主持人：听众朋友，大家好！我是艳红，欢迎您收听“致富早班车”节目。在今天的农业部生态家园富民计划系列广播讲座中，为您介绍太阳房。有句俗话说“小康不小康，关键看住房”，住房往往更能够代表农民的富裕程度，而与砖瓦房、小楼房比起来，太阳房恐怕就是一个新鲜词了。我想大家对于太阳能还是不陌生的，其实太阳房就是利用太阳能来进行取暖的建筑形式。在今天的节目时间里，我们邀请到了辽宁省能源研究所的研究员刘国发老师，为大家介绍太阳房建造技术。刘老师，您好！

专家：艳红，你好！听众朋友们大家好！

1.主持人：首先请您介绍一下什么是太阳能？什么是太阳房？

专家：好的。首先介绍太阳能。我们知道，太阳是太阳系中最大的一颗行星，也是离地球最近的恒星。太阳以电磁波的形式向宇宙空间辐射能量，称为太阳辐射能，简称太阳能。

我国的太阳能资源十分丰富，利用太阳能供暖前景非常广阔，尤其是西北地区，更是处在太阳能资源较丰富的地区之内。因此，充分利用取之不尽的资源，对于改善农村的居住条件、提高室内温度、节约常规能源、减少秸秆焚烧量、改善生态环境有着十分重要的意义。

那么，太阳房呢？太阳房通常是指采取一定的措施，利用太阳能代替部分常规能源，使建筑物达到一定的温度环境的一种建筑形式，通俗地说，就是一种利用太阳能采暖或降温的房子。自古以来，我们的祖先在修建房屋时，就知道利用太阳的光和热，我国传统的民房大多数都是最原始、最简单的太阳房。但这仅仅是感性的、自发的，处于比较低级的阶段。现代技术上的太阳房屋通常要在建筑物上装设一套集热、蓄热的装置，有意识地利用太阳能。随着农村经济的发展，全国农村能源的紧缺矛盾十分突出，因此，加快广大农村中推广既节约能源，又经济舒适的太阳房已势在必行。

2.主持人：听了您的介绍，使我们对太阳能及其利用有了初步的了解。但我还想知道太阳房为什么能实现利用太阳能进行采暖？

专家：温室效应是被动式太阳房的最基本工作原理。

3.主持人：以前我们从科普资料上也看到一些介绍说太阳房是有不同类型的，请您再给我们介绍一般都有哪些类型好吗？

专家：按照目前国际上惯用的名称，太阳房分为主动式太阳房和被动式太阳房两大类。主动式太阳房的一次性投资大、设备利用率低，维修管理工作量大，而且仍然要耗费一定量的常规能源。因此，对于居住建筑和中小型公用建筑来说，主要采用的是被动式太阳房。被动式太阳房是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，在冬季集取、保持、贮存、分布太阳热能，从而解决建筑物的采暖问题。

4.主持人：刘老师，那么被动式太阳房和主动式太阳房相比，有哪些特点呢？

专家：被动式太阳房具有如下优点：（1）构造简单，不需要复杂的管道通风系统；（2）造价低廉，太阳房的工程造价仅比普通工程造价增加12％左右；（3）维护管理方便，不需要专业技术人员维护管理。

5.主持人：刘老师，您前面谈到主动式太阳房和被动式太阳房这两大类，那么还有没有更细一点的分类呢？

专家：在被动式太阳房中，按集热形式可分为五类：（1）直接受益式；（2）集热蓄热墙式；（3）附加阳光间式；（4）贮热屋顶式；（5）自然对流回路式。

而采用最普遍、最经济实用的是直接受益式。

直接受益式是被动式太阳房中最简单的一种，它是利用南窗直接接受太阳能。由于直接受益式被动式太阳房热效率较高，但室温波动较大，因此，选用于白天要求升温快的房间或只是白天使用的房间，如教室、办公室、住宅的起居室等。如果窗户有较好的保温措施，也可以用于住宅的卧室等房间。

集热蓄热墙式被动式太阳房是间接式太阳能采暖系统。阳光首先照射到置于太阳与房屋之间的一道带玻璃外罩的深色储热墙体上，然后向室内供热。采用集热蓄热墙式被动式太阳房室内温度波动小，居住舒适，但效率较低，常常和其它形式配合使用，组成不同用途的房间供暖形式。

附加阳光间式被动式大阳房是集热蓄热墙系统的一种发展，将玻璃与墙之间的空气夹层加宽，形成一个可以使用的空间——附加阳光间。这种系统其前部阳光间的工作原理和直接受益式系统相同，后部房间的采暖方式则类同于集热蓄热墙式。可用于有条件的起居室门厅、公共建筑的大厅等房间，但投资较高，不易采取保温措施，不宜大面积采用。

贮热屋顶式和自然对流回路式目前在国内采用极少。

6.主持人：刘老师，听了上面您的介绍，使我们对太阳房有了一定的了解，那么，假如我和听众朋友一样要盖太阳房，首先要做什么工作呢？

专家：这首先要做的是太阳房的设计工作，设计是太阳房建筑的龙头。这也是我要向听众朋友重点介绍的内容。

被动式太阳房是建筑与热工技术的综合，热工性能通过建筑构造体现，建筑设计又以热工计算为依据。因此，在被动式太阳房建筑设计中，不应单纯追求热性能而忽视了建筑的特点和使用功能。

在太阳房设计中包括了平面设计、平面组合设计、太阳房朝向选择和外形、太阳房的剖面、立体设计四个内容。

7.主持人：刘老师，无论是私人住宅还是公共建设，是不是所有太阳房的设计都包括这几个方面的内容呢？

专家：是的。所有的太阳房设计中都离不开这四个方面的内容。下面我首先介绍太阳房的平面设计的内容。

太阳房的平面设计：太阳房通常是由各种不同使用功能的房间组成，以满足不同的需要。例如，一座民用住宅就包括了居住部分(居室、客厅、书房)和辅助部分(厨房、厕所、楼梯等)。在公共建筑中(如：中小学校、邮电营业所、办公室等)也有主要房间和辅助房间的区别。这些不同类型的房间应该设计成多宽多深？又如何把这些房间根据太阳能建筑的特点组合起来，成为一栋完整的太阳房？这就是太阳房平面设计的工作。

8.主持人：刘老师，您能不能就住宅和公共建设的一些具体例子来给大家谈谈呢？

专家：好，以太阳能采暖住宅为例，我们知道，住宅是解决居住问题的建筑。太阳能采暖住宅建筑主要有两部分组成：居住部分和辅助部分。居住部分是太阳能采暖住宅构成的主体，一般称为居室，在标准较高的住宅中又分为起居室、卧室，有的还划分出餐厅、书房，在一般标准的太阳能住宅中，居室同时兼作生活起居、睡眠、工作多功能使用。辅助部分主要指厨房、厕所、贮藏室、楼梯等辅助设施。

被动式太阳能采暖住宅内房间功能通常可划分为三部分：一是家庭成员公共活动的空间，如起居室、餐厅等；二是家庭成员个人活动的空间，加卧室、书房等，三是家庭成员的生理卫生活动空间，如洗浴间、厕所等。三部分活动空间应按其使用特点进行布置，既要做到“公私分离”、“动静分离”，又要做到“洁污分离”、“食寝分离”和“居寝分离”，相对独立互不干扰。

在太阳能采暖公共建设中，以中小学校校舍为多数。以中小学校为例，它的主要房间是学生教室和教师办公室。这些房间对整个建筑物的使用是起到主要作用的。因此在设计中对它们的朝向、面积、层高，形状等都是尽量创造较好的条件。而对走廊、楼梯间、厕所、库房等辅助房间，也必须根据建筑的性质和特点，在可能的条件下作出适当的安排，以满足其使用的要求。

在普通教室设计过程中应满足以下几个方面要求；（1）教室应有足够的使用面积，能满足各种不同类型学校额定人数的学习需要，并有合理的体型以及尺寸。（2）教室应有良好的朝向，足够的采光面积，均匀的光线，良好的自然通风条件及隔绝外部的噪声干扰。（3）室内设有满足使用要求的教学设施，比如：黑板、讲台、小广播等。（4）要适应教学内容及教学方法的改革，同时考虑到装设音响及播映图像等教学设备的可能性。

专用教室是根据不同学科在教学环节上的特殊要求以及为提高该学科的教学效果而设置的。小学一般设有自然教室、音乐教室或图画、劳作、书法教室；中学的专用教室有：音乐教室、化学、物理及生物实验室，美术教室、地理教室、历史教室及计算机教室等。这些教室的设计原则和普通教室设计的需要考虑的问题是相同的。

因各种专业教室均有特殊要求，所以在教室的布置、房间的开间进深尺寸等均按其不同的使用要求而有差异。

学校的主要房间使用面积指标应符合国家有关设计规范的要求，如小学普通教室，按使用人数计算每人所占面积为1.1平方米，中学则为1.12平方米。

办公用房是指教师备课、批改作业、小组会议、辅导学生、课间休息等专用房间，也是中小学校建筑中的主要房间。它要求与教室联系方便，环境安静。

中小学校的交通系统包括出入口、门厅、过道以及与之相联系的水平通道一走廊，垂直通道一楼梯。交通路线应简捷、通畅、方向明确、人流分布均匀合理；走廓、楼梯的宽度符合人流活动，疏散的要求；同时也有足够的通风采光的要求。

辅助房间是在太阳能采暖中小学系统中，学生食堂、厕所、水房等均属辅助房间，它们在建筑中虽然处于较次要的地位，但是如果设计不当，也会使整个建筑物的使用受到很大影响。

9.主持人：刘老师，那么太阳房平面设计完成以后，如何把局部组合成一栋完整的建筑物设计，是不是就要进行太阳房的平面组合设计呢？

专家：太阳房平面组合设计：日常生活中，房间的平面组合形式是多种多样的。居室、卧室、教室、走廊、楼梯等都是构成建筑物的局部。如何把这些局部组合成一栋完整的建筑物，既能满足使用的要求，又使结构合理、施工简便，太阳能利用率高，并能达到经济合理的目的，这就是太阳房平面组合设计的工作。要使一栋太阳房设计的成功，一般应注意以下几个方面的问题：

（1）功能适用，经济合理：太阳房平面布置上主要房间如住宅的居室、起居室、中小学校中的教室、办公室都是通过走廊、过道与厨房、厕所、楼梯间相联系，走廊、过道、楼梯间成为横竖交通纽带。交通路线应力求简短而发挥最大的联系作用，房间大小要合适，门窗的位置要有利于充分利用太阳光、热以及搬运和布置家具。对于有火炕、火墙采暖的房间设计时，要充分考虑选用合理的辅助热源(这是因为任何太阳房都不可能依靠大阳能达到百分之百的采暖目的，也不仅是因为经济上不可取，而且因为有连续阴天或极端寒冷的个别日子达不到采暖的目标)。房间的朝向要布置适当，通常卧室、起居室、教室、办公室等主要房间要朝南向，辅助房间可以设计在建筑物的北侧或非南向。合理的布置不仅使主要房间获取尽量多的太阳热能，而且由于建筑物北侧布置了室温要求较低的房间，从而增加了建筑物的保温措施。在住宅中北侧房间也可利用厨房的余热作为辅助供暖热源，提高北侧房间的室温，这样又有利于南侧房间的太阳能采暖。

在太阳房建筑设计中，不能单纯追求太阳房的高效率，节约投资也是一项很重要的内容。太阳房能否推广和取得良好的节能、社会效益在很大程度上取决于经济投资。应当尽量做到因地制宜，就地取材。充分、合理地使用当地的常规材料。

（2）结构安全、维修管理方便：在平面布置时，应考虑结构如何布置，既要参照当地使用上的生活习惯，又尽可能使结构简单，使结构构件在经济跨度范围内解决。在楼房建筑中，要很好地考虑上下层之间的结构关系，要求上下层的承重墙要对齐，荷载能直接传递。抗震设防的地区，内承重墙一般为一砖墙，采用半砖墙稳定性差，也不利于抗震，不符合有关抗震设计的要求。

太阳房性能的好坏不仅是热工性能好，还应在长期使用期间方便、效果好、经济耐久。在设计中不选用塑料薄膜做透光盖层，在常有冰雹的地区，应考虑到集热器盖板的抗雹防碎，宜选用透过率高，耐冲击材料。

（3）设备管道尽可能集中：厨房、厕所、洗浴间的上下水管道应相邻布置，楼房则上下对应。

10.主持人：刘老师，看来太阳房平面组合设计是在太阳房平面设计基础上的一种综合的设计方法，没有一个固定的模式，可以按照您刚才讲的功能灵活运用，是这样吗？

专家：是的。下面介绍朝向的选择与太阳房的外形：由于村镇建筑总体规划的设计要求，各类房屋的朝向决不能千篇一律。但从设计太阳房的需要来看，在北半球正南向的房屋是有利于太阳能采暖的主要条件之一，是对其能否有效的利用太阳能十分关键的问题，它直接影响太阳房的性能好坏和维护管理难易。设计合理的太阳房，在采暖季节里，它的南向房屋可以受到最多的直射阳光，而在夏季照入室内的直射阳光又是最少。在被动式太阳房中，只有充分利用南向窗、墙获得太阳能才能达到被动式采暖的效果。不同方位接受太阳辐射能量是不一样的，比如在一月份，建筑物由于偏南角度不同，接受太阳辐射的情况也是不同的。有资料表明，南向偏东或偏西15℃以内最为理想。

太阳房的外形对保温隔热有一定的影响。外围护结构表面积S与建筑物的体积V的必值越小，通过表面散失出去的热量也越少。因此，太阳房的最佳形态是沿东西向伸展的矩形平面为好。

在建筑面积恒定的情况下，楼层越高外露面积越大，耗热量越多。因此在不影响太阳房使用功能的情况下，应尽量减少楼房高度，这对太阳能供暖是有利的。以住宅为例，一般太阳能供暖住宅层高不宜超过2.8米，层数不宜超过5层，6层以上因风速增加，抵消了得热量，不宜采用太阳能供暖技术。

11.主持人：刘老师，请您再介绍一下太阳房的剖面、立面设计。

专家：太阳房是立体的，单从平面设计考虑还不能反映出太阳房的全貌。人们不仅要求它功能适应，造价经济，而且要求它造型上能够美观，还要解决房屋在竖向一系列的问题，这就需要同时进行立面、剖面设计。

对于一般民用太阳房，在进行立面具体设计时，应注意以下几点：（1）以满足使用要求为前提，太阳房外形一般应符合内部的功能要求，必要时可作局部调整，但不脱离使用要求，孤立地考虑外观形式。（2）要适应于太阳房的性质、规模、质量标准和造价投资，不能脱离经济条件、孤立地考虑外观形式。（3）要与结构的特点相结合，不能不顾结构的合理性，孤立地考虑外观形式。（4）要考虑构造的可能和施工条件，不作过多或者虚伪的装饰。

剖面设计就是太阳房在垂直方面的设计，处理太阳房的剖面内容、构件及各部高度的问题。