一、引言

资源在人类历史中发挥着决定性的作用，是推动人类社会发展最重要的助力之一。其中，能源是最为重要的资源之一，是人类社会存在和发展的物质前提。人类发展到今天，传统的化石燃料，如煤炭、石油等，一直是人类发展最主要的动力。根据BP2016世界能源统计数据，石油仍然是全球最重要的燃料，占全球能源消费的32.9%，煤炭在一次能源中的占比29.2%，而天然气在全球能源消耗中占比23.8%^[1]。综合看来，传统能源在当今社会的发展中占据不可代替的地位。化石能源的使用不断推动着人类社会的进步，人类文明不断取得辉煌成果。但是，由于人类对于能源的过度开发使用，不但造成资源的严重浪费，还对自然环境造成了不可磨没的破坏。近年来，北方冬季持续雾霾、北京沙尘暴、草原耕地退化就是人类过度开发资源，滥用资源最好的佐证。

中国作为发展中大国，近来经济增长速度很快，对于能源的需求也随之急剧增长。《中国能源报告2016》^[2]指出，我国能源消费总量43亿吨标煤，比上年增长0.9%，达到1998年来最低增速。过于粗放的发展方式对环境造成严重影响，寻求可持续发展方式迫在眉睫。发展是量的增加，更是质的提升。2016政府工作报告^[3]明确要求，今年二氧化碳，氮氧化合物排量分别下降3%，重点地区细颗粒物（PM2.5）浓度持续下降。加强煤炭清洁高效利用，减少散煤使用，推进以电代煤、以气代煤。增加天然气供应，完善风能、太阳能、生物质能等开发扶持政策，大力发展节能环保产业，提高清洁能源比重。不可否认的是，太阳能是新能源开发中十分重要的能源形式。太阳每年辐射到地球上能量相当于1813亿标煤，是全世界年需能量总和的5000倍^[4]。然而，太阳能能量密度低，转换效率低。因此，如何高效利用太阳能是当今世界科技史上的一大难题。

太阳能建筑一体化是全球建筑发展的一个明显趋势。太阳能建筑不是太阳能与不同建筑的简单叠加，而是真正地让太阳能融入建筑，成为建筑的一部分。现代建筑十分注重绿色环保、环保、节能的理念，就是以推动建筑节约资源的市场化运作为建筑设计标准，以低能耗、低排放为目标进行房屋设计，重点是提高可再生能源的利用效率。采用节能型建造技术和设备材料，提高保温层隔热性能和采暖供热系统的节能效率都是当今节能建筑的主要研究及解决的对象。因而，本人将从如何设计太阳能室内采暖系统课题入手，探究如何提高太阳能的使用效率。

二、太阳能室内采暖系统的研究现状

2.1太阳能热利用及热储能方式

2.1.1太阳能的热利用

随着科技的发展，人们利用太阳能的方式也变得多元化。太阳能热水器、太阳灶、采暖、空调、光伏发电等越来越多地出现在我们的生活中。太阳能的热利用可以根据收集的太阳能温度划分为：集热温度低于200℃的低温应用，主要应用于太阳能热水器、农业干燥、太阳房和太阳能制冷系统等；集热温度在200-800℃为中温应用，多为太阳灶，工业预热，太阳能发电等；温度在800℃以上的高温可以用于高温太阳炉及太阳能热化学等应用中^[5]。

在绿色环保建筑设计中，太阳能的热利用有着非常重要的地位：三大耗能用户中（包括建筑业、交通运输和工业）在发达国家建筑耗能已占总耗能的25%-40%。建筑业耗能中制冷、空调、采暖和热水约占75%^[6]。在太阳能的不断发展进程中，特别值得一提的是：以色列学者Tabor^[7]在上世纪50年代提出了光谱选择性表面吸收的概念，与此同时研究出选择性吸收涂层，这是一种具有对可见近红外光有着较高吸收率，对红外光区发射率低的特点的特殊涂层。该项技术对太阳能热利用进入现代发展阶段有着里程碑的重大意义。

2.1.2太阳能的热储能方式