欧美建筑设计中太阳墙的应用

    一、太阳墙技术简介太阳墙系统能够把被太阳加热的空气有组织地输送到室内，起到采暖和输送新风

双重作用。该技术经美国能源部国家可再生能源实验室(U.S.Department of Energy’s National 

Renewable Energy Laboratory)检测证明，太阳墙加热系统比传统的玻璃太阳能集热器有更高的效

 

率。1. 工作原理太阳墙系统原则上属于被动式太阳能采暖系统，由集热和气流输送两部分系统组成。集

热系统包括垂直墙板、遮雨板和支撑框架。气流输送系统包括风机和管道。太阳墙板材覆于建筑外墙的外

 

侧，上面开有小孔，与墙体的间距由计算决定，一般在 200mm 左右，形成的空腔与建筑内部通风系

统的管道相连，管道中设置风机，用于抽取空腔内的空气。冬季，白天室外空气通过小孔进入空欧美建

筑设计中太阳墙的应用腔，在流动过程中获得板材吸收的太阳辐射热，受热压作用上升，进入建筑物的

通风系统，然后由管道分配输送到各层空间。板材底部不密封，保持了太阳墙内腔的干燥，同时起到排

水作用。夜晚，墙体向外散失的热量被空腔内的空气吸收，在风扇运转的情况下被重新带回室内。这样既

保持了新风量，又补充了热量，使墙体起到了热交换器的作用。夏季，风扇停止运转，室外热空气可从

太阳墙板底部及孔洞进入，从上部和周围的孔洞流出，热量不会进入室内，因此不需特别设置排气装置。

    2.

 

材料、构造和设计太阳墙板材是由 1～2mm 厚的镀锌钢板或铝板构成，外侧涂层具有强烈吸收太

阳热、阻挡紫外线的良好功能，一般是黑色或深棕色，为了建筑美观或色彩协调，其他颜色也可以使用，

主要的集热板用深色，装饰遮板或顶部的饰带用补充色。为空气流动及加热需要，板材上打有孔洞，孔

洞的大小、间距和数量应根据建筑物的使用功能与特点、所在地区纬度、太阳能资源、辐射热量进行计算和

试验确定，能平衡通过孔洞流入的空气量和被送入距离最近的风扇的空气量，以保证气流持续稳定均匀，

以及空气通过孔洞获得最多的热量。不希望有空气渗透的地方，例如接近顶部处，可使用无孔的同种板

材及密封条。板材由钢框架支撑，用自攻螺栓固定在建筑外墙上。应根据建筑设计要求来确定所需的新风

量，尽量使新风全部经过太阳墙板；如果不确定新风量的大小，则按最大尺寸设计南向可利用墙面及墙

 

窗比例，达到预热空气的良好效果。一般情况下，每平方米的太阳墙空气流量可达到 22～44m 3 /h。风

扇的个数需要根据建筑面积计算决定。风扇由建筑内供电系统或屋面安装的太阳能光电板提供电能，根

据气温，智能或人工控制运转。屋面的通风管道要做好保 7 7 建筑学报温和防水。

    二、太阳墙的特点太阳墙使用多孔波形金属板集热，并与风机结合，与用传统的被动式玻璃集热的作

法相比，有自己独到的优势和特点。热效率高一般认为，风会带走金属太阳墙板吸收的大部分热量。为了

检验这种不同于用玻璃作集热构件的作法，研究者们使用风洞、红外线自动温度记录仪、计算机模拟以及