1、太陽能地暖在綠色校園建筑中的應用及節能分析摘要：指出了建筑能耗占總能耗的比例越來越大，而太陽能等可再生能源的利用不僅可緩解能源的消耗速度，且清潔環保，太陽能地暖作為太陽能采暖系統最佳的方式，具有舒適、健康、不占用空間、節能、環保等優點。以徐州地區某高校學生宿舍樓為例，利用Dest能耗模擬軟件分析了其冬季采暖能耗，在此基礎上計算得出了太陽能地暖系統的熱水量、集熱面積、節能量以及經濟性等。 關鍵詞：太陽能地暖；綠色校園；節能中圖分類號：G717文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）24-0121-031 引言隨著建筑業的發展，建筑能耗占總能耗的比例越來越大，能源的消耗與能源的有限
2、性之間的矛盾越來越突出。可再生能源的利用是解決這一矛盾的有效措施。太陽能指太陽的熱輻射能，作為一種清潔的可再生能源，具有普遍性、方便性，被廣泛應用于生產、生活中，如太陽能熱水系統、太陽能光伏發電系統、太陽能采暖系統等1。低溫熱水地板輻射供暖，簡稱地暖，由于其熱媒溫度要求較低，一般不高于60，因此太陽能地暖是太陽能采暖系統最佳的方式，由太陽能集熱器、水泵、地面盤管等組成。太陽能地暖除擁有地暖舒適、健康、不占用空間等優點外，更兼具太陽能利用中清?、節能、環保的優點。因此，在太陽能輻照條件允許的條件下，盡可能地采用太陽能作為熱源，是一種非常節能環保地供暖方式。高校建筑，特別是最具高校代表性的學生宿舍
3、樓，由于是廣大學生生活起居的場所，人口密度相對較大，因此其用熱量大，且用熱較集中，利用太陽能作為主要熱源，節能效果非常顯著。本文以徐州地區某高校某學生宿舍樓為例，利用Dest能耗模擬軟件分析了其冬季采暖能耗。在此基礎上分析太陽能地暖系統的熱水量、集熱面積、節能量以及經濟性等。2 建筑概況2.1 建筑簡介以徐州市某高校學生宿舍樓為例，該建筑地上4層，層高3.6 m，建筑總高度14.4 m。建筑平面圖如圖1所示，其他概況參數如下：建筑朝向：南；建筑結構類型：磚混結構；體形系數：0.21；節能計算建筑面積：3849 m2，建筑體積：13856 m3。2.2 建筑構造與參數2.2.1 圍護結構基本參數
4、模擬參考建筑的圍護結構參數詳見表1。2.2.2 室內熱環境計算參數依據公共建筑節能設計標準（GB50189-2015）的規定，宿舍樓室內熱環境計算參數主要包含：2.2.3 模擬參數設置基于建筑實際狀況及用能模式，采用清華大學研發的公共建筑熱環境模擬工具包（簡稱DeST-C）能耗模擬軟件對建筑節能改造前后的不同狀況進行能耗模擬2。計算選擇地點：徐州；氣象參數選取：徐州市典型氣象年數據是采用Medpha軟件生成的全年逐時氣象數據；空調、供暖房間室內溫度設置：冬季18 、夏季為26 ；室內熱擾：主要包含人員熱擾、燈光熱擾和設備熱擾3個方面；供暖、空調時其換氣次數按0.5次/h計算；采用間歇空調模式進
5、行能耗模擬計算，按照實際用能模式，空調、供暖日運行時間與室內人員同步；設定供暖期為12月1日至次年2月28日，空調日期為6月15日至9月15日。寒暑假設定為：寒假1月15日至2月28日；暑假7月1日至8月31日。3 DEST采暖負荷模擬3.1 DeST建筑模型根據前述建筑信息及參數，對所選典型建筑利用DeST進行建模，模型如圖2和圖3。3.2 模擬結果及分析通過DeST能耗模擬軟件進行模擬，得到宿舍樓冬季采暖熱負荷為253 kW，采暖熱指標為：65.7 W/m2。年累計熱負荷為23810 kW?h。按照地暖設計供回水溫度為50/40 ，則可得本采暖系統的年熱水用量為：2047 t。日均用熱水量
6、為：45 t。4 太陽能地暖4.1 太陽能地暖方案本工程屋面為不上人平屋面，有利于太陽能集熱器的布置。將太陽能集熱器布置于屋面，鑒于供熱穩定性的考慮，采用雙水箱系統。太陽能生產的熱水先至太陽能貯熱水箱，再至采暖供熱水箱。在采暖供熱水箱設置電輔助加熱，以滿足太陽能熱水水溫不滿足要求時加熱熱水的需求。地暖供回水溫度設計為50/40，供水管道由采暖供熱水箱接至室內地暖系統，回水經采暖循環泵回至熱水儲水箱3。系統示意圖詳見圖4。4.2 集熱面積計算本文采用直接系統。集熱器總面積計算如下4：計算結果詳見表2。5 節能及經濟性分析該宿舍樓地暖系統以太陽能熱水系統作為其主要熱水供應方式，輔助加熱為電加熱，電
7、費為0.5483元/kW?h。考慮管路和水箱的熱損失率為20%，電的熱效率按95%計算。經計算可得，太陽能地暖系統年節能量為393799MJ，年節電量為115146 kW?h，折合年節省電費6.31萬元。詳見表3。6 結語可再生能源的利用可以緩解能源與需求之間日益增長的矛盾。太陽能地暖除擁有地暖舒適、健康、不占用空間等優點外，更兼具太陽能利用中清潔、節能、環保的優點，是一種非常節能環保的供暖方式。從文中分析可得，作為高校建筑中最具代表性的學生宿舍樓，利用太陽能作為主要熱源，節能效果非常顯著。因此，在太陽能輻照條件允許的條件下，應盡可能地采用太陽能作為熱源。參考文獻：1宋 健，綠色建筑可再生能源利用量化評價模型與實例應用研究D.天津：天津大學，2013.2張麗娟、田國華，寒冷地區既有居住建筑圍護結構熱工性能改造對建筑能耗的影響J.江蘇建筑，2016（4）：113116.3王賢君，太陽能熱水系統在建筑全壽命期的綜合效益評價研究D.西安：西安建筑科技大學，2013.4張麗娜， 張義智，等.太陽能熱水系統的節能效益分析J.能源技術，2007（4）：232236.
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