特朗伯集熱墻是一種依靠墻體獨(dú)特的構(gòu)造設(shè)計(jì),無機(jī)械動(dòng)力、無傳統(tǒng)能源消耗、僅僅依靠被動(dòng)式收集太陽能為建筑供暖的集熱墻體。它由法國(guó)太陽能實(shí)驗(yàn)室主任FelixTrombe教授及其合作者首先提出并實(shí)驗(yàn)成功的,故通稱為Trombewall(特朗伯墻)。特朗伯墻在冬、夏兩季以及白天、夜晚的工作運(yùn)行原理及要求均有所差別。
圖為特朗伯墻在冬、夏季節(jié)白天、夜晚的工作原理。
特朗伯墻冬季白天工作原理
特朗伯墻冬季夜間工作原理
特朗伯墻夏季白天工作原理
特朗伯墻夏季夜間工作原理
冬季白天,有太陽時(shí),在集熱墻與外層玻璃之間出現(xiàn)溫室效應(yīng),薄片間層的空氣被加熱,通過集熱墻頂部與底部的通風(fēng)孔可以向室內(nèi)對(duì)流供暖。夜間依靠墻體本身的儲(chǔ)熱則可向室內(nèi)輻射供暖。在晚上,特朗伯墻上下兩處的通風(fēng)孔要關(guān)閉,玻璃和墻體之間最好設(shè)置絕熱窗簾或百葉,以防止墻體向室內(nèi)輻射傳熱的同時(shí)也向室外輻射散熱。墻體向室內(nèi)輻射的熱量加熱靠近墻面的空氣,被加熱的氣流同室內(nèi)氣流通過對(duì)流得以向室內(nèi)供暖。在夏季的白天,在集熱墻和玻璃之間設(shè)置絕熱窗簾或百葉等絕熱層,絕熱層外表面用淺色或鋁箔以盡可能地反射太陽輻射。玻璃窗的頂部和底部的通風(fēng)孔均開啟,玻璃與絕熱層之間的空氣受太陽輻射加熱上升,由頂部通風(fēng)孔流出,冷空氣則由底部通風(fēng)孔進(jìn)來,在此空氣間層保持空氣流動(dòng),避免溫室效應(yīng)造成的熱空氣在間層處聚積。夜間,玻璃上的上下兩個(gè)通風(fēng)孔依然保持開啟,但此時(shí),將墻體外掛的活動(dòng)絕熱窗簾等絕熱層移開,使特朗伯墻的墻體向室外輻射散熱,得到冷卻。墻體冷卻以后可繼續(xù)從室內(nèi)吸收熱量。同時(shí)打開集熱墻的上下兩個(gè)開口,室外的冷空氣從下口進(jìn)入室內(nèi),室內(nèi)熱空氣從上口排出,室夜間室外的冷空氣同室內(nèi)交換。
特朗勃墻系統(tǒng)的工作原理:室外新鮮空氣經(jīng)特朗勃墻系統(tǒng)加熱后由風(fēng)機(jī)經(jīng)高效過濾膜(HEPA)泵入室內(nèi),置換室內(nèi)污濁空氣,起到供暖和換氣的雙重功效。簡(jiǎn)單地說,特朗勃墻可以最大限度地利用太陽能,將其轉(zhuǎn)換成熱能,以熱空氣的形式傳遞到室內(nèi),尤其適用于冬夏溫差比大的地方及高寒區(qū)域。
其突出優(yōu)點(diǎn)在于
(1)造價(jià)低廉,無需維護(hù),并且容易與建筑立面相結(jié)合;
(2)供熱量大,微能耗,從而降低運(yùn)行費(fèi)用;
(3)提供新鮮空氣,改善居民的室內(nèi)環(huán)境,預(yù)防疾病。
(4)由于不斷的技術(shù)改良,特朗勃墻系統(tǒng)的成本大大下降。它作為一種外裝飾材料,具有美觀、醒目的特點(diǎn)。
技術(shù)指標(biāo)
特朗勃墻系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo):經(jīng)過測(cè)試,每平方米特朗勃墻板在冬季日照正常情況下可向建筑物內(nèi)提供40m/h高于室外空氣17~35℃的新鮮空
氣,每年可減少標(biāo)準(zhǔn)煤耗150kg。特朗勃墻新風(fēng)系統(tǒng)在夏季可以為建筑起到遮蔭的作用,相比沒有特朗勃墻覆蓋的墻面低5℃左右,間接地為空調(diào)節(jié)約了能源。由于特朗勃墻系統(tǒng)增加了墻面的隔熱系數(shù),可使室內(nèi)冬暖夏涼,這是其他采暖設(shè)施無法比擬的。特朗勃墻技術(shù)目前巳廣泛使用于加拿大、美國(guó)、歐洲及日本的住宅、廠房、學(xué)校、辦公樓等不同用途的建筑上。
經(jīng)濟(jì)效益分析
安裝1m特朗勃墻板需要1600元(包括框架材料),安裝lm玻璃幕墻需要800元左右(高檔的玻璃幕墻造價(jià)可達(dá)1000元以上),用特朗勃墻板代替玻璃幕墻只需要多花800元。而特朗勃墻板在冬季會(huì)以每天3.9元的回報(bào)速度來回饋用戶,以此速度來計(jì)算只需要205天便能收回特朗勃墻建設(shè)的全部投資。特朗勃墻板的使用壽命在30年以上,無須維護(hù),以每年能源價(jià)格上漲幅度為3%、通貨膨脹率為25%、銀行折現(xiàn)率(長(zhǎng)期)為9%來計(jì)算,特朗勃墻系統(tǒng)在30年內(nèi)給業(yè)主帶來的平均投資回報(bào)率為17.5%。另外,特朗勃墻對(duì)環(huán)保和社會(huì)的效益貢獻(xiàn)巨大。根據(jù)測(cè)算,在中國(guó)華北地區(qū)每百平方米特朗勃墻每年可節(jié)能折合人民幣3-5萬元,同時(shí)減少二氧化碳排放約40噸。
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