太陽能光熱建筑一體化在工程中的應(yīng)用

燕美英 山東新匯建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 東營257091

太陽能光熱建筑一體化在工程中的應(yīng)用

燕美英 山東新匯建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 東營257091

太陽能是一種綠色無污染的可再生能源，越來越受到人們的青睞。太陽能光熱建筑一體化是讓太陽能光熱構(gòu)件成為建筑物構(gòu)成的一部分，讓建筑實(shí)現(xiàn)全部或局部的能源自給。文章結(jié)合濱海新匯園小區(qū)項(xiàng)目，闡明太陽能光熱建筑一體化在具體工程中的應(yīng)用。

太陽能；可再生能源；一體化；工程應(yīng)用

引言

近日，日本福島核電站爆炸引發(fā)全球恐慌，引起了全社會對核能安全的質(zhì)疑，核能在創(chuàng)造價(jià)值的同時(shí)，帶來的安全問題不可低估，日本等地爆發(fā)了反核游行。各國緊急檢查核電站安全的同時(shí)，開始思考更好的替代能源。

太陽能作為最原始、最安全、最環(huán)保、最直接的新能源，其地位再次被證明，而我國太陽能產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段。中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會太陽能熱利用專業(yè)委員會主任羅振濤主任表示：2010年我國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)量4900萬平方米，比上一年增長了16.7%，產(chǎn)值達(dá)735億元，增長了22.5%。

近年來，我國太陽能取得了前所未有的發(fā)展，成為世界上最大的太陽能產(chǎn)能和太陽能利用國家。2 011年，是國家“十二五”開局之年，國家明確表示要大力發(fā)展太陽能光熱產(chǎn)業(yè)，并出臺相關(guān)政策進(jìn)行支持，對于太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)來講，這無疑是個(gè)絕好的機(jī)會。

下面結(jié)合濱海新匯園小區(qū)項(xiàng)目，闡明太陽能光熱建筑一體化在具體工程中的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目概況

濱海新匯園位于山東省東營市墾利縣藍(lán)鎮(zhèn)核心發(fā)展區(qū)域，規(guī)劃建筑面積76011平方米，可容納居民400戶。該小區(qū)是墾利縣高端的低密度住宅小區(qū)，小區(qū)的設(shè)計(jì)配套設(shè)施完善，建筑節(jié)能措施得當(dāng)，均采用綠色無污染可再生能源。小區(qū)住戶洗浴熱水供應(yīng)采取利用太陽能光熱、整體配套安裝太陽能熱水器的模式，太陽能光熱建筑一體化技術(shù)建筑應(yīng)用面積為76011平方米。

室內(nèi)洗浴室預(yù)留管道井，井內(nèi)預(yù)埋太陽能用PPR上下水管道及儀表控制用套管，所有管路管線均考慮太陽能與建筑一體化的配套安裝。為保證太陽能熱水器整體安裝的質(zhì)量及與建筑的協(xié)調(diào)一致，所有熱水器均采用同一廠家、同一品牌、同一型號，熱水器支架支外桶身顏色與建筑顏色一致，真正體現(xiàn)小區(qū)整體建筑風(fēng)格。

2 太陽能光熱建筑一體化應(yīng)用專項(xiàng)技術(shù)方案

2.1 規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案概況

項(xiàng)目建設(shè)本著太陽能與建筑物同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工的原則。在小區(qū)規(guī)劃之初，便將節(jié)能減排作為第一目標(biāo)，將可再生能源的普及利用作為重要的實(shí)現(xiàn)手段和措施。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中考慮采用太陽能光熱建筑一體化，既能實(shí)現(xiàn)建筑的真正節(jié)能，又能實(shí)現(xiàn)常規(guī)能源的替代，同時(shí)節(jié)能應(yīng)用方式還能夠做到與建筑的一體化，與小區(qū)整體設(shè)計(jì)風(fēng)格的融入及一致。

在施工圖設(shè)計(jì)中綜合各可再生能源的現(xiàn)狀和利用形式，小區(qū)將太陽能熱水器的整體配套安裝作為節(jié)能減排的第一要素，采用每戶安裝一臺太陽能熱水器的方式。

2.2 設(shè)計(jì)技術(shù)方案及可行性分析

該項(xiàng)目采用緊湊式全玻璃真空集熱管太陽能熱水器，每戶安裝一臺，單機(jī)容水量150L，單機(jī)采光面積2.5 m2。太陽能采用冷熱水轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)手動上水，熱水器設(shè)有溢流回水管。當(dāng)開啟冷熱水轉(zhuǎn)換開關(guān)時(shí)，太陽能開始補(bǔ)充冷水；從溢流回水管有水回流時(shí)關(guān)閉冷熱水轉(zhuǎn)換開關(guān)，太陽能真空集熱管吸收太陽能光能轉(zhuǎn)換為熱能，通過熱傳導(dǎo)及對流形式將水箱內(nèi)的冷水加熱，達(dá)到熱水輸出的目的。

緊湊式全玻璃真空集熱管太陽能熱水器是目前國內(nèi)采用最普遍的一種太陽能利用形式，其推廣利用成本低廉，生產(chǎn)制造工藝成熟度高，質(zhì)量可靠，安裝使用簡單方便。太陽能與集熱管一體式安裝熱效率高，同時(shí)水箱保溫效果好，晝夜溫降≤5℃。每年該類型太陽能熱水器在國內(nèi)市場及房地產(chǎn)配套應(yīng)用總量超過800萬臺。

針對小區(qū)配套安裝太陽能熱水器及規(guī)模性太陽能熱水工程的普及推廣，太陽能行業(yè)協(xié)會、太陽能標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等每年都會定期舉行工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)及安裝資質(zhì)的考核，這在一定程度上規(guī)范了單機(jī)及太陽能熱水工程利用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使該技術(shù)在安裝及使用方面更加安全可靠。

3 太陽能光熱建筑一體化應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 投資概算

濱海新匯園太陽能熱水器配套項(xiàng)目合計(jì)安裝150L太陽能熱水器400臺，總投資212萬元。

每一戶太陽能熱水器的配置表

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

濱海新匯園小區(qū)合計(jì)安裝150L太陽能熱水器400臺，每天可以提供洗浴用熱水60噸，可以同時(shí)滿足1500人洗浴的需求。

太陽能熱水器整體安裝工程與常規(guī)燃煤、燃?xì)狻㈦婂仩t投資造價(jià)及均攤費(fèi)用對比：

燃煤鍋爐 標(biāo)煤的當(dāng)量熱值為：29298J/Kg，燃煤鍋爐的熱效率為65%，60噸水從基礎(chǔ)水溫10 ℃加熱至50 ℃每天所需要耗用煤的總量為：600 Kg，煤的單價(jià)按照1.0元/kg計(jì)算，每天耗用的費(fèi)用為：600×1.0=600元。每年按照300天所消耗的費(fèi)用為：300×600=180000元，這里是理論數(shù)據(jù)，考慮到煤的品質(zhì)、燃燒值、燃燒的充分性等實(shí)際消耗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此數(shù)據(jù)。此外鍋爐的投資及更換費(fèi)用、人工費(fèi)用等每年在10萬元左右。

燃油鍋爐 柴油的當(dāng)量熱值為：46040J/L，燃油鍋爐的熱效率為80%，60噸水從基礎(chǔ)水溫10℃加熱至50℃每天所需要耗用的柴油的總量為：270 L，柴油的單價(jià)按照6元/L計(jì)算，每天燒柴油的費(fèi)用為：2 7 0×6=1620元。每年按照300天機(jī)算所消耗柴油的總費(fèi)用為：300×1620=486000元。鍋爐每年的折損費(fèi)用在20000元左右。

燃?xì)忮仩t 天然氣的當(dāng)量熱值為：50226J/m3，燃?xì)忮仩t的熱效率為：85%，60噸水從基礎(chǔ)水溫10 ℃加熱至50℃每天所需要耗用的天然氣的總量為：216 m3，天然氣單價(jià)按2.5元/m3計(jì)算，每天燒天然氣的費(fèi)用為：216×2.5=540元。每年按照300天計(jì)算所消耗天然氣的總費(fèi)用為：3 0 0×540=162000元。燃?xì)忮仩t每年的折損費(fèi)用在20000元左右。

濱海新匯園小區(qū)太陽能光熱建筑一體化項(xiàng)目 合計(jì)安裝150L太陽能熱水器400臺，太陽能熱水器的總投資額在212萬元，太陽能熱水工程的有效使用年限為15年以上，每年均攤費(fèi)用為141000元，與常規(guī)能源鍋爐相比，太陽能熱水器累計(jì)總量均攤到每年的消耗費(fèi)用是燃煤鍋爐的1/3；是燃油鍋爐的1/7；是燃?xì)忮仩t的1/3；是電鍋爐的1/6。太陽能單機(jī)配套安裝工程項(xiàng)目相對于常規(guī)鍋爐最短3年就能收回成本，其余12年免費(fèi)使用，其經(jīng)濟(jì)性不言而喻。

4 結(jié)語

太陽能光熱建筑一體化能夠充分利用豐富的太陽能資源，避免資源消耗。東營市年平均日照時(shí)數(shù)在2600小時(shí)以上，屬于太陽能開發(fā)利用條件較好的地區(qū)。充分利用東營市的光熱，大力發(fā)展太陽能光熱建筑一體化，能夠節(jié)約大量資源，減少對環(huán)境的污染，對于建設(shè)資源節(jié)約型社會，打造低碳生活，推進(jìn)黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)具有重要意義。

[1] 民用建筑熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范.GB50364-2005

[2] 太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計(jì)與應(yīng)用.L07SJ906

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.013

燕美英（1 9 8 3—），女，山東東營人，供職于山東新匯建設(shè)集團(tuán)有限公司，研究方向：建筑工程。