1、“建筑/太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)一體化”工程的運(yùn)用簡(jiǎn)介: 本文主要介紹了上海“天安別墅”中“建筑/太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)一體化”工程的實(shí)施概況,闡述了項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和感受,從技術(shù)和市場(chǎng)角度分析了太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所取得的成果和尚待努力的方向。 關(guān)鍵字:建筑一體化 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) 防凍液0引言 隨著現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,人類(lèi)生活水平的不斷提高,能源需求量逐步加大,常規(guī)能源的匱乏和居住環(huán)境污染成為人類(lèi)面臨的嚴(yán)重問(wèn)題。在開(kāi)發(fā)新能源和潔凈資源過(guò)程中,太陽(yáng)能作為重要的再生能源,成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。 迄今,太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,逐漸成為綠色能源領(lǐng)域的前沿技術(shù)。太陽(yáng)能源以其經(jīng)濟(jì)、潔凈和安全的特色能很好
2、地滿足人類(lèi)享受高檔生活的需要。因?yàn)樘?yáng)能利用與建筑之間存在密不可分的關(guān)系,且國(guó)內(nèi)房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展給太陽(yáng)能的利用帶來(lái)了無(wú)限生機(jī),越來(lái)越多的房地產(chǎn)商對(duì)之表現(xiàn)了濃厚的興趣。 以下主要介紹“建筑/太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)一體化”工程在上海“天安別墅”的實(shí)施情況。 1工程概況 “天安別墅”由上海佘山鄉(xiāng)村俱樂(lè)部有限公司負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā),項(xiàng)目位于歷史悠久、風(fēng)景秀麗的上海松江區(qū),總投資面積達(dá)2.51106m2。它通過(guò)與北京天普太陽(yáng)能工業(yè)有限公司合作,在共同研究與建筑一體化的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)過(guò)程中,取得了“國(guó)家發(fā)改委/聯(lián)合國(guó)基金會(huì)”的支持和“中國(guó)太陽(yáng)能熱水器行業(yè)發(fā)展辦公室”專(zhuān)家的幫助。所采用的太陽(yáng)能實(shí)施方案經(jīng)過(guò)了反復(fù)論證和探討,
3、最終確定采用屋面為平板集熱器,室內(nèi)為“分體承壓型水箱”的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)方案。“分體承壓型水箱”上部和中部附帶兩根自控溫電加熱棒。保證了別墅24h熱水的供應(yīng)。 2003年10月,聯(lián)合國(guó)UNDP組織的專(zhuān)家到項(xiàng)目實(shí)施地進(jìn)行了考察,對(duì)“天安別墅”的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)給予了肯定和贊賞。如今,四套樣板別墅太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)已開(kāi)通半年多時(shí)間,運(yùn)行情況良好。在成功經(jīng)驗(yàn)的借鑒下,“天安別墅”首期98套別墅正在全面推廣太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。 2工程感受 “天安別墅”的“建筑/太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)一體化”項(xiàng)目開(kāi)展近一年時(shí)間,我們的感受主要有如下幾個(gè)方面。 2.1所取得的成功經(jīng)驗(yàn) 1)建筑立面 為減少對(duì)建筑立面的影響,“天安別墅”選擇厚
4、度較小的平板集熱器(8cm),這些集熱板平臥在坡屋面上,與屋面瓦之間留12cm的安裝間隙。人站在遠(yuǎn)處看,好似屋頂設(shè)置了采光天窗,巧妙實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能構(gòu)件與建筑的融合,增添了建筑動(dòng)感。 2)室內(nèi)環(huán)境 因?yàn)椤胺煮w承壓型太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)”的水箱不受擺放位置的限制,所以水箱完全根據(jù)室內(nèi)空間自由布置,或放在車(chē)庫(kù),或放在閣樓,甚至放在室外,安裝自由度大,對(duì)建筑體的使用空間和功能不產(chǎn)生影響,方便了使用。 3)管道敷設(shè) 分體式太陽(yáng)能冷熱水管可根據(jù)水箱放置的位置,與室內(nèi)其它上下水管同走管道井,實(shí)現(xiàn)了管線綜合,方便日后管理和維修。 4)循環(huán)介質(zhì) 采用防凍液作為導(dǎo)熱介質(zhì),保證冬天外露太陽(yáng)能管道不被凍裂,使用安全可靠,清潔
5、衛(wèi)生。 5)水箱 “分體承壓型太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)”水箱內(nèi)的水壓即為冷熱水管中水壓,無(wú)需添置循環(huán)水泵,原理簡(jiǎn)單,安裝方便。 6)輔助電加熱裝置 為實(shí)現(xiàn)真正意義上的24h熱水供應(yīng),“天安別墅”在水箱的上部和中部各配置了自控溫電加熱棒,解決上海冬天氣候寒冷、連續(xù)陰雨天氣或用水量過(guò)大的情況下熱水供應(yīng)不足的問(wèn)題。 2.2不足之處 在國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能專(zhuān)家和廠家的指導(dǎo)幫助下,此工程項(xiàng)目取得了一定的成績(jī),但由于受某些因素的制約,我們認(rèn)為以下幾個(gè)方面尚待完善。 1)建筑方面 早在項(xiàng)目成立之初,我們計(jì)劃研制出一種將太陽(yáng)能集熱板鑲嵌于屋面結(jié)構(gòu)層的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。因?yàn)檫@樣做:一可以將集熱板變成建筑構(gòu)件;二可以將太陽(yáng)能集熱板變
6、成真的天窗兼顧室內(nèi)采光。后來(lái)因受我國(guó)的施工工藝和施工技能限制(如節(jié)點(diǎn)處理、屋面防水和排水等問(wèn)題),不得不將集熱板擱置在屋面上。為實(shí)現(xiàn)真正的“一體化”,今后太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)需做到在功能上滿足居住要求,在結(jié)構(gòu)上是建筑物必要和有用的部件。 2)制作工藝方面 太陽(yáng)能技術(shù)開(kāi)發(fā)在中國(guó)尚處于初級(jí)階段,因此我們?cè)诩芯Ω慵夹g(shù)研究的同時(shí),應(yīng)努力提高產(chǎn)品質(zhì)量,同步發(fā)展制造和施工工藝。目前“天安別墅”的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)存在供熱管道長(zhǎng),熱損耗多的情況:每次熱水使用時(shí),需要放掉集熱板至水箱之間的管道中水,出水口才流出符合使用要求的熱水,無(wú)形中造成了水資源的浪費(fèi)。因此,太陽(yáng)能熱水管道走向設(shè)計(jì)、熱水管道和節(jié)頭部位的保溫等問(wèn)題
7、是我們重點(diǎn)需要解決的問(wèn)題之一。 3建議 隨著生活水平的不斷提高,人們已提出了“體驗(yàn)生活、體驗(yàn)精致”的口號(hào)。因此,我們必須對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)品的外形和功能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,最大化地實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)性及舒適性。就其在建筑中的利用,提出如下建議供大家參考。 3.1技術(shù)角度 1)太陽(yáng)能熱利用程度與集熱板(管)采光面和光照角度直接相關(guān),建議在建筑方案設(shè)計(jì)之初就考慮太陽(yáng)能系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)。通過(guò)太陽(yáng)能技術(shù)人員和建筑設(shè)計(jì)人員的共同努力,最大程度利用太陽(yáng)能資源和最大程度滿足建筑設(shè)計(jì)要求。 2)方案設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮集熱板(管)與屋面或墻體的結(jié)合等細(xì)部處理,包括防雨構(gòu)造、各組件之間的連接等等。并且盡可能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能組件的模
8、數(shù)化和多元化,做到管道經(jīng)濟(jì)和線路設(shè)計(jì)合理、規(guī)范。 3)在節(jié)點(diǎn)處理上要求組件既連接牢靠,又維修拆裝方便。因?yàn)槿魏问杪┒伎赡苡绊懱?yáng)能的使用功能。 4)在施工過(guò)程中要考慮管道集中、接頭密封、方便組件安裝及維修等因素。如在屋頂預(yù)埋防風(fēng)固定構(gòu)件;非上人坡屋面考慮日后更換集熱板的搭梯口和維修通道等。 3.2經(jīng)濟(jì)角度 1)充分利用太陽(yáng)能,減少對(duì)輔助加熱資源的依賴(lài)。要求設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能集熱板面積和水箱尺寸合理,選擇的輔助加熱裝置合理。如煤氣(天然氣)與電輔助加熱方式相比,前者能實(shí)現(xiàn)即開(kāi)即用,后者卻在水箱熱水用完后需等待水再次被加熱后方可使用。在熱水用量大的情況下,煤氣(天然氣)輔助加熱更具優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性。 2)目
9、前,太陽(yáng)能產(chǎn)品造價(jià)與建筑成本、節(jié)省的能源費(fèi)用相比,造價(jià)仍較高。但通過(guò)采用優(yōu)質(zhì)材料提高產(chǎn)品品質(zhì)、延長(zhǎng)使用壽命,優(yōu)化太陽(yáng)能構(gòu)件尺寸等手段,就能達(dá)到降低太陽(yáng)能產(chǎn)品單位成本的目的。 3.3政策角度 1)一項(xiàng)技術(shù)的推廣離不開(kāi)政府的支持,如果我國(guó)能象歐洲一些國(guó)家一樣對(duì)太陽(yáng)能推廣進(jìn)行大力扶持,則太陽(yáng)能運(yùn)用技術(shù)的發(fā)展肯定會(huì)取得矚目的成績(jī),太陽(yáng)能利用將會(huì)深入人心。 2)由于國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能技術(shù)尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)范可循,目前太陽(yáng)能市場(chǎng)良莠不齊。所以呼吁政府加強(qiáng)監(jiān)管力度,減少資源浪費(fèi)和安全隱患,使人們能更加放心地選擇使用太陽(yáng)能產(chǎn)品。 3.4發(fā)展角度 1)太陽(yáng)能資源可謂取之不盡,用之不竭,運(yùn)用范圍廣闊。我們應(yīng)大力發(fā)展有關(guān)太陽(yáng)能源的光熱技術(shù)、光電技術(shù)以及其它再生能源(如地源熱泵等)的應(yīng)用技術(shù),滿足建筑供熱、供水、照明和制冷等的需求,相信這些低能耗技術(shù)創(chuàng)造的價(jià)值定會(huì)越來(lái)越受重視。 2)太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)應(yīng)結(jié)合智能控制等高新技術(shù)共同發(fā)展,如實(shí)現(xiàn)出水口溫度智能控制(即或保持恒定水溫、或滿足不同人對(duì)水溫的不同要求,實(shí)現(xiàn)自由調(diào)節(jié)和分時(shí)段運(yùn)作等)、實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)移能量或蓄能等功能。 4結(jié)語(yǔ) 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑的完美結(jié)合,是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上不斷完善的,相信隨著太陽(yáng)能技術(shù)的逐步成熟和工程實(shí)踐中經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,太陽(yáng)能技術(shù)將發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì),為社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)。