中高层节能建筑中太阳能热利用技术的研究及价值分析

2015-02-01田志军甘肃省庄浪县住房和城乡建设局甘肃平凉744600

中国房地产业 2015年10期

文/田志军甘肃省庄浪县住房和城乡建设局甘肃平凉 744600

文/田志军甘肃省庄浪县住房和城乡建设局甘肃平凉 744600

节能建筑太阳能利用是当前较为成熟的民用新能源技术，其通过光伏太阳能系统的一体化应用，结合智能控制技术能够有效利用太阳能为居民住宅提供取暖、制冷、照明等系列能源供应。本文结合庄浪县某住宅小区实例，探讨分析了中高层节能建筑中太阳能利用技术的特点与应用价值，旨在提供一定参考借鉴。

节能建筑；太阳能；热利用；取暖

0　引言

随着科学技术水平的不断提升，我国民用住宅的建设与使用呈现出了智能化、节能化的整体特征，为实现低碳经济、可持续发展创造了先决条件。在节能建筑的使用过程中，使用太阳能光伏系统，能够有效减少传统常规能源的使用，对于降低污染，维护生态环境质量有着至关重要的作用。

1　节能建筑中太阳能利用技术的特点

1.1太阳能节能照明技术特点

在当前的住宅小区内部，通过加设一部分光伏太阳能系统，可在小区基础电力系统的基础上，合理利用空间进行太阳能发电，为中高层节能建筑小区公共区域进行照明电力供给。另外，太阳能光伏照明系统智能化较高，通过部分感应系统的控制作用，能够实现有人开灯，无人关闭的控制效果，有效满足公共区域照明需求。

1.2太阳能节能取暖技术特点

节能建筑太阳能取暖系统由光伏集热系统和取暖供给系统组成。太阳能取暖系统工作过程中，通过温度感应系统的反馈结果进行自动调节，完成系统内部冷热水体的温度循环，同时感应并控制住宅内部的温差循环，在循环作用下环境达到预设温度后系统暂停工作。在太阳照度不理想的低温或阴雨降雪的天气条件下，系统将启动辅助电力能源进行加温作用，以满足该条件下的取暖需求。

2　中高层节能建筑太阳能利用技术应用实例研究

庄浪县某住宅小区总建筑总面积为28432m²，根据节能建筑的实际需求与设计原则，选用太阳能光伏系统进行照明与取暖能源供应。

2.1太阳能利用条件

庄浪县气候属大陆性季风区，年平均气温7.9℃；降雨偏少，年均降雨量为547.8毫米；光热资源丰富，年均日照时为2179小时，在我国划分的四个太阳能辐射资源带中，属于资源一般带（Ⅲ带）。

2.2太阳能照明技术应用

该节能建筑小区太阳能照明系统使用单晶硅光伏电池，每支光伏太电池最大功率220W。在理想温度与光照条件下，每天可产生并存储电能5kW，并通过智能照明系统控制小区公共区域照明供给。太阳能照明系统光源为20W灯具30支，根据上述光伏电池电能供应能力计算，可在连续48h日照条件下为小区公共区域照明提供理想的电能供应。

2.3太阳能热利用技术应用

结合庄浪县气候规律与小区实际情况，使用IES软件分析该小区节能建筑能耗需求，模拟结果为总采暖负荷2010kW，总制冷负荷1550kW。

（1）太阳能集热器的选取

当前，太阳能取暖系统应用较为普遍的是普通真空管集热器，该类型集热器中温段热效率较低，并存在炸管危险，使用效果并不理想。结合该小区节能建筑取暖需求与太阳能取暖技术的应用趋势，该小区使用三维内聚光真空管集热器作为太阳能取暖集热器，该型号集热器在80℃以上的中温段取暖效率较高，安全性能更为理想。

（2）太阳能利用计算

小区节能建筑取暖太阳能利用的计算，是在参考庄浪县太阳辐照强度、平均日照时间、气候温度规律等资料的基础上进行的，计算获得太阳能取暖系统设计得热功率后，进一步结合该平均功率获得机组功率参数。取暖水箱参数的获得，则需考虑箱体保温系数与建筑用热需求，从而确定高温集热水箱的体积参数。

魏格纳的思想在他的一生中也从未得到证明。又过了40年，经历了一个战乱时代，意外的科学发现使他的理论从默默无闻中脱颖而出，而且还被赋予一个新名称——板块构造。

（3）能源方案

根据住宅小区的用热情况及客户的需求，该节能建筑小区设置的太阳能集热器面积为2856㎡。太阳能集热系统夏季制冷，冬季采暖，四季生活提供热水。

夏季：通过集热器，系统提供83℃-88℃的热源驱动太阳能专用机组，产生7℃～12℃的冷冻水。通过室内末端进行室内制冷，晚上利用空调机组余热来满足居民生活热水用热（6O℃）。

冬季：太阳能产生的30℃～35℃热水通到室内辐射吊顶末端进行室内辐射采暖。冬季太阳能产生的热水首先满足居民生活热水用热（60℃），多余热量盈余夜间辐射吊顶采暖（4O℃）。

四季：满足居民生活用水（最高用水量82 t/ d），满足锅炉预热。