添加太阳能房用于太阳能供暖

标题：为家居增添阳光房实现太阳能取暖

被动式太阳能取暖并不是什么新鲜事。
最早的被动式太阳能取暖可以追溯到新石器时代的中国，那时房屋建造成前门朝南，以便在冬季获取阳光。
我们现代的被动式太阳能系统起源于古罗马，早在公元300年，被动式太阳能取暖就被用于温室和浴室。

现代对被动式太阳能取暖的推动始于20世纪70年代中期，但从未真正流行起来。
虽然有一些房屋采用被动式太阳能取暖建造，但数量一直很少。
这有些令人惊讶，因为这种取暖方式仅使房屋成本增加约3%。
同时，设计合理的被动式太阳能系统能提供房屋三分之一以上的热量，很快就能收回成本。

令人意外的是，很少有生存狂会考虑在紧急情况下将被动式太阳能作为家庭取暖的手段。
这可能是因为他们已经有住房了，而且认为在现有住房上改造安装被动式太阳能取暖效果不佳。
依赖被动式太阳能取暖的房屋通常是专门为这种取暖方式设计的。

不过，凡事总有例外，这里也不例外。

一、被动式太阳能取暖系统的组成部分
在讨论为房屋改造安装被动式太阳能取暖之前，我们需要了解被动式太阳能是如何工作的。
从最简单的层面来说，阳光透过房屋的窗户照射到某个物体上并被吸收。
被吸收的阳光转化为热量，然后从被阳光加热的物体向周围辐射出去。
深色吸收更多光线，所以是更高效的“太阳能收集器”，能将阳光转化为热量。

虽然任何房屋都会有少量的这种被动式太阳能取暖现象发生，尤其是那些有朝南窗户的房屋，但通常不足以被算作被动式太阳能取暖。
简单来说，需要大量的窗户面积来让大量阳光进入室内，这样被动式太阳能取暖才能起作用。

被动式太阳能取暖系统的组成部分如下：
- 采光口：就是阳光透过的窗户，这样才能提供热量。
对于北半球的人们来说，需要朝南的窗户。
窗户越多，阳光越充足。
真正的被动式太阳能房屋会有整面墙的窗户。

• 控制器：它能阻止阳光在夏季透过这些窗户进入室内。
  设计合理的屋顶屋檐就能很好地起到这个作用，因为夏季太阳在天空中的位置比冬季高。
  所以只要屋檐伸出的距离足够长，就能在夏季阻挡阳光进入室内，而在凉爽的月份允许阳光进入。

• 吸收器：这是能够吸收阳光并将其转化为热量的东西。
  大多数时候是地板；不过，在窗户内侧放置的石墙也可以起到这个作用。
  理想情况下，吸收器应该是黑色的，这样能吸收最多的阳光，产生最多的热量。
  如果不能是黑色，那也应该尽可能深色。

• 蓄热体：可以把它看作是“热电池”，储存吸收器产生的热量，直到需要时再释放出来。
  当室内的环境温度低于蓄热体的温度时，热量就会从蓄热体辐射出去。
  一般来说，它在夜间释放的热量比白天多。
  一块厚厚的石头或混凝土地板，将吸收器作为地板铺设在其上，就是一个很好的蓄热体。

二、热量的利用
任何被动式太阳能系统产生的热量都需要自动释放到室内，不需要任何传感器、鼓风机或控制器。
这通常是通过简单地让热量从蓄热体向室内辐射来实现的。
进一步来说，我们都知道热气上升，所以一旦热量被辐射到房间内，它就会开始上升，加热楼上的房间。
设计成被动式太阳能房屋的两层住宅，往往会有部分二楼结构，比如阳台，使得热量上升后能进入房间。
这种热量的移动被称为“对流”。

唯一的问题是，无法控制系统的热量释放速度和释放量。
要控制温度就需要控制进入室内的阳光量，或者让冷空气通过窗户进入室内与暖空气混合。

三、为房屋增添被动式太阳能取暖的方法
对于那些设计被动式太阳能房屋的纯粹主义者来说，为房屋增添被动式太阳能取暖通常被认为是不可能的。
这主要是因为改造的成本较高，而且非被动式太阳能房屋的结构不利于热量通过对流自然循环。
然而，这种做法是否可行在很大程度上取决于我们想从太阳获取多少热量以及屋主愿意花费多少钱来获得太阳能优势。

为房屋增添被动式太阳能取暖的第一种方法是在朝南的一侧安装大量窗户。
虽然这样会让室内有更多阳光，产生更多热量，但没有蓄热体储存热量的优势。
在这种情况下添加蓄热体通常被认为是不切实际的。
还有一个控制方面的问题；不过这个问题可以通过在窗户上谨慎使用窗帘来解决。

不过，还有第二种选择；这种选择会更加有效和实用。
那就是在房屋的南侧添加一个阳光房。
如果你没见过阳光房的话，它就像一个封闭的露台，只不过屋顶和墙壁全部由窗户构成，只有足够的木质结构来支撑整体。
如果建造一个阳光房，比如说采用黑色石板地面，地面下有几英寸厚的混凝土，那就会成为一个有效的被动式太阳能取暖器。
就像之前提到的，可以在窗户内侧添加窗帘来控制进入室内的阳光量。

四、将热量引入室内
使用阳光房作为被动式太阳能取暖源的最大问题是，如何将阳光房的热量引入到房屋的主要部分。
有几种方法可以实现这一点，要记住的是，主要的传热方式需要对流，而不是使用风扇或其他需要电力的设备。

显然，阳光房和房屋其他部分之间的开口越大，热量就越能自然地从阳光房进入房屋。
例如，如果阳光房要连接到家庭起居室一侧的墙壁上，那么拆除10或12英尺（约3 - 3.66米）的外墙，在阳光房和家庭起居室之间形成一个宽敞的入口，会有助于热量传入室内。

如果房屋的朝南一侧比周围的地面高出几步台阶，那就更好了。
在这种情况下，蓄热体的混凝土板可以浇筑得使其表面仅高出地面几英寸。
阳光房的屋顶最高点可以与相邻房间的天花板对齐，使暖空气从阳光房进入房屋。
这样会将较冷的空气推到靠近地板的位置，进入阳光房被加热。

在无法采用上述方法，但房屋有两层的情况下，阳光房的屋顶可以与房屋墙壁相接，高出二楼地板几英尺。
然后在墙上开通风口，让阳光房的暖空气上升到二楼卧室，加热房间。
当空气冷却后，会流回一楼，然后可以重复这个循环。

当然，空气的流动可以用风扇来辅助；但在危机期间我们不能依赖这个。
如果停电了，我们不想使用有限的电力来运行风扇。
最好是设计和安装一个完全被动运行的系统。

五、是否足够取暖
不要以为添加一个阳光房就能提供家庭所需的所有热量。
它不能。
不过，它能提供一些热量。
你能从被动式太阳能获取的每一份热量，都是你不需要从壁炉或燃木炉获取的热量。
与其他取暖系统配合使用，它可以节省燃料并让房屋更暖和。

不仅如此，如果把阳光房的暖空气引入到二楼卧室，还能让这些房间更暖和。
在大多数房屋中，壁炉或燃木炉无法加热这些二楼房间；所以这会给你带来额外的优势。

引用：https://www.survivopedia.com/adding-a-sun-room-for-solar-heating/
原文: https://www.tttl.online/blog/1736526909/