“建筑太阳能热水系统一体化”工程的运用

1、“建筑/太阳能热水系统一体化”工程的运用简介： 本文主要介绍了上海“天安别墅”中“建筑/太阳能热水系统一体化”工程的实施概况，阐述了项目实施过程中的经验和感受，从技术和市场角度分析了太阳能系统研究所取得的成果和尚待努力的方向。 关键字：建筑一体化 太阳能热水系统 防冻液0引言 随着现代社会生产力的不断发展，人类生活水平的不断提高，能源需求量逐步加大，常规能源的匮乏和居住环境污染成为人类面临的严重问题。在开发新能源和洁净资源过程中，太阳能作为重要的再生能源，成为人们关注的焦点。 迄今，太阳能的开发和利用已经历了几十年的发展，逐渐成为绿色能源领域的前沿技术。太阳能源以其经济、洁净和安全的特色能很好

2、地满足人类享受高档生活的需要。因为太阳能利用与建筑之间存在密不可分的关系，且国内房地产业的蓬勃发展给太阳能的利用带来了无限生机，越来越多的房地产商对之表现了浓厚的兴趣。 以下主要介绍“建筑/太阳能热水系统一体化”工程在上海“天安别墅”的实施情况。 1工程概况 “天安别墅”由上海佘山乡村俱乐部有限公司负责开发，项目位于历史悠久、风景秀丽的上海松江区，总投资面积达2.51106m2。它通过与北京天普太阳能工业有限公司合作，在共同研究与建筑一体化的太阳能热水系统过程中，取得了“国家发改委/联合国基金会”的支持和“中国太阳能热水器行业发展办公室”专家的帮助。所采用的太阳能实施方案经过了反复论证和探讨，

3、最终确定采用屋面为平板集热器，室内为“分体承压型水箱”的太阳能热水系统方案。“分体承压型水箱”上部和中部附带两根自控温电加热棒。保证了别墅24h热水的供应。 2003年10月，联合国UNDP组织的专家到项目实施地进行了考察，对“天安别墅”的太阳能热水系统给予了肯定和赞赏。如今，四套样板别墅太阳能热水系统已开通半年多时间，运行情况良好。在成功经验的借鉴下，“天安别墅”首期98套别墅正在全面推广太阳能热水系统。 2工程感受 “天安别墅”的“建筑/太阳能热水系统一体化”项目开展近一年时间，我们的感受主要有如下几个方面。 2.1所取得的成功经验 1）建筑立面 为减少对建筑立面的影响，“天安别墅”选择厚

4、度较小的平板集热器（8cm），这些集热板平卧在坡屋面上，与屋面瓦之间留12cm的安装间隙。人站在远处看，好似屋顶设置了采光天窗，巧妙实现了太阳能构件与建筑的融合，增添了建筑动感。 2）室内环境 因为“分体承压型太阳能热水系统”的水箱不受摆放位置的限制，所以水箱完全根据室内空间自由布置，或放在车库，或放在阁楼，甚至放在室外,安装自由度大，对建筑体的使用空间和功能不产生影响，方便了使用。 3）管道敷设 分体式太阳能冷热水管可根据水箱放置的位置，与室内其它上下水管同走管道井，实现了管线综合，方便日后管理和维修。 4）循环介质 采用防冻液作为导热介质，保证冬天外露太阳能管道不被冻裂，使用安全可靠，清洁

5、卫生。 5）水箱 “分体承压型太阳能热水系统”水箱内的水压即为冷热水管中水压，无需添置循环水泵，原理简单，安装方便。 6）辅助电加热装置 为实现真正意义上的24h热水供应，“天安别墅”在水箱的上部和中部各配置了自控温电加热棒，解决上海冬天气候寒冷、连续阴雨天气或用水量过大的情况下热水供应不足的问题。 2.2不足之处 在国内外太阳能专家和厂家的指导帮助下，此工程项目取得了一定的成绩，但由于受某些因素的制约，我们认为以下几个方面尚待完善。 1）建筑方面 早在项目成立之初，我们计划研制出一种将太阳能集热板镶嵌于屋面结构层的太阳能热水系统。因为这样做：一可以将集热板变成建筑构件；二可以将太阳能集热板变

6、成真的天窗兼顾室内采光。后来因受我国的施工工艺和施工技能限制（如节点处理、屋面防水和排水等问题），不得不将集热板搁置在屋面上。为实现真正的“一体化”，今后太阳能热水系统需做到在功能上满足居住要求，在结构上是建筑物必要和有用的部件。 2）制作工艺方面 太阳能技术开发在中国尚处于初级阶段，因此我们在集中精力搞技术研究的同时，应努力提高产品质量，同步发展制造和施工工艺。目前“天安别墅”的太阳能热水系统存在供热管道长，热损耗多的情况：每次热水使用时，需要放掉集热板至水箱之间的管道中水，出水口才流出符合使用要求的热水，无形中造成了水资源的浪费。因此，太阳能热水管道走向设计、热水管道和节头部位的保温等问题

7、是我们重点需要解决的问题之一。 3建议 随着生活水平的不断提高，人们已提出了“体验生活、体验精致”的口号。因此，我们必须对太阳能产品的外形和功能设计进行研究，最大化地实现太阳能与自然环境的协调性及舒适性。就其在建筑中的利用，提出如下建议供大家参考。 3.1技术角度 1）太阳能热利用程度与集热板（管）采光面和光照角度直接相关，建议在建筑方案设计之初就考虑太阳能系统方案的设计。通过太阳能技术人员和建筑设计人员的共同努力，最大程度利用太阳能资源和最大程度满足建筑设计要求。 2）方案设计时必须考虑集热板（管）与屋面或墙体的结合等细部处理，包括防雨构造、各组件之间的连接等等。并且尽可能实现太阳能组件的模

8、数化和多元化，做到管道经济和线路设计合理、规范。 3）在节点处理上要求组件既连接牢靠，又维修拆装方便。因为任何疏漏都可能影响太阳能的使用功能。 4）在施工过程中要考虑管道集中、接头密封、方便组件安装及维修等因素。如在屋顶预埋防风固定构件；非上人坡屋面考虑日后更换集热板的搭梯口和维修通道等。 3.2经济角度 1）充分利用太阳能，减少对辅助加热资源的依赖。要求设计的太阳能集热板面积和水箱尺寸合理，选择的辅助加热装置合理。如煤气（天然气）与电辅助加热方式相比，前者能实现即开即用，后者却在水箱热水用完后需等待水再次被加热后方可使用。在热水用量大的情况下，煤气（天然气）辅助加热更具优势和经济性。 2）目

9、前，太阳能产品造价与建筑成本、节省的能源费用相比，造价仍较高。但通过采用优质材料提高产品品质、延长使用寿命，优化太阳能构件尺寸等手段，就能达到降低太阳能产品单位成本的目的。 3.3政策角度 1）一项技术的推广离不开政府的支持，如果我国能象欧洲一些国家一样对太阳能推广进行大力扶持，则太阳能运用技术的发展肯定会取得瞩目的成绩，太阳能利用将会深入人心。 2）由于国内太阳能技术尚无统一规范可循，目前太阳能市场良莠不齐。所以呼吁政府加强监管力度，减少资源浪费和安全隐患，使人们能更加放心地选择使用太阳能产品。 3.4发展角度 1）太阳能资源可谓取之不尽，用之不竭，运用范围广阔。我们应大力发展有关太阳能源的光热技术、光电技术以及其它再生能源（如地源热泵等）的应用技术，满足建筑供热、供水、照明和制冷等的需求，相信这些低能耗技术创造的价值定会越来越受重视。 2）太阳能应用技术应结合智能控制等高新技术共同发展，如实现出水口温度智