一、概述
本工程为山东华元建设集团办公小区综合工程，位于山东省诸城市东郊街以东、密州路以南、华元办公区内。该工程总建筑面积为
本综合工程采用了山东华元建设集团有限公司研制开发的“工厂化施工节能建筑新技术”及其配套产品。工程从建筑围护结构、冬季采暖、夏季降温与生活热水四个方面进行构思、方案论证、设计计算，最后形成一套完整的施工图图纸交付施工。
二、设计原则
依据太阳能集热技术与节能建筑一体化的示范工程技术经济要求：工程综合节能率不小于65％，太阳能对能源的贡献率不小于40%。耗煤指标不大于35%。
三、太阳能工程系统使用要求
1、能满足日常供应热水的要求。
2、系统自动控制，安全可靠。
3、冬季采暖期进行供暖和生活热水供应，辅助能源采用热电厂的蒸汽。采暖方式为低温地板辐射采暖，温度在冬季不低于
井水利用该系统进行室内降温，室温不高于
四、系统设计
1、主要设备选型
（1）、联集管集热器：选用NJW-24LX系列连集管集热器，结合相关的管道、配件、辅助能源及控制系统，组成太阳能中央热水系统，提供满足使用要求的热水。其技术参数如下：
表18
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型号 |
采光面积(m2) |
管长(mm) |
直径(mm) |
管数 |
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HJW-24LX21 |
4.3 |
2100 |
58 |
24 |
集热器具有以下特点：
A、内胆采用进口5US
B、内胆与水嘴间采用端面、颈向双重橡胶密封，避免了该部位产生漏水的可能。
C、真空管不伸入内胆，使真空管受光长度增大，因而增加了采光面积。
D、它的内腔较小，能够使水温快速升高。
E、保温层采用聚氨脂高压整体发泡而成。
F、外壳采用6063T5铝型材，表面喷塑，外形美观，防腐耐用。
G、尾座采用分体式尼龙尾座，与真空管一一对应，拆卸方便。
H、联集管两端采用外扣型端盖扣装，使端面更完整美观。
联集管集热器布置方式：
本系统在斜坡屋面的南面满铺联集管集热器，连接方式总体上分为并联连接的循环单元，每一排上的联集管串联连接。冷水从中间分向两边，进入集热器，热水从中间汇入水箱。
（2）、水箱
该循环系统选用
（3）水泵
选用集热循环水泵4台、采暖循环水泵1台、热水循环水泵1台。
（4）、控制系统
选用中央太阳能热水系统控制柜一套，在本系统中主要应用其动温差循环、定温放水、水箱温度设置、水位设置、防冻循环等功能。
2、系统运行原理及说明
综合考虑系统的使用要求，该系统运行原理如下：
集热系统原理
动温差循环：
当集热器内水的温度(T2)高于保温水箱内的温度(T1)
恒温控制：冬季采暖期内，当水箱内的温度低于某限值T3时，蒸汽管上的电磁阀自动打开，对水箱内的水进行加热；当水温达到某限值T4时，电磁阀关闭。
自动补水：当大箱内热水因使用而减少时，小箱内的水会通过自动装置通过溢流口自动给大箱补水，保持水箱内水位的恒定。当恒温水箱的水位达到限制水位线时停止补水。
防冻循环：当集热系统内的水温低于
（2）、采暖系统原理
采暖系统热源为大水箱中热水，经循环泵抽取至采暖设施后再循环进入小水箱，并将小箱中上部热水顶入大箱内，每幢楼入口供水管上设电动三通阀，回水干管上设温度探头，根据每座楼的采暖负荷变化自动调节，以保证系统在水温规定范围内运行，为防止系统内水回流，当循环泵停止工作时自动控制电磁阀关闭。
辅助热源采用蒸汽，大箱底部设无声加热器。当水箱中的水温低于规定的某限值（
根据建筑的结构特点，该采暖系统使用分户单独控制，使用分户计量。用户可根据自己的生活习惯调节自己家庭的温度。
采暖水循环所需要的动力来自于变频水泵，变频水泵根据采暖系统中的压力大小随时调整自己的频率以及启停。
（3）、生活热水系统热水取自大箱，经热水泵及压力罐组成的给水机组供给用户。压力罐自动控制启停，控制柜根据设于循环管道上的温度探头控制热水。
生活热水损失后，小水箱下部设有补水管道，当大箱水位达到低水位H1时，系统自动启动电磁阀和潜水泵向小水箱补水，至水位达到H2时停止补水。
（4）、夏季降温系统原理
夏季，集热器所采集的热水仅供生活热水。原供暖系统切换为夏季降温系统。将原供暖供回水管切换至地下水供回水管，系统循环地下冷水进行夏季降温。
五、节能设计
为实现节能目标，本示范工程从建筑围护结构、太阳能集中供暖、夏季降温和生活热水四方面进行节能设计（因目前太阳能标准尚未颁布，本工程节能设计暂按前述要求综合考率）：
1、围护结构节能
本示范工程建筑节能维护结构为：（以《山东省居住建筑节能设计标准（节能65％）报批稿》为依据）
（1）、屋面采用80厚现浇混凝土板，40厚聚氨脂现场硬质发泡，传热系数为0.487w/m2.k，小于本地区屋面传热系数极限值0.5 w/m2.k。
（2）、外墙采用“混凝土轻质保温防水墙板”，墙板外侧为50厚聚苯乙烯泡沫板，传热系数为0.56 w/m2.k，小于本地区外墙传热系数极限值0.6 w/m2.k。
（3）、楼梯间隔墙中间采用240厚陶粒混凝土空心砌块，两边为10
厚水泥砂浆找平层，传热系数为0.83 w/m2.k，小于本地区楼梯间传热系数极限值1.7 w/m2.k。
（4）、入户门采用保温防盗门，传热系数为2.0 w/m2.k。
（5）、阳台门下部采用保温复合夹芯门，传热系数为1.68 w/m2.k。
（6）、窗户为中空玻璃塑钢窗，传热系数为2.7 w/m2.k。
（7）、本工程附房顶棚采用110厚混凝土叠合板，板上
聚氨脂发泡，传热系数为0.54 w/m2.k，小于本地区传热系数极限值0.6 w/m2.k。
本工程建筑物的耗热量指标为 qH=11.01w/m2<14.27w/m2（节能65％的极限值）
耗煤量指标为qe=
本工程采用维护结构后，维护结构节能率已超过65％。
2、太阳能集中供热系统节能
（1）、太阳能热水系统
依据太阳能集热技术与建筑技术一体化结合的试点示范工程技术指标要求，生活热水量为
（2）、太阳能集中供暖系统
户内采用地板辐射采暖，分户计量，分室控制，系统所需水温为
－
六、节能设计效果评估
1、降低能耗
本设计按照《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》中，建筑物热工计算方法，确定本建筑物在太阳能集中供热的情况下，建筑物耗热量指标和耗煤量指标来衡量本设计的节能效果：
（1）、耗热量降低
建筑围护结构耗热量指标是衡量建筑物节能效果的两大指标之一。本工程建筑物耗热量指标经计算qH＝11.01ｗ/ｍ2，低于本地区耗热量指标14.27ｗ/ｍ2（节能65％极限值）。
（2）、耗煤量降低
建筑采暖耗煤量指标是衡量建筑物节能效果的另一大指标。本示范工程由于采用太阳能集热器集中供热，极大地节省了煤耗，潍坊地区每个采暖季雪天大约为15天，每天利用太阳能采暖8小时，无日照时间约为5小时，则本工程耗煤量指标经计算为
2、节省设备投资
因本示范工程为节能住宅，围护结构节能效果明显，同时又采用了太阳能集热器集中供热系统。大大节省了设备投资，该太阳能供暖系统需设备费19.5万元，而根据当地物价水平集中供暖需42.6万元，节省设备投资23.1万元。
3、节省设备日常运行费用
（1）、太阳能集中供暖系统
系统采用太阳能集热系统供暖，蒸汽辅助、分户计量。太阳能集热系统是主要的热媒，承担55％的热量，蒸汽承担45％的热量。按本地区蒸汽价格经过估算本工程利用蒸汽采暖费用约为8元/ m2左右，而本地区集中供暖每平方米收费20元。
（2）、太阳能热水系统
根据国家相关标准规定，每人每天生活热水为
4、环境指标
太阳能集热器每平方米得热量为2544.48MJ,锅炉热效率按60%,煤燃烧值32MJ/kg计算,每平方米太阳能集热器得热量相当于燃煤2544.48/(32×60%)=
依次推算,每平方米集热器每年减少粉尘为