高层建筑太阳能应用方面的初步设计理论.docx
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高层建筑太阳能应用方面的初步设计理论
第一议题：
高层供水解决方案
目前高层住宅项目太阳能应用主要有以下几种方案：
1、集中供热系统
2、集中集热、分户辅热系统
3、集中集热、分户换热系统
4、阳台分体式太阳能
一、集中供水系统
1、系统概述：
本节所选太阳能热水系统的形式细分：
集中集热、集中辅热、分户供水、分户计量。
集中供水是目前最常用的供水形式，集热器和水箱安装在楼顶，在阳光照射下，达到设定条件时，集热器和水箱之间产生温差，启动循环泵，使水箱里的水加热，然后靠自然落差或水泵向下供水。
此种供水形式水温高，热量损失小，成本相对较低。
高层、小高层住宅楼太阳能热水系统应用，以每栋楼为一套热水系统或以每单元为一套热水系统，集中提供热水，满足整个单元住户生活热水。
根据用户的使用情况分为：
24小时供热水和定时供热水。
2、辅助加热热源的应用：
可采用常规电辅助加热进行辅助加热，对水箱内的冷水直接进行辅助加热，达到供水温度要求后供住户使用。
3、集中供水系统的特点、优点：
1）屋面集中安装集热系统，集热器与建筑外观有机结合，使太阳集热器成为建筑的靓丽风景线。
2）采用温差循环方式把太阳能集热器的热水最大化储存到屋顶保温水箱内，实现热利用最大化；
3）热水供水利用管道循环（定时管道循环、定温管道循环）；有效解决管路中的无效热水问题，实现打开水龙头就有热水；
4）采用集中供水，分户使用的方式可均衡住户的热水使用量。
5）配备先进的IC卡热水表，实现热水预付费收费方式（可每天定量供水）。
6）智能控制：
系统采用全自动控制柜，无需专人职守，使用方便。
注：
若小区安装多个太阳能热水系统，可配置远程监控系统，在值班室即可对所用太阳能系统的运行状况进行监控，并可对单个系统进行设置、控制。
7）投资少、使用寿命长，经济效益显著，一次性投资长期受益。
4、太阳能热水系统的原理图：
此图仅供参考，以实际施工图为准
5、系统管理：
热水收费定价管理较麻烦，系统春秋夏三季基本不用辅助加热即可满足使用要求，运行成本很低。
系统冬季电辅助加热概率较高，运行成本较贵。
在物业收费方面可采用不同季节不同定价的方式解决。
高层、小高层住宅楼需安装热水减压阀。
6、系统概算：
（参考18层住宅，按两个单元，一梯两户，共72户。
按8吨设计）
序号
设备
品牌
规格型号
单价
数量
合计
备注
1
集热器
皇明
JPH-50TT18-00°
6160
16组
98560
主机
2
HDG组合水箱
皇明
HDG-08
32800
1台
32800
镀锌板组合
3
控制系统
皇明
HKG-VI
6800
1台
6800
4
电磁阀
巨良
ZQDF-1-25AC220
500
1台
500
补水，铜材质
5
集热循环泵
威乐
PH-254E
1680
1台
1680
集热器循环
6
管道循环泵
威乐
PH-123E
780
2台
1560
管道循环
7
排气阀
硕必达
DN25ZP-AH
90
5个
450
皇明原装配件
8
防冻带
皇明
20W/米
15
300米
4500
室外管路防冻
9
强磁水处理器
金舜禹
JSY-32
3900
1个
3900
防结垢
10
安全阀
皇明
DN15（O.15MPa）
60
14个
840
楼顶
11
楼顶管道材料
DN25-DN40
80
350米
21000
国标
12
热水表
北京泰德
DN20
480
72套
34560
IC卡流量计量
13
电线信号线
2000
1批
2000
14
吊装费
2000
1次
2000
15
安装费
10000
楼顶管道
费用总计
备注：
1、该系统报价不含屋面以下管路材料及加热电缆价格，户均成本价约为：
3072元。
二、集中集热、分户辅热系统
1、系统概述：
分户辅热系统是在集中供水的基础上，每户安装一个室内水箱，并配备电加热，以满足阴雨天气热水不足的状况，还可以实现即开即热功能。
此种供水形式用热方便，成本较低。
2、辅助加热热源的应用：
高层、小高层住宅楼每户室内配置电热保温水箱，用户根据使用情况对太阳能系统补充的热水进行辅助电加热。
3、集中供水系统的特点、优点：
1）屋面集中安装集热系统，集热器与建筑外观有机结合，使太阳集热器成为建筑的靓丽风景线。
2）采用温差循环方式把太阳能集热器的热水最大化储存到屋顶保温水箱内，实现热利用最大化；
3）热水供水利用管道循环（定时管道循环、定温管道循环）；有效解决管路中的无效热水问题，实现打开水龙头就有热水；
4）采用集中供水，分户使用的方式可均衡住户的热水使用量。
5）配备先进的IC卡热水表，实现热水预付费收费方式（可每天定量供水）。
6）智能控制：
系统采用全自动控制柜，无需专人职守，使用方便。
注：
若小区安装多个太阳能热水系统，可配置远程监控系统，在值班室即可对所用太阳能系统的运行状况进行监控，并可对单个系统进行设置、控制。
7）投资少、使用寿命长，经济效益显著，一次性投资长期受益。
8）室内配置安装电热辅助水箱，a、可以把太阳能系统的热水储存在水箱内备用；b、可以根据住户使用情况使用电辅助加热达到用水需求；c、室内水箱至用水点管路较短，可打开水龙头即出热水。
4、系统运行原理图：
此图仅供参考，以实际施工图为准
5、系统管理：
系统运行原理简单，管理方便，屋顶太阳能系统不用辅助加热，运行成本很低。
在物业收费方面可采用固定热水费的方式解决。
高层、小高层住宅楼需安装热水减压阀。
6.系统概算：
（参考18层住宅，按两个单元，一梯两户，共72户。
按8吨设计）
序号
设备
品牌
规格型号
单价
数量
合计
备注
1
集热器
皇明
JPH-50TT18-00°
6160
16组
98560
主机
2
HDG组合水箱
皇明
HDG-08
32800
1台
32800
镀锌板组合
3
控制系统
皇明
HKG-VI
6800
1台
6800
4
太阳伴侣
皇明
HD60-1
2380
72台
171360
配带显控功能
5
电磁阀
巨良
ZQDF-1-25AC220
500
1台
500
补水，铜材质
6
集热循环泵
威乐
PH-254E
1680
1台
1680
集热器循环
7
管道循环泵
威乐
PH-123E
780
2台
1560
管道循环
8
排气阀
硕必达
DN25ZP-AH
90
5个
450
皇明原装配件
9
防冻带
皇明
20W/米
15
300米
4500
室外管路防冻
10
强磁水处理器
金舜禹
JSY-32
3900
1个
3900
防结垢
11
安全阀
皇明
DN15（O.15MPa）
60
14个
840
楼顶
12
楼顶管道材料
DN25-DN40
80
350米
21000
国标
13
热水表
北京泰德
DN20
480
72套
34560
IC卡流量计量
14
电线信号线
2000
1批
2000
15
吊装费
2000
1次
2000
16
安装费
10000
楼顶管道
费用总计
备注：
1、该系统报价不含屋面以下管路材料及加热电缆价格，户均成本价约为：
5450元。
三、集中集热、分户换热系统
1、系统概述：
分户换热系统是在“集中集热、分户加热”系统的室内水箱里增加换热设备，集热器产生的热量在室内水箱里经换热器将热量换给室内水箱里的水。
此种供水形式用户使用的水不与集热器等直接接触，用水更干净，但热量损失大，成本较高。
2、辅助加热热源的应用：
高层、小高层住宅楼每户室内配置电热保温水箱，用户根据使用情况对太阳能系统补充的热水进行辅助电加热。
3、集中供水系统的特点、优点：
1）屋面集中安装集热系统，集热器与建筑外观有机结合，使太阳集热器成为建筑的靓丽风景线。
2）采用温差循环方式把太阳能集热器的热水最大化储存到屋顶保温水箱内，实现热利用最大化；
3）热水供水利用管道循环（定时管道循环、定温管道循环）；有效解决管路中的无效热水问题，实现打开水龙头就有热水；
4）采用集中供水，分户使用的方式可均衡住户的热水使用量。
5）配备先进的IC卡热水表，实现热水预付费收费方式（可每天定量供水）。
6）智能控制：
系统采用全自动控制柜，无需专人职守，使用方便。
注：
若小区安装多个太阳能热水系统，可配置远程监控系统，在值班室即可对所用太阳能系统的运行状况进行监控，并可对单个系统进行设置、控制。
7）投资少、使用寿命长，经济效益显著，一次性投资长期受益。
8）室内配置安装换热辅助水箱，a、可以把太阳能系统的热量转换到室内水箱内；b、可以根据住户使用情况使用电辅助加热达到用水需求；c、室内水箱至用水点管路较短，可打开水龙头即出热水。
d、分户可控制是否采用太阳能热量。
9）太阳能热水系统的水量基本不消耗，运行更稳定。
4、系统运行原理图：
此图仅供参考，以实际施工图为准
5、系统管理：
系统运行原理简单，管理方便，屋顶太阳能系统不用辅助加热，运行成本很低。
在物业收费方面，该系统适合免费使用热量的方式。
无需安装减压阀。
6、系统概算：
（参考18层住宅，按两个单元，一梯两户，共72户。
按8吨设计）
序号
设备
品牌
规格型号
单价
数量
合计
备注
1
集热器
皇明
JPH-50TT18-00°
6160
16组
98560
主机
2
HDG组合水箱
皇明
HDG-08
32800
1台
32800
镀锌板组合
3
控制系统
皇明
HKG-VI
6800
1台
6800
4
太阳伴侣（换热式）
皇明
HD60-1
2780
72台
200160
配带显控功能
5
电磁阀
巨良
ZQDF-1-25AC220
500
1台
500
补水，铜材质
6
集热循环泵
威乐
PH-254E
1680
1台
1680
集热器循环
7
管道循环泵
威乐
PH-123E
780
2台
1560
管道循环
8
排气阀
硕必达
DN25ZP-AH
90
5个
450
皇明原装配件
9
防冻带
皇明
20W/米
15
300米
4500
室外管路防冻
10
强磁水处理器
金舜禹
JSY-32
3900
1个
3900
防结垢
11
安全阀
皇明
DN15（O.15MPa）
60
14个
840
楼顶
12
楼顶管道材料
DN25-DN40
80
350米
21000
国标
13
热水表
北京泰德
DN20
480
72套
34560
IC卡流量计量
14
电线信号线
2000
1批
2000
15
吊装费
2000
1次
2000
16
安装费
10000
楼顶管道
费用总计
备注：
1、该系统报价不含屋面以下管路材料及加热电缆价格，户均成本价约为：
5850元。
四、阳台分体式太阳能
1、系统概述：
阳台壁挂系统是集热器与储水箱分开，集热器安装在阳台上，储水箱放置在室内，通过工质的自然循环或强制循环将集热器吸收太阳光而得到的热量传输到储水箱，从而得到热水的系统。
此种供水形式快捷方便，适用于多层、高层等楼顶面积有限的楼房，成本较高。
但其管理方便，一次性投资，免维护费用。
2、阳台分体式太阳能集热器又分真空管U型集热器和平板式太阳能集热器。
3、阳台分体式太阳能热水系统的特点及优点。
1）分体安装、承压运行、操作简单。
2）全自动顶水运行，上水取水同步进行，一开就出热水；
3）承压耐寒，高承压技术，安装位置高低不限，热水高压运行，水流大，洗浴舒适；
4）安全性能好，系统采用U型管集热器，真空管内不走水，不结垢，不炸管，整机抗冻能力强，单支管破损不影响整机使用；
5）控制集成化、模块化、智能化。
6）安装方案多样，运行可靠，满足家用、工程等个性化需求。
7）太阳集热器可作为建筑的一个构件。
3、系统运行原理图：
6、系统概算：
按每户安装一台100升真空管式自然循环热水系统计算。
1、主机：
3500元
2、配件：
200元
3、安装费：
320元
4、总计：
4020元；
各种方案对比表
供水方式
优缺点
成本
备注
集中供热系统
1、热水多，热量高，热损失小，可满足多种供热水方式。
2、适合热水收费管理方式，可采用不同季节定价收费。
3、用水量大幅小于设计量时，采用点辅助加热，单吨位热水价格较贵。
4、集中供水，能均衡每户的实际用水量。
低
户均：
3072元
高层住宅楼低区住户需增加安装减压装置。
物权归建设单位。
阳台分体式
太阳能
1、不受楼顶面积限制，集热器安装在阳台上，与建筑结合完美，可提高建筑效果。
2、水电等完全来自用户家，物业基本不用管理。
对阳台的尺寸有一定要求。
较低
户均：
4020元
采用自然循环分体式太阳能热水系统，集热器采用U型管，管内不走水。
物权归业主。
集中集热、分
户辅热系统
1、用户可根据自己的需求调整水温，取水方便，并容易实现即开即热功能。
2、管理方便，热水收费价格较低。
3、集中供水，能均衡每户的实际用水量。
较高
户均：
5450元
高层住宅楼低区住户需增加安装减压装置。
物权归建设单位。
集中集热、分
户换热系统
1、用户所用水不与集热系统直接接触，用水更干净，但热量损失大，效率偏低。
2、太阳能系统水量不消耗，按热量计量，收费不好管理。
3、适用于免费使用的管理方式。
4、分户需安装可控电磁阀控制热水换热。
高
户均：
5850
物权归建设单位。
第二议题：
济南市高层建筑太阳能一体化
应用工作的汇报
自济南市出台了100米以下建筑强制推广应用太阳能，此政策为济南的太阳能热水系统建筑一体化应用起到了推动作用，为太阳能厂家提供了机会。
我公司很荣幸作为协会会员企业，在此代表太阳能行业感谢济南建委给位领导，主要谭主任，在2013年至今谭主任亲自主抓太阳能高层建筑的应用，做出了大量的工作。
下面我把过去一年的工作做一下汇报：
过去一年总共完成项目14个，其中高层建筑阳台分体项目6个（西苑景润苑、干休三所、71146部队、济南重机、奥林逸城、大柿子园旧村改造项目），高层建筑集中供热水项目1个（济南军区教导大队），公建集中供水项目9个（鲍德汽车公司、鲍山公安分局、消防总队、济南市中心医院、铁建国际城会所、舜和酒店、铁路文化宫体育馆）。
按照新规则要求，太阳能工程需同步规划、同步设计、同步施工、同步验收。
作为我们生产企业，就是要做好前期的设计配合，严格把控产品质量，确保安装质量，做好售后服务。
在过去一年的项目中也发现和总结了部分问题。
1、过去一年施工的项目均为2014年1月1日之前设计的项目。
集热器安装均未预留平台，采用穿墙螺栓或加长膨胀螺栓固定，介质循环管过墙孔也是后打孔。
建议：
1、按照新图则预留集热器安装平台并预留连接件；2、过墙洞孔及避雷端子由建设单位主体交工时预留，并列入主体验收项。
2、太阳能验收规范还不健全，依照皇明的验收标准进行自检，质监站验收仅将太阳能主项进行验收。
建议规范高层建筑太阳能应用的验收标准和程序。
（竣工验收、技术资料、实用验收、避雷检测、过程的控制资料等）
3、保修期：
按照济南建委要求质保期均延长至5年，但质保金成了太阳能企业的一件大事，一般建筑及装修行业的质保金都是两年，太阳能质保金期限太长。
紧跟济南建委要求，皇明公司在做相应的改善：
1、专业化、标准化、规范化的队伍建设：
皇明公司在太阳能热水工程的产品、设计、施工、监理、维护检修等方面，本着“以用户满意为标准，倾力打造高品质热水工程”的工程理念，不遗余力地构筑了一个强大的工程支持平台。
专门成立了皇明工程公司，随着工程市场的不断发展，工程专业支持人员已过百人，在太阳能工程领域确立了从工程产品、工程设计方案到工程施工等全方位的行业领袖地位，全国5000多项的完工工程所积累的丰富经验可以满足用户全方位的热水需求。
皇明公司拥有实力强大的工程设计处，负责全国各地太阳能工程项目的现场勘查、工程设计、施工督导等。
整个工作流程形成闭环，在充分了解客户需求的基础上，秉承以用户好用为最终原则，产品选用及方案设计进行最优化设计。
2、为了履约完成太阳能项目，每个项目都要搭建齐全的施工管理队伍，项目经理、技术负责人、技术员、施工员、安全员、资料员等必要的岗位。
3、加强售后服务，作为生产企业，工程安装人员安装完毕后，详细地向用户讲解使用方法及常见小故障的自我维修方法，培训热水系统维修人员（人数不限），便于处理紧急故障。
服务中心对每一个工程建立微机档案，并随时提供咨询，定期进行回访，检查工程的运行情况，有问题及时处理，并且每年过冬之期都要进行一次太阳能热水工程巡检，发现问题及时处理，确保系统的安全运行。
4、太阳能保修：
保修均为5年。
皇明太阳能股份有限公司
第三议题：
皇明太阳能股份有限公司作业文件高层建筑阳台分体太阳能热水系统技术规范
1目的规范高层建筑阳台分体太阳能热水系统的设计、施工、验收及使用，保证系统运行质量，使系统达到设计的要求。
2适用范围本标准适用于皇明集团所有高层建筑太阳能热水工程。
3系统要求
3.1设计要求
3.1.1系统的集热性能应满足相关太阳能产品国家标准和设计的要求，系统中的集热器、储水箱、支架等主要部件的正常使用寿命不应少于10年。
3.1.2集热器应安装在南阳台处阳光照射比较充分的地方。
3.1.3集热器倾角应100-20°之间，集热器安装不宜垂直安装，若必须垂直安装，集热器面积应有相应补偿。
3.1.4集热系统应便于安装、清洁、维护和局部更换。
3.1.5集热器安装在护栏或开放式等非承重墙结构的阳台，需要根据现场做特殊固定件。
3.1.6为使集热器管路简介、美观，集热器的进出水嘴应靠近安装水箱的一侧。
3.1.7如果外墙是保温墙，需要做预埋支架或特殊固定件；如果通过保温墙打孔，安装后应在保温墙外做防水处理，确保不漏水。
3.1.8系统的所有配件选择应与系统工作压力、温度、流量相匹配，与给水管道材质相容。
3.1.9系统的循环管路和取热水管路设计应符合下列要求：
3.1.9.1集热器循环管路沿介质流动的方向应有0.3％～0.5％的坡度；
3.1.9.2在自然循环系统中，应使循环管路朝储水箱方向有向上坡度；
3.1.9.3阳台内预留的冷热水口应和阳台太阳能水箱进出水口垂直，安装管材宜选择耐压、耐高温符合阳台太阳能特性的管材。
3.1.10控制系统应符合下列要求：
3.1.10.1强制循环采用温差循环；自然循环系统宜采用直流式或定温或定时控制且水满自锁；
3.1.10.2集热器用传感器精度不低于±2℃，应能承受100℃高温。
3.1.11集热器支架的刚度、强度、防腐性能应满足安全要求，并于建筑主体连接牢固。
3.1.12阳台水箱安装位置必须足够承受水箱重量，严禁在非承重墙或空心砖墙面上安装水箱。
水箱安装应靠近排水口或地漏。
3.1.12.1为使水箱安装后管路简洁、美观，水箱应距离集热器水口较近。
避免水箱遮挡阳台窗户开启，避免影响采光，
3.1.13阳台热水系统内置加热系统带有保证使用安全的装置，并根据不同地区应采取防冻、防结露、防过热、防雷、抗雹、抗风、抗震等措施。
3.1.14系统供水水温、水压和水质应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015的有关规定。
3.2安装要求系统安装完毕与系统施工图进行比对。
3.2.1集热器及储水箱
3.2.1.1集热器安装正确，应做到集热器与支架紧密贴合，固定牢固。
3.2.1.2支架安装到位，螺栓、螺母无缺少且紧固，支架无晃动。
3.2.1.3集热器应排列整齐，南立面集热器高度一致、上下垂直。
3.2.1.4集热器排与排之间的距离应符合设计要求，避免阳光遮挡。
3.2.1.5集热器摆放的朝向可根据屋面朝向进行调整，具体以设计方案为依据。
3.2.1.6集热器支架底部应做好基础且其上平面在一个水平面上。
采用混凝土基础或钢结构，基础样式、尺寸大小、高度、前后左右、颜色一致。
从每个基准点看都是一条直线或一个平面。
3.2.1.7集热器支架应与建筑物进行可靠固定，通常采用预留钢件与支架连接，通过连接件直接将集热器与建筑连接均可。
3.2.1.8储水箱的内胆应做接地处理，接地应符合现行国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的要求。
3.2.1.9阳台水箱应安装在建筑物的承重梁或承重墙等承重位置，保证承载水箱安全。
3.2.1.10水箱安装在阳台上，水箱南北两侧应留有20cm的空间便于后期的检修。
3.2.2管路、配件及设备的安装3.2.2.1管路及配件的材料应与设计要求一致，并与传热工质相容。
3.2.2.2管路及配件按正确的方法联接，螺纹连接应做到连接牢固、密封可靠、密封填充物不得裸露在外面；热熔连接应做到连接牢固、密封可靠、无歪斜现象。
3.2.2.3管路的坡向及坡度应按设计要求进行安装，一般沿工质流动方向有3‰～5‰的坡度。
3.2.2.4冷热水管路安装应横平竖直，制作管路支撑及固定，其支撑材料应有足够的强度和刚度，确保管道不弯曲；
3.2.2.5在系统管路通过混凝土板和墙壁时，要结合设计要求及房屋结构，合理安排管路，正确选择穿墙位置，并加装穿墙套管。
3.2.2.6排气阀应选择无压排气，按设计要求配置和安装，且安装在系统的相对高位处。
3.2.2.7压力安全阀、水箱进水阀、膨胀箱、换热器等配件及设备应按厂家推荐方式或设计要求安装。
3.2.3控制系统3.2.3.1电缆线路施工应符合国家现行标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168的规定。
3.2.3.2所有电气设备和与电气设备相连接的金属部件应做接地处理。
接地装置施工应符合现行国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的要求。
3.2.3.3传感器安装应牢固，与被测部位良好接触，温度传感器四周应进行良好的保温同时做好标示。
3.2.3.4分体式控制器应按说明书中要求放置在合适的环境，其安装符合GB50171规定的要求。
3.2.3.5分体式控制器安装应方便操作和维修。
3.2.4系统保温
3.2.4.1介质循环管路保温材料及保温层厚度达到设计及使用要求，同时符合现行国家标准《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》GB50185的要求，宜采用20mmBI级橡塑保温。
3.2.4.2介质循环管路保温材料与介质循环管及集热器水口贴合紧密，接缝处采取避免热损失措施。
3.2.4.3保温层连接牢固，外防护层（如绑带、铝箔、金属板材等）应光滑、平直、美观。
3.
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