳对围护结构热流量的影响分析
4.7 实测遮阳应用效果小结
4.7.1 晴天情况
4.7.2 多云天和全阴天情况
4.7.3 围护结构外表温度
4.8 重庆地区建筑水平外遮阳设计策略
4.8.1 重庆地区建筑遮阳概况
4.8.2 外遮阳的位置设计策略
4.8.3 外遮阳的季节设计策略
4.8.4 固定式水平外遮阳设计策略
4.8.5 活动式水平外遮阳设计策略
4.9 建筑活动式外遮阳装置的开发
4.9.1 高能效活动式外遮阳装置
4.9.2 高能效活动式外遮阳设计方案
4.9.3 高能效活动式外遮阳的效果
4.10 本章 小结
第5章 太阳能通风技术
5.1 太阳能通风技术简介
5.1.1 “阳光井”通风降温
5.1.2 “双层皮”围护结构通风
5.2 应用实例及测试
5.2.1 测试结果分析
5.2.2 结论
第6章 太阳能空调技术
6.1 太阳能空调技术简介
6.1.1 太阳能空调系统组成和设计特点
6.1.2 太阳能空调系统原理
6.1.3 太阳能空调的优势和缺陷
6.1.4 太阳能空调制冷技术途径
6.1.5 常见太阳能空调制冷技术形式与原理
6.2 重庆地区太阳能空调应用潜力
第7章 重庆地区太阳能热水应用预评估软件编制
7.1 软件编制的提出
7.2 软件编制思路
7.3 软件使用说明
7.3.1 软件应用范围
7.3.2 选择计算时间区域
7.3.3 计算太阳能热水系统最大安装层数
7.3.4 计算任意表面太阳辐照量
7.3.5 计算所需太阳能集热器面积
7.3.6 节能效益分析
7.3.7 逐月太阳能保证率分析
7.4 工程案例计算分析
参考文献
彩色图版
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| 內容試閱：
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第1章 太阳能光热应用背景
人类历史白进入21世纪以来，能源供求形势发生了新的变化：工业化和城市化步伐加快，一些高耗能行业发展过快，能源需求出现了前所未有的高增长态势?中国是一个人口众多的发展中国家，实现较高水平的现代化社会还要走相当长的路?随着经济社会持续发展和人民生活水平不断提高，能源需求还会继续增长，能源供需矛盾和资源环境制约将长期存在?根据世界能源委员会（WEC） 2004年对传统能源的储量调查显示：煤炭还可以供人类使用200年，石油还可以供人类使用40年，天然气还可以供人类使用60年?据美国能源部能源署（EIA）完成的《国际能源展望2004》基准状态预测，世界能源的消费在24年内（2001-2025年）将增加9c%，全球能源消费总量预计将从2001年的4.3×1017kJ增加到2025年的6.8×101 kJ?中国的能源资源总量虽然比较丰富，但人均储量不足，尤其是石油和天然气，远低于世界平均值?2006年，中国人均石油可采储量仅为156t，只相当于世界平均值的6.2%；天然气人均可采储量为1822 m3，仅为世界平均值的6.5%，具体如表1.1所示?中国是世界第二大能源生产国和消费国，能源需求巨大且增长较快，2006年一次能源消费占世界的15. 6%?化石能源是有限的，要解决未来的能源问题，必须从长计议，积极研究新能源以替代常规能源，否则我们的子孙后代将受到严重的能源威胁?
中国每年能源消耗巨大，其中建筑能耗约占我国能源总消耗量的30%，建筑能耗成为国家的能源负担，对我国经济社会的可持续发展产生了严重影响，对能源安全和大气环境造成了巨大威胁，预计到2020年建筑能耗将达到11亿t标准煤?建筑能耗主要包括采暖、空调、热水供应、炊事和家用电器等方面，建筑热水能耗又是建筑能耗中的一个重要组成部分?有研究表明：住宅生活热水能耗占建筑使用能耗的10%-20%；城市中各类商业建筑卫生热水能耗占建筑总能耗的10%-40%；随着生活水平的不断提高，居民对生活热水的需求量将会增加，同时对生活热水供应的节能的呼声也将越来越高?
为保证经济的健康发展与人民的生活质量，在能源供应和环境保护压力越来越大的今天，有必要寻求可再生能源来减少传统能源的消耗?在我国2005年颁布的《中华人民共和国可再生能源法》中指出，适用的可再生能源是指太阳能、风能、地热能、水能、生物质能和海洋能等非化石能源?我国“十二五”可再生能源建筑应用推广目标中重点发展的建筑用可再生能源的种类为太阳能、浅层地能和生物质能?
太阳能热利用是太阳能技术应用中的一种重要形式，较为常见的有太阳能热水、太阳能通风、太阳能制冷和太阳能采暖等，国家正逐步加大对太阳能热利用的推广力度?中国太阳能热剩用产业在“十二五”规划中的总体思路是：坚持科技进步、扩大应用领域、促进产业升级、扩大市场范围，提高太阳能热利用在新能源应用中的比例，争取到2020年，为节能减排作m 40% - 45%的贡献?到2015年预计我国太阳能热利用产业的保有量可达到4亿m-，我国“十二五”规划中太阳能热利用目标如表1.2所示?在《可再生能源中长期发展规划》中提出：到2020年，可再生能源消费量占能源消费总量的比重达到15%，太阳能光热在整个再生能源中的比例达到20%?由此可见，我国太阳能光热产业对节能减排可以作出很大贡献?
1.1 太阳能光热应用分类
推动下，该技术越来越受到人们的关注?该技术的使用形式主要有太阳能供热水技术、遮阳技术、太阳能通风技术、太阳能空调技术以及其他太阳能光热利用形式?
1.2 重庆地区太阳能光热应用情况
我国太阳能资源整体十分丰富，太阳能年辐照总量为3300-8400 MJmz，平均为5900 MJrri2，全国有9Q以上的地区年日照小时数大于2000 h?根据不同地区的年太阳辐照量大小，可将我国分为四个太阳能资源区，我国最新的太阳能资源分区如表1.3所示?重庆地区全年太阳辐照量较低，属于太阳能资源一般区，但其具有特殊的全年太阳能资源分布特征，即全年分布极不均匀，夏季最大，春秋季次之，冬季最小?即便如此，重庆地区目前已有大规模的太阳能应用T程，尤其是太阳能热水T程，涉及学校、医院、酒店和住宅等建筑?2009年，重庆市被财政部、住房和城乡建设部确定为“可再生能源建筑应用全国示范城市”，获得专项财政补助资金7000万元用于发展可再生能源建筑应用工作?2010年，重庆市下辖的两县——巫溪县和云阳县，成功申报“全国可再生能源建筑应用示范县”，分别获得950万元和1100万元的国家财政专项资金补贴，用于县级可再生能源建筑应用?
虽然重庆地区已有大量的太阳能建筑T程应用，然而，素有“雾都”之称的重庆市在太阳能应用方面饱受专家、学者及消费者的争议，他们认为重庆地区“不适合”应用太阳能，对太阳能应用持反对意见?为了对重庆地区太阳能光热技术的建筑应用进行探索，本书作者所领导的“可再生能源建筑应用研究”课题组近年来对重庆地区太阳能光热应用进行了大量研究，并取得了一定的研究成果?
第2章 重庆地区太阳能资源分析
任何形式的太阳能应用都是以充分利用太阳能资源来实现的，例如，利用太阳能电池通过光生伏打效应（Photovoltaic effect）来实现太阳能光伏发电，利用太阳能集热器收集太阳的热能来实现太阳能光热应用?在这些应用中，太阳能总量、全年太阳能分布特征和太阳辐射成分组成均会影响到太阳能应用效果?重庆地区全年太阳辐照量较低，但是具有特殊的全年分布特征?为更好地提高重庆地区太阳能应用潜力和太阳能光热应用效果，本书以重庆典型气象年、历史逐年以及不同倾角表面下实测三种方式来进行太阳能资源的分析?
2.1 重庆地区典型气象年太阳能资源
2.1.1典型气象年的含义
典型气象年由根据一定的基准挑选出的“平均月”（标准月）组成?根据建筑节能设计标准的要求，典型气象年的挑选应以近三十年的统计为基础，在近十年中进行挑选?根据中国气象局和清华大学联合编著的《中国建筑热环境分析专用气象数据集》，重庆地区典型气象年的太阳辐照数据以1971-2003年的统计为基础，在1994-2003年中挑选典型气象年?典型气象年可反映本地区真实的太阳能资源水平，具有较高的代表性?
2.1.2太阳能资源分析
重庆市坑内共有35座地面气象观测站，按承担的观测任务和作用分为国家基准气候站、国家基本气象站和国家一般气象站三大类?在这35座地面气象观测站中，只有沙坪坝国家基本气象站具有太阳辐射观测功能，因此本书以沙坪坝站的太阳辐射数据为基础来分析重庆地区太阳能资源状况?表2.1为沙坪坝国家基本气象站的信息?
1.全年逐月太阳辐照量分布
重庆地区全年逐月太阳辐照量呈抛物线分布，总体趋势为：夏季太阳辐照量最大，春秋季节次之，冬季最小，如图2.1所示?1月太阳辐照量为93.2 MJm2，自 1月开始逐月增加，到5月增加至361.4 MJm2，6月太阳辐照量稍稍下降到326.5 MJm2，然后到7月达到全年最大值484.0 MJrri2，白8月开始逐月下降，直至12月达到全年最低值，仅为83.4MJrri2?全年平均月太阳辐照量为254.9 MJm2，其中4-9月太阳辐照量高于全年平均值，因此这几个月具有较好的太阳能应用潜力?
重庆地区全年总太阳辐照量为3058.5 MJrri2，且全年太阳辐照主要分布在4-9月，占全年总太阳辐照量的72. 3%，其他月份仅占27.770?如图2.2所示，全年太阳辐照具有明显的季节分布特征?夏季总太阳辐照量最大，占全年的41. 5%，达到1270.9 MJIT12，其中7月最大，将近500 MJIT12；春季的太阳辐照量占28. 6%，约为874.3 MJrri2；而秋季占19. 9%，冬季仅占10.0%，其中1月和12月总辐照量均不足100 MJrri2?
2.全年日太阳辐照量分布
图2.3所示为重庆地区全年日太阳辐照量分布图，由图可知，全年日太阳辐照量高低振荡厉害，年平均日太阳辐照量为8. 38 MJm2，最大为25. 59 MJm2，最小为0?全年有154天日太阳辐照量高于全年平均值，且主要集中在4-9月?全年日太阳辐照量波动较大，方差为46. 42 MJm2，且分布极不均匀?
2.1.3重庆地区太阳能资源评估
充分了解重庆地区太阳能资源的水平状况，对合理开发利用太阳能资源及保护生态环境具有非常重要的理论意义?太阳能资源评估一般包括太阳能资源丰富程度、利用价值、稳定程度及日最佳利用时段，日照时数和太阳辐照量是表征太阳能资源的两个重要指标?本书以典型年太阳辐照量和日照时数为指标，对重庆地区太阳能资源进行分析?
1.太阳能资源丰富程度评估
根据《太阳能资源评估方法》（ QXT89-2008），以年太阳辐照量为指标对太阳能资源丰富程度进行分级评估，并对丰富程度进行等级划分，分级如表2.2所示?
重庆地区年太阳辐照量为3058.5 MJIT12，根据表2.2可知，重庆地区太阳
能资源的丰富程度为一般，全年太阳能资源总量较小?
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