建设部科技发展促进中心

福建南平《武夷花园》示范工程

一、基本情况

1、地理位置：

南平武夷花园位于南平市玉屏山。依山伴水，风景气候皆宜。南平地区地处福建北部气候夏热冬冷，武夷花园处于南平地区南部，临近福州(福州气候夏热冬暖)，也可以说南平武夷花园恰处在夏热冬冷与夏热冬暖气候的结合部。年平均气温19．3℃，少有霜冻天气。具有广泛的地区代表性。

2、南平式夷花园二期工程：

高层住宅建筑，包括两座11层、两座18层建筑，总建筑面积3.8万平方米，使用太阳能集热器606平方米。

3、项目承担单位：

项目开发单位：中国南平武夷房地产开发公司

项目设计单位：福建省建筑设计院设计

4、太阳能系统设计与施工单位：

福建三明聚光太阳能有限公司

二、设计方案

1、气候状况：

南平市地处夏热冬暖与夏热冬冷中间地带、夏季酷暑时期要开空调、冬季一般不用暖气，建筑主要能耗集中在热水供应和空调。

2、建筑概况：

武夷花园二期工程由福建省建筑设计研究院进行规划和设计，设计时已考虑墙体隔热保温、采光和通风综合节能率＞50％，其中太阳能供热水部分由三明市聚光太阳能有限公司进行设计，省建筑设计研究院审定，热水供应节能率按80％进行设计。

3、设计基准：

参照国家给排水标准设计户均日用洗浴热水150—200升，以此标准来设定每幢用水总量，参照当地的日辐射量和集热器的转化率计算出每一幢楼房的集热器面积。

4、太阳能集热器及其相关配套设施：

为保证建筑外型的美观、屋顶增设了构架、为保证不破坏景观，又能满足集热的要求，本项目采用三明市聚光太阳能有限公司研制的专利产品平板式太阳能聚光集热器。它是由多个反射槽并列，将翼型金属集热管固定在聚焦线上。具有升温快，温升高的特点，经检测日均光光热转换效率达64．2%，比普通集热器高出20%以上，在微弱的阳光下也能升温。该集热器为金属边框，金属集热管和高性能的拜耳阳光板，实现完全非玻璃结构。可承压、抗冰雹，面板可拆卸，安装、维护均很方便，而且可以根据建筑结构量体裁衣。太阳能集热器及其相关配套设施均采用满足建筑构件和相关产品的标准、设计标准和安装、施工规范要求。太阳能系统的配套管道、电线、支架及预埋件均参照建筑构件的标准。武夷花园屋面有上人通道，消防管道，必须留足消防通道和活动空间。集热器采用架空方式与屋面建筑构架结合在一起。这些在设计时已作了统筹安排，既不影响外观，也不影响上人屋面的通行与活动空间。

5、辅助加热系统：

考虑福建沿海雨季较长，为确保全天候供热必须设置完善的辅助加热系统。该工程分三级加热。每一个系统有两个水箱：第一个水箱采用温差控制的强制推水方式、首先吸收太阳能进入第一个水箱；第二个水箱的水全部来自第一个水箱。当温度达不到洗浴要求时启动空气源热泵进行加热。若还达不到要求时再启动电锅炉加热。(通常可利用夜间低谷电)

南平冬季气温常在5℃以上，只有为数不多的天数在0℃以下。空气源热泵春夏秋三季运行费用很低，约是用电热棒加热所用电量的1／3—l／4，冬季夜间运行有时要除霜，节能效果要打一些折扣。

由于采用热泵和电锅炉的保障，全天候24小时供热就成为现实。

6、冬季防冻：

为防止冬季集热器或管道被冻裂，通常采用管道排空的防冻方式。南平武夷花园每年霜冻时间极短，故采用低温循环保护方式（即管道温度低于2℃时即起动循环至5℃时停止）。

7、水温控制：

为保证各楼层用户一开龙头就有热水，采用定温与定时回水的方式将输送管道中低于40℃的水抽回到储热水箱中再进行加热，同时输水管里又充满了足够温度的热水。

8、施工配合：

屋面上所有的预留管道，穿越楼板与墙体的管道和预埋件都按建筑规范进行防腐防渗漏处理。并做好预埋工作需要双方配合之处及时通气做好衔接工作。

9、防雷措施：

储热水箱安置在事先设计允许承重的地方，水箱的上端及集热器的上端要低于建筑的避雷网，如果接近或超出建筑避雷网高度，则应采取有效的防雷措施在集热器与水箱周围增加避雷网并和建筑避雷网可靠相连。

10、安装方式：

平板式太阳能聚光集热器，在坡屋面上可作为嵌入式安装，取代部分的琉璃瓦，搭接之处要参照节点施工图进行可靠的防渗漏处理。本项目屋顶为上人平屋面、屋顶上有许多架构为保持屋面整齐美观，将集热器全部架在屋顶建筑架构上。

三、技术指标

1、集热器效率及热水供应

聚光集热器日均转化率64.2%，即每平方米每天得热量＞10．2兆焦／(17兆焦状态)。供水温度＞50℃。每平方米日供洗浴热水60—120升。

2、集热器设计使用寿命：

集热器设计使用寿命为15—30年以上。为防止金属集热器受腐蚀减短寿命，对金属流道进行金属渗透内层防腐处理，使铝合金流道使用寿命达30年以上。

3、维修与更新：

双层中空阳光板在最初十年内透光率降低应小于6％，如需更换阳光板可通过拆卸集热器上盖，进行更换。

四、经济、环境指标

1、经费投入：

南平武夷花园全天候太阳能供热系统造价107万元人民币，（包含辅助加热系统，但不包含屋面以下的管道及计量表）户均投资3600元，户均建筑面积130平方米，按每平方米建筑面积售价2400元，增加投资不超过1.5％。

2、集热器面积测算：

太阳能供热系统节能主要来自太阳能提供的热水量，集热器面积布置过量，将造成成本加大，且夏季热水浪费。从投资和节能两者综合考虑，设计户均布置集热面积≥2平方米。考虑与南向偏角和坡度等因素，户均折成有效面积为1.8平方米较为适宜，并以此进行测算。

全天候聚光式太阳能供热系统与电热水器运行费用的比较

项目

设备投资

（元/户）

户均日用50℃热水（升）

户均年用热水量

（吨）

每吨热水加热费用（元）

年加热运行费用

（元）

年节约运行费用

（元）

增加投资经济回收期（年）

电热水器

1800

200

64.79

21.96

1423

太阳能供热水

3600

200

64.79

5.16

334

1089

1.65年

3、效率与减排：

聚光式太阳能示范的能耗综合节能率≥65％，其中太阳能供热水系统节能率≥80％，三废减排指标均优于规定的减排指标。(即使用太阳能每平方米热水器集热器每年减少燃煤125公斤，每年减排粉尘25公斤，二氧化硫气体2．5公斤，二氧化碳气体90公斤)。

[打印] [收藏此文]