燕美英 山東新匯建設(shè)集團有限公司,山東 東營257091
太陽能光熱建筑一體化在工程中的應用
燕美英 山東新匯建設(shè)集團有限公司,山東 東營257091
太陽能是一種綠色無污染的可再生能源,越來越受到人們的青睞。太陽能光熱建筑一體化是讓太陽能光熱構(gòu)件成為建筑物構(gòu)成的一部分,讓建筑實現(xiàn)全部或局部的能源自給。文章結(jié)合濱海新匯園小區(qū)項目,闡明太陽能光熱建筑一體化在具體工程中的應用。
太陽能;可再生能源;一體化;工程應用
近日,日本福島核電站爆炸引發(fā)全球恐慌,引起了全社會對核能安全的質(zhì)疑,核能在創(chuàng)造價值的同時,帶來的安全問題不可低估,日本等地爆發(fā)了反核游行。各國緊急檢查核電站安全的同時,開始思考更好的替代能源。
太陽能作為最原始、最安全、最環(huán)保、最直接的新能源,其地位再次被證明,而我國太陽能產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段。中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會太陽能熱利用專業(yè)委員會主任羅振濤主任表示:2010年我國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)量4900萬平方米,比上一年增長了16.7%,產(chǎn)值達735億元,增長了22.5%。
近年來,我國太陽能取得了前所未有的發(fā)展,成為世界上最大的太陽能產(chǎn)能和太陽能利用國家。2 011年,是國家“十二五”開局之年,國家明確表示要大力發(fā)展太陽能光熱產(chǎn)業(yè),并出臺相關(guān)政策進行支持,對于太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)來講,這無疑是個絕好的機會。
下面結(jié)合濱海新匯園小區(qū)項目,闡明太陽能光熱建筑一體化在具體工程中的應用。
濱海新匯園位于山東省東營市墾利縣藍鎮(zhèn)核心發(fā)展區(qū)域,規(guī)劃建筑面積76011平方米,可容納居民400戶。該小區(qū)是墾利縣高端的低密度住宅小區(qū),小區(qū)的設(shè)計配套設(shè)施完善,建筑節(jié)能措施得當,均采用綠色無污染可再生能源。小區(qū)住戶洗浴熱水供應采取利用太陽能光熱、整體配套安裝太陽能熱水器的模式,太陽能光熱建筑一體化技術(shù)建筑應用面積為76011平方米。
室內(nèi)洗浴室預留管道井,井內(nèi)預埋太陽能用PPR上下水管道及儀表控制用套管,所有管路管線均考慮太陽能與建筑一體化的配套安裝。為保證太陽能熱水器整體安裝的質(zhì)量及與建筑的協(xié)調(diào)一致,所有熱水器均采用同一廠家、同一品牌、同一型號,熱水器支架支外桶身顏色與建筑顏色一致,真正體現(xiàn)小區(qū)整體建筑風格。
2.1 規(guī)劃、設(shè)計方案概況
項目建設(shè)本著太陽能與建筑物同步規(guī)劃、同步設(shè)計、同步施工的原則。在小區(qū)規(guī)劃之初,便將節(jié)能減排作為第一目標,將可再生能源的普及利用作為重要的實現(xiàn)手段和措施。在規(guī)劃設(shè)計中考慮采用太陽能光熱建筑一體化,既能實現(xiàn)建筑的真正節(jié)能,又能實現(xiàn)常規(guī)能源的替代,同時節(jié)能應用方式還能夠做到與建筑的一體化,與小區(qū)整體設(shè)計風格的融入及一致。
在施工圖設(shè)計中綜合各可再生能源的現(xiàn)狀和利用形式,小區(qū)將太陽能熱水器的整體配套安裝作為節(jié)能減排的第一要素,采用每戶安裝一臺太陽能熱水器的方式。
2.2 設(shè)計技術(shù)方案及可行性分析
該項目采用緊湊式全玻璃真空集熱管太陽能熱水器,每戶安裝一臺,單機容水量150L,單機采光面積2.5 m2。太陽能采用冷熱水轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)手動上水,熱水器設(shè)有溢流回水管。當開啟冷熱水轉(zhuǎn)換開關(guān)時,太陽能開始補充冷水;從溢流回水管有水回流時關(guān)閉冷熱水轉(zhuǎn)換開關(guān),太陽能真空集熱管吸收太陽能光能轉(zhuǎn)換為熱能,通過熱傳導及對流形式將水箱內(nèi)的冷水加熱,達到熱水輸出的目的。
緊湊式全玻璃真空集熱管太陽能熱水器是目前國內(nèi)采用最普遍的一種太陽能利用形式,其推廣利用成本低廉,生產(chǎn)制造工藝成熟度高,質(zhì)量可靠,安裝使用簡單方便。太陽能與集熱管一體式安裝熱效率高,同時水箱保溫效果好,晝夜溫降≤5℃。每年該類型太陽能熱水器在國內(nèi)市場及房地產(chǎn)配套應用總量超過800萬臺。
針對小區(qū)配套安裝太陽能熱水器及規(guī)模性太陽能熱水工程的普及推廣,太陽能行業(yè)協(xié)會、太陽能標準化管理委員會、太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等每年都會定期舉行工程技術(shù)標準的培訓及安裝資質(zhì)的考核,這在一定程度上規(guī)范了單機及太陽能熱水工程利用的技術(shù)標準,使該技術(shù)在安裝及使用方面更加安全可靠。
3.1 投資概算
濱海新匯園太陽能熱水器配套項目合計安裝150L太陽能熱水器400臺,總投資212萬元。
每一戶太陽能熱水器的配置表
3.2 經(jīng)濟效益分析
濱海新匯園小區(qū)合計安裝150L太陽能熱水器400臺,每天可以提供洗浴用熱水60噸,可以同時滿足1500人洗浴的需求。
太陽能熱水器整體安裝工程與常規(guī)燃煤、燃氣、電鍋爐投資造價及均攤費用對比:
燃煤鍋爐 標煤的當量熱值為:29298J/Kg,燃煤鍋爐的熱效率為65%,60噸水從基礎(chǔ)水溫10 ℃加熱至50 ℃每天所需要耗用煤的總量為:600 Kg,煤的單價按照1.0元/kg計算,每天耗用的費用為:600×1.0=600元。每年按照300天所消耗的費用為:300×600=180000元,這里是理論數(shù)據(jù),考慮到煤的品質(zhì)、燃燒值、燃燒的充分性等實際消耗要遠遠大于此數(shù)據(jù)。此外鍋爐的投資及更換費用、人工費用等每年在10萬元左右。
燃油鍋爐 柴油的當量熱值為:46040J/L,燃油鍋爐的熱效率為80%,60噸水從基礎(chǔ)水溫10℃加熱至50℃每天所需要耗用的柴油的總量為:270 L,柴油的單價按照6元/L計算,每天燒柴油的費用為:2 7 0×6=1620元。每年按照300天機算所消耗柴油的總費用為:300×1620=486000元。鍋爐每年的折損費用在20000元左右。
燃氣鍋爐 天然氣的當量熱值為:50226J/m3,燃氣鍋爐的熱效率為:85%,60噸水從基礎(chǔ)水溫10 ℃加熱至50℃每天所需要耗用的天然氣的總量為:216 m3,天然氣單價按2.5元/m3計算,每天燒天然氣的費用為:216×2.5=540元。每年按照300天計算所消耗天然氣的總費用為:3 0 0×540=162000元。燃氣鍋爐每年的折損費用在20000元左右。
濱海新匯園小區(qū)太陽能光熱建筑一體化項目 合計安裝150L太陽能熱水器400臺,太陽能熱水器的總投資額在212萬元,太陽能熱水工程的有效使用年限為15年以上,每年均攤費用為141000元,與常規(guī)能源鍋爐相比,太陽能熱水器累計總量均攤到每年的消耗費用是燃煤鍋爐的1/3;是燃油鍋爐的1/7;是燃氣鍋爐的1/3;是電鍋爐的1/6。太陽能單機配套安裝工程項目相對于常規(guī)鍋爐最短3年就能收回成本,其余12年免費使用,其經(jīng)濟性不言而喻。
太陽能光熱建筑一體化能夠充分利用豐富的太陽能資源,避免資源消耗。東營市年平均日照時數(shù)在2600小時以上,屬于太陽能開發(fā)利用條件較好的地區(qū)。充分利用東營市的光熱,大力發(fā)展太陽能光熱建筑一體化,能夠節(jié)約大量資源,減少對環(huán)境的污染,對于建設(shè)資源節(jié)約型社會,打造低碳生活,推進黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)建設(shè)具有重要意義。
[1] 民用建筑熱水系統(tǒng)應用技術(shù)規(guī)范.GB50364-2005
[2] 太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計與應用.L07SJ906
10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.013
燕美英(1 9 8 3—),女,山東東營人,供職于山東新匯建設(shè)集團有限公司,研究方向:建筑工程。