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梯形聚光蓄热式调光装置的性能研究

2021-10-28李志永简之博肖垚彬赵丽坤赵玉清高建岭

可再生能源 2021年10期

李志永,简之博,肖垚彬,赵丽坤,张 叶,赵 飞,赵玉清,高建岭

(1.北方工业大学 土木工程学院,北京 100144;2.嘉兴学院 建筑工程学院,浙江 嘉兴 314001)

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近年,中国经济飞速发展,建筑业能源消耗量随之增大。据统计,建筑业能耗约占我国能源消耗总量的30%[1]。对于窗墙比大于35%的建筑,进入室内的太阳光过多,会出现室内舒适性降低和光热环境变差等问题。

调节建筑透明围护结构的透过率是解决上述问题的有效方法。透过率的调节方式分为主动式和被动式[2]。主动式调节方式包括电致变色玻璃、气致变色玻璃、热致变色玻璃等[3]~[5]。常见的被动式调节方式有外遮阳和内遮阳[6],[7]。近几年,学者们提出了新的被动式调节方式,如双金属片自动调光装置、复合抛物面聚光调光装置和调光覆盖材料[8]~[10]。与被动式调节方式相比,主动式调节方式虽然调节得更及时,但初投资较高。例如,电致变色玻璃初投资比传统玻璃高1 625元/m2,这极大限制了电致变色玻璃的广泛应用[11]。被动式调节方式因其结构简单、安装方便和成本较低的特点,受到广泛关注[12]。

本文根据实体复合抛物面聚光器CPC(Compound Parabolic Concentrator)透 光 原 理,提出了一种具有蓄热功能的被动调光装置,即梯形聚光蓄热式调光装置。该装置主要应用于带有玻璃幕墙等透明材料的商业建筑和温室大棚,可实现动态调控房间的光热环境,改善一天光照度的均匀性,同时可产生温度为40℃以上的温水用于洗浴等,从而减少热水器的使用时间,综合利用太阳能[13]。……

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