太阳能光热建筑一体化在工程中的应用

燕美英 山东新汇建设集团有限公司，山东 东营257091

太阳能光热建筑一体化在工程中的应用

燕美英 山东新汇建设集团有限公司，山东 东营257091

太阳能是一种绿色无污染的可再生能源，越来越受到人们的青睐。太阳能光热建筑一体化是让太阳能光热构件成为建筑物构成的一部分，让建筑实现全部或局部的能源自给。文章结合滨海新汇园小区项目，阐明太阳能光热建筑一体化在具体工程中的应用。

太阳能；可再生能源；一体化；工程应用

引言

近日，日本福岛核电站爆炸引发全球恐慌，引起了全社会对核能安全的质疑，核能在创造价值的同时，带来的安全问题不可低估，日本等地爆发了反核游行。各国紧急检查核电站安全的同时，开始思考更好的替代能源。

太阳能作为最原始、最安全、最环保、最直接的新能源，其地位再次被证明，而我国太阳能产业正处于快速发展阶段。中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会主任罗振涛主任表示：2010年我国太阳能热利用产业总产量4900万平方米，比上一年增长了16.7%，产值达735亿元，增长了22.5%。

近年来，我国太阳能取得了前所未有的发展，成为世界上最大的太阳能产能和太阳能利用国家。2 011年，是国家“十二五”开局之年，国家明确表示要大力发展太阳能光热产业，并出台相关政策进行支持，对于太阳能热利用产业来讲，这无疑是个绝好的机会。

下面结合滨海新汇园小区项目，阐明太阳能光热建筑一体化在具体工程中的应用。

1 项目概况

滨海新汇园位于山东省东营市垦利县蓝镇核心发展区域，规划建筑面积76011平方米，可容纳居民400户。该小区是垦利县高端的低密度住宅小区，小区的设计配套设施完善，建筑节能措施得当，均采用绿色无污染可再生能源。小区住户洗浴热水供应采取利用太阳能光热、整体配套安装太阳能热水器的模式，太阳能光热建筑一体化技术建筑应用面积为76011平方米。

室内洗浴室预留管道井，井内预埋太阳能用PPR上下水管道及仪表控制用套管，所有管路管线均考虑太阳能与建筑一体化的配套安装。为保证太阳能热水器整体安装的质量及与建筑的协调一致，所有热水器均采用同一厂家、同一品牌、同一型号，热水器支架支外桶身颜色与建筑颜色一致，真正体现小区整体建筑风格。

2 太阳能光热建筑一体化应用专项技术方案

2.1 规划、设计方案概况

项目建设本着太阳能与建筑物同步规划、同步设计、同步施工的原则。在小区规划之初，便将节能减排作为第一目标，将可再生能源的普及利用作为重要的实现手段和措施。在规划设计中考虑采用太阳能光热建筑一体化，既能实现建筑的真正节能，又能实现常规能源的替代，同时节能应用方式还能够做到与建筑的一体化，与小区整体设计风格的融入及一致。

在施工图设计中综合各可再生能源的现状和利用形式，小区将太阳能热水器的整体配套安装作为节能减排的第一要素，采用每户安装一台太阳能热水器的方式。

2.2 设计技术方案及可行性分析

该项目采用紧凑式全玻璃真空集热管太阳能热水器，每户安装一台，单机容水量150L，单机采光面积2.5 m2。太阳能采用冷热水转换开关实现手动上水，热水器设有溢流回水管。当开启冷热水转换开关时，太阳能开始补充冷水；从溢流回水管有水回流时关闭冷热水转换开关，太阳能真空集热管吸收太阳能光能转换为热能，通过热传导及对流形式将水箱内的冷水加热，达到热水输出的目的。

紧凑式全玻璃真空集热管太阳能热水器是目前国内采用最普遍的一种太阳能利用形式，其推广利用成本低廉，生产制造工艺成熟度高，质量可靠，安装使用简单方便。太阳能与集热管一体式安装热效率高，同时水箱保温效果好，昼夜温降≤5℃。每年该类型太阳能热水器在国内市场及房地产配套应用总量超过800万台。

针对小区配套安装太阳能热水器及规模性太阳能热水工程的普及推广，太阳能行业协会、太阳能标准化管理委员会、太阳能热利用产业联盟等每年都会定期举行工程技术标准的培训及安装资质的考核，这在一定程度上规范了单机及太阳能热水工程利用的技术标准，使该技术在安装及使用方面更加安全可靠。

3 太阳能光热建筑一体化应用经济效益分析

3.1 投资概算

滨海新汇园太阳能热水器配套项目合计安装150L太阳能热水器400台，总投资212万元。

每一户太阳能热水器的配置表

3.2 经济效益分析

滨海新汇园小区合计安装150L太阳能热水器400台，每天可以提供洗浴用热水60吨，可以同时满足1500人洗浴的需求。

太阳能热水器整体安装工程与常规燃煤、燃气、电锅炉投资造价及均摊费用对比：

燃煤锅炉 标煤的当量热值为：29298J/Kg，燃煤锅炉的热效率为65%，60吨水从基础水温10 ℃加热至50 ℃每天所需要耗用煤的总量为：600 Kg，煤的单价按照1.0元/kg计算，每天耗用的费用为：600×1.0=600元。每年按照300天所消耗的费用为：300×600=180000元，这里是理论数据，考虑到煤的品质、燃烧值、燃烧的充分性等实际消耗要远远大于此数据。此外锅炉的投资及更换费用、人工费用等每年在10万元左右。

燃油锅炉 柴油的当量热值为：46040J/L，燃油锅炉的热效率为80%，60吨水从基础水温10℃加热至50℃每天所需要耗用的柴油的总量为：270 L，柴油的单价按照6元/L计算，每天烧柴油的费用为：2 7 0×6=1620元。每年按照300天机算所消耗柴油的总费用为：300×1620=486000元。锅炉每年的折损费用在20000元左右。

燃气锅炉 天然气的当量热值为：50226J/m3，燃气锅炉的热效率为：85%，60吨水从基础水温10 ℃加热至50℃每天所需要耗用的天然气的总量为：216 m3，天然气单价按2.5元/m3计算，每天烧天然气的费用为：216×2.5=540元。每年按照300天计算所消耗天然气的总费用为：3 0 0×540=162000元。燃气锅炉每年的折损费用在20000元左右。

滨海新汇园小区太阳能光热建筑一体化项目 合计安装150L太阳能热水器400台，太阳能热水器的总投资额在212万元，太阳能热水工程的有效使用年限为15年以上，每年均摊费用为141000元，与常规能源锅炉相比，太阳能热水器累计总量均摊到每年的消耗费用是燃煤锅炉的1/3；是燃油锅炉的1/7；是燃气锅炉的1/3；是电锅炉的1/6。太阳能单机配套安装工程项目相对于常规锅炉最短3年就能收回成本，其余12年免费使用，其经济性不言而喻。

4 结语

太阳能光热建筑一体化能够充分利用丰富的太阳能资源，避免资源消耗。东营市年平均日照时数在2600小时以上，属于太阳能开发利用条件较好的地区。充分利用东营市的光热，大力发展太阳能光热建筑一体化，能够节约大量资源，减少对环境的污染，对于建设资源节约型社会，打造低碳生活，推进黄河三角洲高效生态经济区建设具有重要意义。

[1] 民用建筑热水系统应用技术规范.GB50364-2005

[2] 太阳能热水系统与建筑一体化设计与应用.L07SJ906

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.013

燕美英（1 9 8 3—），女，山东东营人，供职于山东新汇建设集团有限公司，研究方向：建筑工程。