太陽(yáng)能在高層住宅樓應(yīng)用10116課件

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層住宅中的應(yīng)用概述太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層住宅中應(yīng)用的技術(shù)分析高層住宅中太陽(yáng)能集熱器布置與安裝方位太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)比較(珠三角地區(qū))太陽(yáng)能與建筑一體化在高層住宅中應(yīng)用結(jié)束語(yǔ)---李紅兵2006年10月16日一概述在建筑節(jié)能方面，減少業(yè)主對(duì)一次能源消耗，充分利用可再生能源（太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能等），也是建筑節(jié)能一個(gè)不可缺少的要素。隨著國(guó)家推廣節(jié)能省地型住宅“四節(jié)一環(huán)保”技術(shù)體系

的建立，住宅樓特別是高層住宅應(yīng)用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)的社會(huì)意義及經(jīng)濟(jì)意義。太陽(yáng)能熱利用有主動(dòng)式太陽(yáng)能房、被動(dòng)式太陽(yáng)能房、太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能干燥除濕、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)等幾個(gè)方面。在住宅領(lǐng)域太陽(yáng)能熱利用中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、性?xún)r(jià)比最合理，仍然是以太陽(yáng)能生活用熱水為主。在此就住宅特別是高層住宅利用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)加以探討。二太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層住宅中應(yīng)用的技術(shù)分析1、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用概述太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是以吸收太陽(yáng)輻射能為熱源的熱能轉(zhuǎn)換裝置，包括太陽(yáng)能集熱裝置、儲(chǔ)熱裝置、循環(huán)管路裝置等，是一種綠色環(huán)保的熱源系統(tǒng)。其可再生性、環(huán)保性、安全性及經(jīng)濟(jì)性有其他能源無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，但其獨(dú)立應(yīng)用存在間歇性、不穩(wěn)定性和地區(qū)差異性。在太陽(yáng)能應(yīng)用中應(yīng)采取熱水保障系統(tǒng)（輔助加熱系統(tǒng)）來(lái)確保太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)全天侯穩(wěn)定供應(yīng)熱水，是太陽(yáng)能應(yīng)用的重要組成部分。通常采用電能、燃油、燃?xì)庾鳛檩o助熱源。目前常用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在住宅中應(yīng)用按承壓能力分為常壓系統(tǒng)和承壓系統(tǒng)；按集熱器類(lèi)別分為平板型集熱器、真空管集熱器(包括全玻璃真空管、直流式真空管、U型真空管）和熱管集熱器；按取熱方式分為自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)和定溫放水等；按供熱方式分為全天侯和定時(shí)（分時(shí)段）供熱；按換熱類(lèi)型分為一次換熱和二次換熱等等。2.1家用太陽(yáng)能熱水器是集熱、儲(chǔ)熱和輔助加熱部分自成一體相對(duì)獨(dú)立的戶(hù)用型太陽(yáng)能熱水器。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、熱水計(jì)量簡(jiǎn)單，特別適合城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村獨(dú)立用戶(hù)使用。在高層住宅應(yīng)用，有如下特點(diǎn)和不足：用戶(hù)輔助加熱部分耗能相對(duì)大，熱水供應(yīng)管網(wǎng)系統(tǒng)造價(jià)相對(duì)高；特別是對(duì)于多高層建筑的低層用戶(hù)，其用水品質(zhì)（水壓、水溫）較差；由于供水管路長(zhǎng)造成存水變涼浪費(fèi)熱能；熱水資源無(wú)法共享，系統(tǒng)資源不能充分利用而產(chǎn)生浪費(fèi)；系統(tǒng)綜合造價(jià)與同檔次的中央熱水系統(tǒng)相比相對(duì)較高；另外，用戶(hù)自由選擇及隨意安裝的方式導(dǎo)致建筑景觀(guān)的污染，管路維護(hù)難度大，影響建筑的其他設(shè)施。集熱器水箱二太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層住宅中應(yīng)用的技術(shù)分析2.2集中式太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)是集熱、儲(chǔ)熱和輔助加熱部分高度集成的大型太陽(yáng)能中央供熱水系統(tǒng)。其特點(diǎn)是系統(tǒng)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)部分集成化程度高，集中儲(chǔ)熱方式利于降低造價(jià)并減少熱損失；輔助加熱系統(tǒng)集中利于補(bǔ)熱；熱水系統(tǒng)供應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，管路簡(jiǎn)單，合理的干管循環(huán)回水保證供水品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)各用水終端即開(kāi)即熱對(duì)于住宅小區(qū)，集中式系統(tǒng)相對(duì)分戶(hù)系統(tǒng)有初投資少、集成化程度高的優(yōu)勢(shì)。模塊化的集熱器與建筑結(jié)合也比較美觀(guān)，住戶(hù)間的用水也可以平衡。其缺點(diǎn)是：通過(guò)分戶(hù)計(jì)量收取運(yùn)行、輔熱、用水量等費(fèi)用，需增加物業(yè)管理工作量。集熱器水箱用水點(diǎn)二太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層住宅中應(yīng)用的技術(shù)分析2.3半集中式太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)是太陽(yáng)能集熱部分高度集中、儲(chǔ)熱和輔助加熱部分分戶(hù)設(shè)置，集熱器吸收太陽(yáng)輻射能僅為戶(hù)用儲(chǔ)熱水箱供應(yīng)熱能的加熱系統(tǒng)。其特點(diǎn)是太陽(yáng)能集熱器集中設(shè)置資源共享，儲(chǔ)熱裝置及輔助加熱系統(tǒng)在用戶(hù)室內(nèi)設(shè)置獨(dú)立管理，二次換熱有一定的熱損失承壓供水，用水方便。該系統(tǒng)結(jié)合地板低溫輻射采暖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)熱水、采暖分戶(hù)節(jié)能雙聯(lián)供。各戶(hù)能耗計(jì)費(fèi)可通過(guò)收取自來(lái)水費(fèi)、電費(fèi)，對(duì)物業(yè)來(lái)說(shuō)管理簡(jiǎn)便；其缺點(diǎn)是：需補(bǔ)償換熱損失的集熱器面積，造價(jià)相對(duì)較高。集熱器水箱用水點(diǎn)二太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在高層住宅中應(yīng)用的技術(shù)分析三高層住宅中太陽(yáng)能集熱器布置與安裝方位太陽(yáng)能輻射量隨季節(jié)、所在地緯度、海拔高度、房屋朝向等各有不同。如下表珠三角地區(qū)(緯度23.12°)太陽(yáng)能集熱器安裝不同方位與傾角的補(bǔ)償面積比東-80-70-60-50-40-30-20-10南1020304050607080西9053%54%55%56%57%57%58%58%58%57%58%58%58%57%57%56%55%54%53%8060%61%63%64%65%66%66%67%67%67%67%67%66%66%65%64%63%61%60%7067%69%70%72%73%74%75%75%75%75%75%75%75%74%73%72%70%69%67%6074%75%77%79%80%81%82%83%83%83%83%83%82%81%80%79%77%75%74%5080%82%84%85%86%88%89%89%90%90%90%89%89%88%86%85%84%82%80%4086%87%89%90%92%93%94%94%95%95%95%94%94%93%92%90%89%87%86%3091%92%93%95%96%97%97%98%98%98%98%98%97%97%96%95%93%92%91%2095%95%96%97%98%99%99%100%100%100%100%100%99%99%98%97%96%95%95%1097%97%98%98%99%99%99%100%100%100%100%100%99%99%99%98%98%97%97%水平面98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%98%宜利用方位與傾角不宜利用方位與傾角由上表可見(jiàn)，雖然屋頂為吸收太陽(yáng)輻射能的最有利的方位，可是每棟住宅樓可分?jǐn)偟臉敲婀裁娣e，隨著層數(shù)增高而減少。據(jù)分析，每棟樓頂安裝太陽(yáng)能集熱器通常僅能滿(mǎn)足不超過(guò)12層的住戶(hù)用熱水需求。因此，高層住宅應(yīng)用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)向墻面發(fā)展。并以屋頂上安裝太陽(yáng)能集熱器為主，外墻壁掛式或嵌入式太陽(yáng)能集熱器或陽(yáng)臺(tái)型集熱器為輔?？紤]到外墻壁掛式或嵌入式太陽(yáng)能集熱器更容易實(shí)施建筑一體化。因此應(yīng)該按樓面太陽(yáng)能集熱器----＞外墻壁掛式或嵌入式太陽(yáng)能集熱器---＞陽(yáng)臺(tái)型太陽(yáng)能集熱器的優(yōu)先順序排列。實(shí)施外墻壁掛式或嵌入式太陽(yáng)能時(shí)，根據(jù)無(wú)遮擋情況下各立面每月每日平均太陽(yáng)輻射量的分析，并充分考慮冬季太陽(yáng)能集熱器運(yùn)行的可能。應(yīng)該按南-----＞西----＞東-----＞西南-----＞東南的建筑立面優(yōu)先順序排列，來(lái)選擇布置太陽(yáng)能集熱器的外墻立面。三高層住宅中太陽(yáng)能集熱器布置與安裝方位對(duì)比項(xiàng)目電鍋爐空氣源熱泵常壓燃?xì)鉄崴畽C(jī)組太陽(yáng)能配電加熱太陽(yáng)能配熱泵太陽(yáng)能配燃?xì)鈾C(jī)組能效比95%410%88%490%1630%648%能耗單價(jià)0.8元/Kwh0.8元/Kwh16.4元/Nm30.8元/Kwh0.8元/Kwh16.4元/Nm3單日能耗費(fèi)39元/t11.8元/t29.8元/t陰雨天39元/t陰雨天11.8元/t陰雨天29.8元/t能耗天數(shù)365天365天365天90天90天90天年運(yùn)行費(fèi)用14235元4307元10877元3521元1065元2690元年均每噸水運(yùn)行費(fèi)用39元/t11.8元/t29.8元/t11.94元/t3.61元/t9.12元/t設(shè)備壽命5年10~15年8~10年20年20年20年年設(shè)備維護(hù)費(fèi)約5000元約2000元約2000元約1500元約1500元約1500元安全性較安全安全安全安全安全安全一次性投資低較低較低較高較高較高四太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)比較（珠三角地區(qū)）五太陽(yáng)能與建筑一體化在高層住宅中應(yīng)用高層住宅樓在建筑的外觀(guān)、立面、使用壽命、耐久性、耐侯性，以及建筑群體功能、場(chǎng)地條件、周邊環(huán)境都有很高的要求。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)作為住宅建筑節(jié)能的“四節(jié)一環(huán)保”技術(shù)體系的一個(gè)部分，因其安裝條件等原因，對(duì)建筑朝向、周邊環(huán)境遮擋、氣侯、太陽(yáng)能資源、可供給的條件、施工條件、維護(hù)條件等都有嚴(yán)格要求。因此高層住宅樓應(yīng)用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)與建筑一體化。太陽(yáng)能熱水器與建筑一體化是指太陽(yáng)熱水系統(tǒng)、熱水輔助加熱系統(tǒng)及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)融合成一體，將太陽(yáng)能設(shè)備建材化，使之成為建筑的部品部件，并通過(guò)智能控制裝置自動(dòng)運(yùn)行，以滿(mǎn)足全天侯24小時(shí)供應(yīng)足量的、溫度適宜且穩(wěn)定的熱水需求。應(yīng)用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的高層住宅及住宅小區(qū)，無(wú)論是規(guī)劃布局或單體建筑設(shè)計(jì)時(shí)，均宜與太陽(yáng)能同步進(jìn)行，以保證所選用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)各個(gè)部分及其輔助設(shè)施與建筑布局、建筑設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合。同步規(guī)劃設(shè)計(jì)：以保證所選用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)各個(gè)部分及其輔助設(shè)施與建筑布局、建筑設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，成為建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中合理的不可分割的部分。確定建筑布局與規(guī)劃時(shí)，應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地地理?xiàng)l件、太陽(yáng)能資源等確定建筑朝向、建筑間距及建筑造型，最大限度滿(mǎn)足太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的技術(shù)要求。結(jié)合建筑功能及其熱水供應(yīng)方式，綜合考慮環(huán)境、氣候、太陽(yáng)能資源、輔助常規(guī)能源的條件、施工等因素，選用適用的性?xún)r(jià)比高的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。將太陽(yáng)能集熱器作為建筑的組成元素，保持建筑統(tǒng)一和諧的外觀(guān)，并與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)，且安全堅(jiān)固。太陽(yáng)能集熱器使用壽命一般在20年左右，高層住宅建筑本體使用壽命在70年左右，因此應(yīng)為太陽(yáng)能設(shè)備的安裝、維護(hù)、日常保養(yǎng)、更換提供必要的安全便利條件總而言之：在高層建筑中采用太陽(yáng)能供熱，宜做到太陽(yáng)能設(shè)備與建筑應(yīng)用“五同步”，

即同步規(guī)劃設(shè)計(jì)、同步施工、同步監(jiān)理、同步調(diào)試驗(yàn)收、同步交付使用五太陽(yáng)能與建筑一體化在高層住宅中應(yīng)用利用屋頂花架安裝平板型太陽(yáng)能集熱器的效果五嘉普通太陽(yáng)能與建筑一體化應(yīng)用圖片花架頂平板型太陽(yáng)能集熱器花架頂平板型太陽(yáng)能集熱器深圳寶安高級(jí)中學(xué)深圳富士康集團(tuán)利用一體式平板型太陽(yáng)能集熱器替代坡屋面瓦的效果五嘉普通太陽(yáng)能與建筑一體化應(yīng)用圖片坡屋頂平板型太陽(yáng)能集熱器深圳聚豪會(huì)高爾夫利用設(shè)計(jì)建筑構(gòu)架安裝太陽(yáng)能集熱器的效果構(gòu)架上安裝全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器湖北三峽大學(xué)五嘉普通太陽(yáng)能與建筑一體化應(yīng)用圖片利用墻體外掛各類(lèi)太陽(yáng)能集熱器的效果真空管集熱器墻體外掛平板集熱器墻體外掛熱管集熱器墻體外掛真空管集熱器墻體外掛深圳梅山苑住宅小區(qū)五嘉普通太陽(yáng)能與建筑一體化應(yīng)用圖片利用可承壓的一體式平板太陽(yáng)能集熱器替代橫向建筑裝飾帶的效果平板集熱器墻體外掛平板集熱器墻體外掛五嘉普通太陽(yáng)能與建筑一體化應(yīng)用圖片可水平放置的直流管集熱器五嘉普通太陽(yáng)能與建筑一體化應(yīng)用圖片可水平放置的直流管集熱器五嘉普通太陽(yáng)能與建筑一體化應(yīng)用圖片正在實(shí)施的太陽(yáng)能光熱光伏與建筑一體化的集成效果圖五嘉普通太陽(yáng)能與建筑一體化應(yīng)用圖片六