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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