2009太阳房工程

加拿大的漫漫长冬确实让人难熬。除了去逛mall，拖了两个小孩子，可去的地方就很有限了。大部分时间都是在家，紧闭门窗，比冬眠的黑瞎子好不了多少。加上我房子的后院太长，夏天剪草的工作量很大，就有了基建的念头。

未建太阳房之前的后院，有一deck：

现在的后院,　deck后移：

1．    规划篇

有了打算就开始进行了一番调研。太阳房有很多名称，Conservatory, Sunroom或Solarium.标准很不清楚，我看太阳光充足的房间都可以叫。大体上可以分为：

3-season,三季，不保温，单层玻璃，冬天和户外差不多温度，也可叫防风隔间。

4-season,四季，有一定保温能力，部分有暖气，做到和主屋一体。

从结构上分，主要分为玻璃顶的和shingle顶的。玻璃顶的还有弧形的，很漂亮，但价格也贵好多。我一开始想要玻璃顶的，幻想着对着头顶数星星。但经过考虑，最终选择了shingle顶，原因有3：

1．  玻璃顶冬冷夏热。夏天太阳入射角高，丛头顶上晒下来，玻璃顶正好透光。冬天太阳入射角较水平，四周的窗子才真的有用。头顶的玻璃的隔热能力很差，远远不如shingle. 双层玻璃窗的热阻是3, shingle可以做到30以上。

2．  玻璃顶的寿命远远不如shingle. 大约10年左右就有脱胶，漏气的现象。就算像窗户一样能顶20年，换玻璃顶的费用比shingle高太多了。我的总包商讲了个fourseasonsunroom的例子。他们的玻璃是lifetime warrenty,但换一个100-200尺的sunroom玻璃的人工就是一万多。

3．  玻璃顶就是多伦多最大的建太阳房的公司：fourseasonsunrooms 的质量较好，但价格贵，没有太多选择。

我的院子朝东，并不是建太阳房的最佳方位，按说朝南阳光才是最充足，这里是一份多伦多太阳能的图线，来源于construct Canada design charrette: solar design guide. www.enermodal.com.

 

从表中可以看到在一月，朝南的垂直窗户太阳能平均为2.5 kWh/m2/day， 也就是说大约每平米每天能得到大约2.5度电的能量。朝东的大约为1，朝北就只有0.5了。

我计划建的太阳房东西宽4米，南北长7米，南面窗的大小为6平米，东面为19平米，北面为10平米。西面和主房相连。

这样总的一天中的太阳辐射能量就是：南+东+北=2.5*6+1*19+0.5*10=30 kWh.

计算了收入，就要算算支出了，热量通过玻璃，地面，屋顶在散失。要做到冬天暖和，收入的太阳能要超过支出的热损失。

这里就要介绍一下热阻的概念了。热量就像电流一样，总是从高温端流向低温端，衡量媒介的热传导性能，我们用热阻表示，国际单位用R（和电阻一样）,定义为： K.m2/W。如果截面为1平米的这种材料，温差为1开尔文（也就是一摄氏度），热能传导为1 瓦，热阻就是1。北美喜欢用英制，这里的RNA定义为：ft²·°F·h/Btu, 和国标的换算关系为：1 RNA=0.1761 R 国标。下面的R 都是用北美定义的。

玻璃的导热性很好，单层窗大约是R=1,双层窗可以到 R=2, low-E Argon 双层窗可以到R=3.三层以上并用其他新技术的可以做到１０以上，符合最新的欧洲节能标准。

大家日常用的大多是２－３之间，fourseasonsunrooms号称可以到R=4.

以R=3　（国标R=3*0.1761=0.5283）,户内外温差２０度计算，热能的流失为总的窗户面积(6+19+10=35平米)　乘以温差，除以热阻。

３５＊２０／０.５２８３＝１３２５w.

考虑到热量通过其他途径如铝框，地面，天窗，屋顶等散发，我们大约认为热能的流失为1.5kw.－2kw,

上面算到太阳一天的辐射能量为３０kwh, 按８小时日照算，每小时可接受３０／８＝3.75kw的能量

按玻璃透过率（heat gain coefficient）为50% 计算, 3.75kw*50%= 1.875kw.　其他的太阳能都反射掉了。

结论：有太阳照射时，大约可以保持室内外温差２０度。没有太阳的阴天或外面很冷，要补充２kw的能量。

从目前使用的情况来看，大体符合计算预期。平时打开和主屋相连的门就可以在有阳光的时候保持和主屋相同的温度，小孩子们也很喜欢在里面玩。晚上或太冷的阴天，就把门关上，节约能源。如果一定要用，可以开一个电取暖器。