炎热气候条件下的被动和主动（太阳能）设计策略

【摘要】：本研究之目的是为了检验并说明沙特阿拉伯吉达市利用被动和主动太阳能进行建筑设计的情况。本文探讨了“被动太阳能”设计立足未来以及为建筑物提供热能的解决方法；同时,本文还证实“主动太阳能”也是减少碳排放的重要因素之一。本论文主要探讨了在吉达所具有的热带气候条件下,“被动太阳能”的设计策略,并进一步探讨了热能太阳能以及光伏技术的相关研究。此外,本文还介绍了太阳能集热器的类型,指出建筑物集成光伏技术正迅猛发展,并将成为建筑设计的重要组成部分。通过本文提到的设计方法,笔者提出了适合吉达气候条件的可持续房屋设计策略。最后,通过光伏系统进行数据计算,证明了通过在建筑设计上利用太阳能技术可减少化石燃料的使用,从而降低二氧化碳排放量,在极大节约能源的同时保护生态环境。 【关键词】：可持续设计 被动太阳能 主动太阳能 光伏系统 能量效率 吉达
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU18
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-19
• 1.1 基本概念的定义11-14
• 1.1.1 可持续设计11-12
• 1.1.2 环碳循12-14
• 1.2 温室效应14-16
• 1.3 京都议定书16-17
• 1.4 低碳建筑17-19
• 2 国际研究现状19-23
• 2.1 国际研究现状概况介绍19-21
• 2.1.1 阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的光伏研究19-20
• 2.1.2 京都大学以及夏普公司在沙特的研究实验20-21
• 2.2 沙特的太阳能工程项目21-23
• 2.2.1 世界最大的太阳能发电厂21
• 2.2.2 沙特2020年的目标21-23
• 3 太阳热能研究23-41
• 3.1 太阳能源23-24
• 3.2 太阳辐射24-26
• 3.3 被动太阳能设计26-35
• 3.3.1 建筑朝向26-28
• 3.3.2 玻璃类型28-29
• 3.3.3 热质29-30
• 3.3.4 隔热和密封30-31
• 3.3.5 通风(被动冷却)31-34
• 3.3.6 遮阳34-35
• 3.4 被动式房屋35-38
• 3.5 主动太阳能设计38-41
• 4 建筑设计中的太阳热能及光伏技术应用41-57
• 4.1 太阳热能收集系统41-45
• 4.1.1 平板太阳能集热器42-44
• 4.1.2 真空管太阳能集热器44-45
• 4.2 主动和被动太阳能热系统45-47
• 4.3 设计理念47-48
• 4.3.1 朝向和倾斜47-48
• 4.4 光伏技术48
• 4.5 电池、组件以及光伏阵列48-53
• 4.5.1 单晶硅、多晶硅以及非晶硅电池49-52
• 4.5.2 半透明电池52-53
• 4.5.3 铜铟联硒化物(CuInSe_2)太阳能电池53
• 4.6 设计理念53-55
• 4.6.1 建筑围层的高效部位54-55
• 4.7 太阳能设计的常见问题55-57
• 5 建筑中集成光伏和太热能57-69
• 5.1 建筑物光伏系统集成57-66
• 5.1.1 光伏帷幕墙57-58
• 5.1.2 光伏天窗58-60
• 5.1.3 光伏通风墙60-61
• 5.1.4 光伏房顶61-63
• 5.1.5 光伏遮阳装置63-64
• 5.1.6 光伏天蓬64-65
• 5.1.7 (欧尼克斯太阳能公司生产的)光伏停车场65-66
• 5.2 建筑物中集成太热能系统66-69
• 5.2.1 建筑中集成真空管太阳能集热器66-67
• 5.2.2 建筑中集成平板太阳能集热器67-69
• 6 个案研究69-91
• 6.1 20世纪30年的房屋“翻新和复制”69-74
• 6.1.1 翻修前的性能69-70
• 6.1.2 翻新优先考虑内容70-71
• 6.1.3 减少热量损失71
• 6.1.4 加热71-72
• 6.1.5 电力72-73
• 6.1.6 改进措施73-74
• 6.2 (KAUST)阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)74-83
• 6.2.1 设计大纲74-75
• 6.2.2 设计灵感75-78
• 6.2.3 地点78-80
• 6.2.4 被动式设计80-81
• 6.2.5 节能和发电81-83
• 6.3 太阳伞房屋83-91
• 6.3.1 环境方面83-84
• 6.3.2 土地使用以及当地生态84-85
• 6.3.3 生物气候学设计85-86
• 6.3.4 光线和空气86-87
• 6.3.5 能源流87-88
• 6.3.6 材料88-90
• 6.3.7 集体智慧90-91
• 7 吉达被动设计概念91-103
• 7.1 吉达市介绍91-93
• 7.1.1 地理概况91
• 7.1.2 气候91-93
• 7.2 延伸阅读93
• 7.3 设计方案93-103
• 7.3.1 设计目标94
• 7.3.2 建筑朝向94-95
• 7.3.3 设计策略95-101
• 7.3.4 日照研究101-102
• 7.3.5 光伏系统计算102-103
• 8 结论103-105
• 参考文献105-107
• 作者简历107-111
• 学位论文数据集111

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