太陽(yáng)能集熱器面積計(jì)算

1、太陽(yáng)能集熱器面積計(jì)算太陽(yáng)能集熱器面積計(jì)算2009113021:13:10|分類：工作|標(biāo)簽：|字號(hào)大中小訂閱關(guān)鍵詞：民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器一體化設(shè)計(jì)1、前言2005年筆者參與了由廈門市建設(shè)與管理局組織的《廈門市太陽(yáng)能熱利用與建筑一體化實(shí)施可行性報(bào)告》的課題研究，經(jīng)過(guò)近一年的努力，調(diào)研、學(xué)習(xí)總結(jié)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)運(yùn)用較好的云南、山東省份的工程經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)廈門太陽(yáng)能資源及氣候條件的實(shí)際情況，提出了在廈門地區(qū)太陽(yáng)能熱利用與建筑一體化的可

2、行實(shí)施方案，課題針對(duì)不同的建筑形式提出了在廈門市太陽(yáng)能利用推薦方案，對(duì)今后廈門市實(shí)施太陽(yáng)能熱利用與建筑一體化具有科學(xué)、實(shí)際的指導(dǎo)意義。近幾年筆者多次參與廈門市太陽(yáng)能試點(diǎn)工程的設(shè)計(jì)及專家論證會(huì)，并對(duì)工程進(jìn)行跟蹤調(diào)研，積累了一些經(jīng)驗(yàn)。下面筆者就太陽(yáng)能在民用建筑應(yīng)用技術(shù)方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行闡述，供同行參考。中華太陽(yáng)能２、我國(guó)目前太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀太陽(yáng)能作為一種可持續(xù)使用的綠色能源，在我國(guó)已廣泛開發(fā)使用，建設(shè)部根據(jù)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展規(guī)律戰(zhàn)略要

3、求，已在民用建筑中積極推廣使用太陽(yáng)能熱水器，并在全國(guó)范圍內(nèi)推廣實(shí)施“陽(yáng)光計(jì)劃“。近年來(lái)，我國(guó)太陽(yáng)能利用雖然取得了很好的節(jié)能效益，但在民用建筑中太陽(yáng)能利用往往自成系統(tǒng)，作為建筑的后置設(shè)備安裝和使用，即使是新建筑，也是簡(jiǎn)單的安裝在屋面上。因?yàn)樵缙跊](méi)有可執(zhí)行的相關(guān)國(guó)家規(guī)范，太陽(yáng)能熱水器在建筑上布置極為隨意，未預(yù)留管井，無(wú)位置隨意占用煙道，集熱器、熱水箱的承載、防風(fēng)、避雷等安全措施不健全，給城市景觀、建筑的安全帶來(lái)及不利的影響。筆者在參觀昆明太

4、陽(yáng)能利用情況時(shí)，看到許多類似的情況，已大大影響了市容市貌和建筑安全，致使國(guó)內(nèi)有些城市禁止在建筑上安裝太陽(yáng)能熱水器，并要求拆除已安裝的太陽(yáng)能熱水器，這些都將制約太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在建筑中的利用。為使太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)安全可靠、性能穩(wěn)定，與建筑和周邊環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，并規(guī)范太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和驗(yàn)收，推動(dòng)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在建筑中的利用，近年來(lái)國(guó)家先后出臺(tái)了一系列相關(guān)規(guī)范和國(guó)標(biāo)圖集，有GBT187132002《太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)

5、范》、GB503642005《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、GBT200952006《太陽(yáng)熱水系統(tǒng)性能評(píng)定規(guī)范》、國(guó)標(biāo)圖集06J9086《太陽(yáng)能熱水器選用與安裝》06SS128《太陽(yáng)能集中熱水系統(tǒng)選用與安裝》.及省標(biāo)J108072006《居住建筑與太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)、安裝及驗(yàn)收規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱省標(biāo)J108072006），以上標(biāo)準(zhǔn)都各具特色，特別是國(guó)標(biāo)GB503642005是我國(guó)第一項(xiàng)有關(guān)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在建筑中應(yīng)用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

6、，為我國(guó)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在建筑中推廣應(yīng)用提供了技術(shù)依據(jù)。３、民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及主要設(shè)計(jì)步驟《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中（以下簡(jiǎn)稱GB503642005）首先強(qiáng)調(diào)民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)納入建筑給排水設(shè)計(jì)中，建筑給排水專業(yè)人員在太陽(yáng)能企業(yè)技術(shù)人員的配合下，依據(jù)規(guī)范GB503642005的要求，對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)并應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。3.1、民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本條件：根據(jù)我國(guó)太陽(yáng)

7、能資源分布情況，福建南部屬于太陽(yáng)能資源較豐富地區(qū)，福建北部屬于太陽(yáng)能資源一般地區(qū)。參照省標(biāo)J108072006表3.1.2：福建省又可分為I類地區(qū)和II類地區(qū)，福州、廈門等城市屬I類地區(qū)，太陽(yáng)能資源較豐富，民用建筑宜設(shè)計(jì)選用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。3.2、民用建筑主要基本情況調(diào)查：周圍環(huán)境：建筑所處地點(diǎn)緯度、年日照時(shí)間、年太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、年環(huán)境溫度等；建筑功能：最高日熱水量、供水方式、用水溫度、用水點(diǎn)位置等；安裝條件：場(chǎng)地面積、形狀、建筑結(jié)構(gòu)承載

8、力、遮擋情況等；輔助熱源情況：電價(jià)、氣價(jià)3.3、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)類型的確定：設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑物以上綜合因素，依據(jù)規(guī)范GB503642005表4.2.6選擇系統(tǒng)類型，選擇其類型、色澤和安裝位置，應(yīng)與建筑物整體及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。系統(tǒng)選型舉例：圖（1）太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)對(duì)照表4.2.6選擇系統(tǒng)類型即為：集中供熱水系統(tǒng)、強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)、間接影響系統(tǒng)的有效運(yùn)行，還直接影響到建筑的外觀，如何正確選定太陽(yáng)能集熱器在建筑中的位置，是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要步

9、驟。3.6.1太陽(yáng)能集熱器的主要設(shè)置方式有：１、在建筑的平屋面、坡屋面上２、在建筑的外墻面上３、在建筑的陽(yáng)臺(tái)上3.6.2太陽(yáng)能集熱器的安全性能：太陽(yáng)能集熱器的設(shè)置首先應(yīng)確保建筑的安全性能，設(shè)計(jì)應(yīng)注意規(guī)范GB503642005中以下幾點(diǎn)：1、架空在建筑屋面和附著在陽(yáng)臺(tái)或墻面上的太陽(yáng)能集熱器，應(yīng)具有相應(yīng)的承載能力、剛度、穩(wěn)定性和相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的位移能力（第4.4.12條）；2、當(dāng)集熱器做為建筑構(gòu)件時(shí)，如嵌入建筑屋面、陽(yáng)臺(tái)、墻面或建筑其他部位

10、的太陽(yáng)能集熱器，應(yīng)滿足建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的承載、保溫、隔熱、隔聲、防水、防護(hù)等功能（第4.4.11條）；3、安裝在建筑上或直接構(gòu)成建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能集熱器，應(yīng)有防止熱水滲漏的安全保障設(shè)施（第4.4.13條）；4、太陽(yáng)能集熱器不應(yīng)跨越建筑變形縫設(shè)置。3.6.3太陽(yáng)能集熱器的安裝方位和傾角：1、集熱器的安裝方位：根據(jù)規(guī)范GB503642005第4.4.7條，集熱器的安裝方位應(yīng)朝向正南，如受建筑物條件的制約，也可選擇偏東南或偏西南方向。2、集熱器

11、的安裝傾角可按下式確定：使集熱器全年得熱量最大時(shí)，θ＝Φ式中：θ：集熱安裝傾角Φ：安裝地的緯度當(dāng)使集熱器的集熱效率在夏季最高，安裝傾角可由當(dāng)?shù)鼐暥葴p10來(lái)確定。即θ=Φ10去確定集熱器安裝傾角。當(dāng)使集熱器的集熱效率在冬季最高，安裝傾角可由當(dāng)?shù)鼐暥燃?0來(lái)確定。即θ=Φ10去確定集熱器安裝傾角。福建省主要代表城市安裝傾角的選擇參見(jiàn)省規(guī)J108072006附錄表A（冬季使用查考）例如：福州的集熱器安裝傾角：θ＝Φ＋10＝26.0510＝36

12、.05，設(shè)計(jì)可按36取值。廈門的集熱器安裝傾角：θ＝Φ＋10＝24.5610＝34.56，設(shè)計(jì)可按35取值。3.6.4太陽(yáng)能集熱器前后排間距：集熱器的布置應(yīng)避免受遮擋，與遮光物或集熱器前后排的最小間距應(yīng)按規(guī)GB503642005公式4.4.7計(jì)算：D=Hctgαs式中D集熱器與遮光物或集熱器前后排間的最小距離，m；nH遮光物最高點(diǎn)與集熱器最低點(diǎn)的垂直距離，m；αs太陽(yáng)高度角；當(dāng)?shù)卮呵锓终?2時(shí)的太陽(yáng)高度角（季節(jié)性使用）；當(dāng)?shù)囟寥照?/p>

13、12時(shí)的太陽(yáng)高度角（全年性使用）。3.6.5太陽(yáng)能集熱器的連接：太陽(yáng)能集熱器連接成集熱器組的方式主要分三種：串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)上述例題圖（１）太陽(yáng)能集熱器的連接即為串并聯(lián)連接方式，集熱器的布置原則應(yīng)依據(jù)規(guī)范GB503642005第4.4.7條第7、第8款設(shè)計(jì)。3.7、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)貯水箱的設(shè)計(jì)：1、貯水箱的有效容積可按下式確定：V=(50～100)AS式中：V：貯水箱的有效容積(L)Aa：集熱器的集熱面積（m2）2、貯水箱分開式或閉式，