秦皇島“在水一方”綠色小區(qū)太陽(yáng)能利用技術(shù)

孫建慧 劉 洋 徐 楠

（秦皇島五興房地產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)部，秦皇島066000）

1 項(xiàng)目概況

“在水一方”小區(qū)地處秦皇島市海港區(qū)西部，位于和平大街以南、西港路以西、湯河以東、濱河路以北，是秦皇島市最大的舊城改造小區(qū).項(xiàng)目占地約為56公頃，規(guī)劃總建筑面積為150萬(wàn)平方米，居住面積113.87萬(wàn)平方米，公建20.3萬(wàn)平方米.規(guī)劃總戶(hù)數(shù)11000戶(hù)，共分六個(gè)小區(qū).

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源緊缺的問(wèn)題日益突出.因此，開(kāi)發(fā)利用新能源與可再生能源已成為我國(guó)緩解能源供需矛盾、減輕環(huán)境污染、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的重要舉措.“在水一方”小區(qū)從規(guī)劃初期既確定了太陽(yáng)能高層熱水系統(tǒng)、車(chē)庫(kù)光導(dǎo)照明、太陽(yáng)能路燈等可再生能源利用方案.

2 小區(qū)地理位置、溫度及氣候條件

秦皇島市位于我國(guó)華北地區(qū)河北省東部，地理位置在東經(jīng)119°34′，北緯39°55′.該地區(qū)在夏至日太陽(yáng)光最接近直射，太陽(yáng)輻射最好；在冬至日，太陽(yáng)高度角最低，太陽(yáng)輻射最差.而在春秋分時(shí)太陽(yáng)輻照基本相同.從全年來(lái)看春秋分的太陽(yáng)輻射情況基本接近年平均太陽(yáng)輻照情況.氣候條件表：

地 名冬季日照率最冷月月平均最低溫度最熱月月平均最高溫度極端最低溫度極端最高溫度最大凍土深度雷暴日數(shù)最大積雪厚度年 ㎝秦皇島%℃℃℃℃㎝ 日／62 －10.4 30.1 －21.9 39.6 85 29.8 22

3 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

3.1 小區(qū)春分、秋分、夏至、冬至季節(jié)日照分析如下：

圖1 春秋分日10：00時(shí)整個(gè)小區(qū)的日照模擬圖

圖2 春秋分日16：00時(shí)整個(gè)小區(qū)的日照模擬圖

圖3 夏至日10：00時(shí)整個(gè)小區(qū)的日照模擬圖

圖4 夏至日12：00時(shí)整個(gè)小區(qū)的日照模擬圖

圖5 冬至日10：00時(shí)整個(gè)小區(qū)的日照模擬圖

圖6 冬至日12：00時(shí)整個(gè)小區(qū)的日照模擬圖

通過(guò)對(duì)小區(qū)的日照模擬分析，可以看出，在水一方采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)具備較好的日照條件.該小區(qū)中各樓在冬至日平均日照時(shí)間可達(dá)6小時(shí)左右.在夏至日各樓所能接受到的太陽(yáng)能輻射日照時(shí)間超過(guò)了10小時(shí).因此在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)時(shí)需要做好需求負(fù)荷和供熱能力的匹配.

3.2 太陽(yáng)能熱水的利用

3.1.1 太陽(yáng)能熱水器集熱器面積

通過(guò)計(jì)算得出本小區(qū)一戶(hù)的太陽(yáng)能集熱器的理想集熱面積為2.948 m2.太陽(yáng)能集熱器的實(shí)際集熱面積為1.47 m2時(shí)，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的保證率約為50%.

3.1.2 本項(xiàng)目太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)品特點(diǎn)

本項(xiàng)目中的熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器選用山東力諾瑞特新能源有限公司生產(chǎn)的分體式太陽(yáng)能集熱器及其成套的熱水系統(tǒng).

3.1.3 本項(xiàng)目中太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)承壓運(yùn)行，性能穩(wěn)定，使用起來(lái)安全可靠；系統(tǒng)采用間接加熱，有效保證熱水的衛(wèi)生和潔凈；集熱器內(nèi)置“U”型銅管，避免因真空管破損而引起的系統(tǒng)漏水和不能正常運(yùn)行的問(wèn)題；水箱內(nèi)膽采用金圭搪瓷內(nèi)膽，在承壓狀態(tài)下其性能優(yōu)于其它材質(zhì)的內(nèi)膽；水箱承壓運(yùn)行，有效保證冷熱水的水壓一致，混水均勻，提高了熱水使用的舒適度；集熱循環(huán)管路采用TP2銅管，其使用壽命與建筑基本相等，真正實(shí)現(xiàn)了建筑的部品化；儲(chǔ)水箱內(nèi)置電加熱器，可保證陰雨天熱水的使用；控制系統(tǒng)人性化設(shè)計(jì)，自動(dòng)化控制，使用安全可靠.

圖7 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)外觀(guān)示意圖

3.1.4 系統(tǒng)原理圖

圖8 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)原理圖

3.3 “在水一方”太陽(yáng)能熱水器實(shí)物安裝照片

圖9 太陽(yáng)能集熱器實(shí)物立面效果

4 地下車(chē)庫(kù)太陽(yáng)能光導(dǎo)照明系統(tǒng)

4.1 光導(dǎo)照明工作原理

自然光光導(dǎo)照明系統(tǒng)通過(guò)采光裝置聚集室外的自然光線(xiàn)并導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，再經(jīng)過(guò)特殊制作的導(dǎo)光裝置強(qiáng)化與高效傳輸后，由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光線(xiàn)均勻?qū)氲绞覂?nèi)任何需要光線(xiàn)的地方；從黎明到黃昏，甚至是陰天或雨天，該照明系統(tǒng)導(dǎo)入室內(nèi)的光線(xiàn)仍然十分充足.

本項(xiàng)目選用北京東方風(fēng)光新能源技術(shù)有限公司的光導(dǎo)照明產(chǎn)品.

4.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

圖10 光導(dǎo)管標(biāo)準(zhǔn)分解

圖11 MIRO-SILVER全反射率曲線(xiàn)

4.3 產(chǎn)品特點(diǎn)

節(jié)能：可完全取代白天的電力照明，至少可提供十小時(shí)的自然光照明，無(wú)能耗，一次性投資，無(wú)需維護(hù)，節(jié)約能源，創(chuàng)造效益！

環(huán)保：系統(tǒng)照明光源取自自然光線(xiàn)，采光柔和、均勻，光強(qiáng)可以根據(jù)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，全頻譜、無(wú)閃爍、無(wú)眩光、無(wú)污染，并通過(guò)采光罩表面的防紫外線(xiàn)涂層，濾除有害輻射，能最大限度的保護(hù)您的身心健康.

安全：采光系統(tǒng)無(wú)需配帶電器設(shè)備和傳導(dǎo)線(xiàn)路，避免了因線(xiàn)路老化引起的火災(zāi)隱患，且整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)、工藝考究、具有防水、防火、防盜、防塵、隔熱、隔音、自潔以及防紫外線(xiàn)等性能好等特點(diǎn).

健康：光導(dǎo)照明系統(tǒng)秉承自然理念，全力打造健康和諧的娛樂(lè)、辦公、居住環(huán)境.科學(xué)研究證明，自然光線(xiàn)照明具有更好的視覺(jué)效果和心理作用，并且可以清除室內(nèi)霉氣，抑制微生物生長(zhǎng)，促進(jìn)體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成和吸收，改善居住環(huán)境等.

時(shí)尚：光導(dǎo)照明系統(tǒng)外型美觀(guān)，是自然光與人工建筑的完美結(jié)合，創(chuàng)造了低耗能、高舒適度的健康娛樂(lè)、辦公、居住環(huán)境，有利于建筑裝飾藝術(shù)創(chuàng)作；加上陽(yáng)光豐富的色彩，材質(zhì)感更加明顯，顯示出自然光的無(wú)窮魅力！

隔熱：光導(dǎo)照明系統(tǒng)是中空密封的，具有良好的隔熱保溫性能.

4.4 光導(dǎo)照明安裝范圍

本項(xiàng)目1-3、1-4、1-6地下車(chē)庫(kù)內(nèi)共安裝91臺(tái)光導(dǎo)照明系統(tǒng).

圖12 “在水一方”車(chē)庫(kù)光導(dǎo)照明安裝實(shí)物照片

5 太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)

小區(qū)大門(mén)采用太陽(yáng)能－風(fēng)能室外燈，部分路段采用太陽(yáng)能路燈，小區(qū)部分綠地采用太陽(yáng)能和有源電兩用草坪燈；在太陽(yáng)能充足時(shí)不需供電，節(jié)約能源，為綠色環(huán)保產(chǎn)品.其特點(diǎn)為直接利用太陽(yáng)能照明，節(jié)約能源，節(jié)省費(fèi)用.在項(xiàng)目建設(shè)中，將收集到的GB 50034《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、GB 16915.4《家用和類(lèi)似用途固定式電氣裝置的開(kāi)關(guān)第2部分：特殊要求第3節(jié)：延時(shí)開(kāi)關(guān)》、HJ／T 230《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求節(jié)能燈》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)貫徹到工程中去，從產(chǎn)品的招標(biāo)采購(gòu)和安裝上嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，使各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)得到有效實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)了電能的節(jié)約.

圖13 在水一方小區(qū)太陽(yáng)能路燈照片

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

6.1 太陽(yáng)能熱水器：

年總輻照量 H＝5844.4 MJ／m2·a；年總?cè)照招r(shí)數(shù)S＝2755.5小時(shí)；集熱器總面積 A＝1.46 m2；日產(chǎn)熱水量T＝80 L；全年光照日平均溫升45度；太陽(yáng)能保證率為70%；電發(fā)熱功率按1kwh＝860 kcal，電加熱系統(tǒng)效率按n＝95%計(jì)算；

利用太陽(yáng)能全年得到熱量Q0＝0.7×（T·45·365）／860＝1070 kwh

產(chǎn)生同樣的熱量全年需耗電量q＝Q0／0.95＝1126 kwh

即該項(xiàng)目每戶(hù)系統(tǒng)通過(guò)利用太陽(yáng)能全年節(jié)約電量約1126產(chǎn)生同樣的熱量全年需耗電量q＝Q0／0.95＝1126 kwh電能.

A區(qū)居民4800戶(hù)，年節(jié)約電量540萬(wàn)kwh.

表1 太陽(yáng)能光導(dǎo)照明節(jié)電表

7 環(huán)境效益分析：

可再生能源利用節(jié)省了煤、汽等燃料的使用，同時(shí)減少了CO2、SO2和粉塵能力的排放量.極大地改善環(huán)境，防止空氣污染.全年太陽(yáng)能保證率為58%－69%，僅太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用就節(jié)約標(biāo)煤1994噸／年，CO2減排量為4971.042噸／年，SO2減排量為149.55噸／年，粉塵減排量為1355.92噸／年.

8 社會(huì)效益分析

“在水一方”推出的建設(shè)21世紀(jì)換代住宅，以一流的規(guī)劃、一流的設(shè)計(jì)、一流的施工、一流的管理，彰顯我市的特色精品.可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用順應(yīng)中國(guó)的能源與環(huán)保政策，日益受到重視.加上日漸顯現(xiàn)的全球能源危機(jī)，該示范小區(qū)廣泛應(yīng)用可再生能源技術(shù)，不僅做到了資源、能源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)，而且實(shí)用美觀(guān)，滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求.