合肥地区建筑朝向对于太阳能光热利用的影响

丁嘉慎 （合肥市建筑质量安全监督站，安徽 合肥 230000）

0 引 言

我国的建筑能耗在全国能源消费总量中的比例呈现出逐渐上升的趋势，自2006年国家开始重视节能减排工作以来，加强对可再生能源利用是当前建筑节能工作中的一项重要环节。由于太阳能能源具有丰富的资源，是用之不竭，取之不尽的，且是清洁能源，因此太阳能得到广泛利用。2009年合肥市成为全国首批可再生能源建筑应用示范城市，太阳能光热建筑一体化应用在实际工程中得到普遍推广和应用。目前合肥市已经将居住建筑安装太阳能热水系统建筑应用纳入强条。

1 研究对象和方法

高层建筑太阳能系统安装常有两种形式：一种是分散集热——分散供热水系统，集热器分布在每户南墙立面，水箱安装在阳台内；另一种是集中集热——集中供热水系统，集热器和集热水箱均安装在顶层层面上，供热水管道分布各层公共水表管道井内，通过热量表计量供各用户使用。本项目建筑为常见的居住建筑，一共27层，每层层高为2.9m，每层8户，共216户，太阳能集热器的安装形式采用上述第一种形式。具体尺寸见图1和图2。

本项目建筑的实际朝向为南偏东23°，为了方便研究，将建筑的朝向调整为正南方向，以正南朝向为基准分别向东和西以5°逐步偏转，直至建筑朝向为40°为止，共设置16种工况。

图1 居住建筑的立体效果图

图2 阳台分体壁挂式太阳能安装尺寸

图3 各工况下太阳能集热器日照时间不满足户数

图4 南偏东各种工况下最低日照时间

常见的建筑日照分析报告是以窗户作为分析对象，本文的分析对象为阳台位置处的太阳能集热器，由于建筑采光和太阳能光热利用的要求不同，因此不能按照《城市居住规划设计规范》（GB 50180-93）(2012年版)来判定太阳能集热器处的日照是否满足要求。合肥市城乡与住房建设委员会于2012年8月15日发布了《合肥市太阳能热水系统与建筑一体化应用技术导则》（DBHJ/T 005-2012），其中第5.2.4条规定：建筑的外部体型和空间组合应与太阳能热水系统密切结合，建筑自身及构件、周围设施和绿化树木不应对太阳能集热器造成日照遮挡。居住建筑和医院、学校、幼儿园等公共建筑除应符合现行国家《城市居住区规划设计规范》（GB 50180）及安徽省各地市规划部门的相关日照规定外，宜满足太阳能集热器不小于4h真实日照时数的要求，即合肥地区太阳能集热器的日照时间要能在春分日和秋分日达到4h真实日照时数。

2 建筑朝向角度对太阳能影响分析

通过众智Sun日照分析9.0软件计算不同角度下太阳能集热器日照时间，满足要求的户数统计见图3。

由图3可知，建筑朝向正南时，该建筑的216户均能满足春分日4h的日照时间；当南偏东或南偏西0°~10°时，有25户不满足规范要求；当建筑朝向角度大于10°以后，建筑不满足的户数将大幅度提高，约为77户左右。同时由图可知不管建筑朝向是南偏东还是南偏西，其变化的规律相似。

由图4可知，正南方向偏转15°其最低日照时间下降较快，当建筑偏转角度超过15°时，其最低日照时间下降缓慢，当超过30°时，太阳能集热器板的日照时间又开始加速下降。

3 结 语

由上述分析可知，建筑物朝向对于太阳能光热建筑一体化应用有重要的影响，其朝向宜控制在南偏东15°至南偏西15°之间，这样太阳能集热器才能得到充分的日照时间，足够的热量来使水箱的水加热。

总之，在合肥地区大力推广太阳能光热建筑一体化应用的同时，需要在规划设计环节严格把关，通过科学计算，得到合理的建筑朝向和合理的建筑平面布局。本次研究的建筑平面布局较为单一，需要进一步加深对建筑本身布局研究，探究其是否会影响分析的结果。

[1] 简毅文.建筑形式对太阳能热利用的影响研究[J],太阳能学报,2007(1).

[2] 史洁,宋德萱,等.上海高层住宅太阳能系统整合设计研究[J].建筑学报,2009(S2).

[3] 史洁,苏伟.夏热冬冷地区住宅建筑太阳能一体化技术的适用性研[J].工业建筑,2010(3).