太阳能采暖与节能建筑一体化技术分析

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　　关键词：节能；智能；集成；太阳能采暖；节能建筑；一体化技术
　　引言
　　太阳能利用与建筑节能是贯彻国家可持续发展战略、建设节约型社会的重要组成部分，是建筑业发展的潮流和大势所趋。
　　好风凭借力，山东华元建设集团借鉴国内外先进经验，成功开发出的一套全新节能技术体系——“太阳能智能化采暖与建筑节能一体化”技术系统，将墙材革新与建筑节能、太阳能集热技术、楼宇自动控制有机地结合在一起，在日新月异的建筑节能领域又添一景。
　　太阳能采暖与节能建筑一体化技术是将太阳能智能化采暖和供热与节能建筑有机结合，并实现智能控制的新型建筑理念，可以使建筑物“主动节能”。其有别于一般建筑的“被动节能”，而是将建筑物内所有构成部分集成一个整体系统，通过多种优化控制达到节能目的，从而实现“主动节能”，完全达到国家建筑节能65%的要求。
　　这种技术系统，建筑主体结构采用双轻（轻板轻框）体系，以框架柱、预制梁、预制轻质墙板为构件，以工厂预制、现场装配、接点等效现浇方式进行组合，融合了水泥轻质保温墙板、粉煤灰高强石膏板、太阳能采暖热水系统等专利技术和产品。
　　目前，该技术现已出版发行了山东标准图集及相应验收规范，通过了山东省科技成果鉴定。鉴定认为，这套系统符合技术政策及墙材革新与建筑节能的要求，开发应用该技术具有明显的经济效益和社会效益，并能推动建筑业科技进步，具有墙改示范作用，在山东省系首家实现建筑用柱、梁、板、墙构件由工厂生产，现场装配基本无湿作业完成整幢房屋的建筑新技术。该技术及主要配套产品经鉴定达到国内领先水平，被建设部列入国家科技攻关计划项目、科技成果推广转化指南项目，被科技部列入国家级重点火炬计划项目、国家科技成果重点推广计划项目，被山东省政府授予科技进步二等奖。
　　一、设计原理
　　太阳能采暖与节能建筑一体化技术的节能分为建筑物节能和太阳能利用节能两部分，其中建筑物承担节能50%左右，太阳能采暖热水系统承担节能15%以上，建筑物在按照主材选用的节能材料，结合相应先进的施工技术、施工规范组装完成。
　　太阳能利用节能部分由太阳能集热系统的热水分配系统组成。集热系统的主要部件有太阳能集热器、辅助热源、热交换装置、储热水箱、循环管路等；热水分配系统由控制装置、低温地热辐射采暖子系统、生活热水子系统、循环管路、温控装置、热计量表组成。储热水箱是集热系统和热水系统的共同部件和连接点。太阳能采暖热水系统开启后，在智能温度控制器的控制下，自动循环进行系统内温差循环和室内温差循环，当温度达到设定温度后停止。遇严寒期、雨雪阴天，系统温度低于设定温度时，系统连接的辅助热源自动开启，对系统加热至设定温度后自动停止。
　　二、主材选用
　　新型墙体材料和建筑节能方面：系统围护结构采用集团专利——水泥轻质保温防水墙板，将混凝土墙板与保温材料进行复合，工厂内预制生产，具有质轻、壁薄、保温、隔音等性能。内墙采用集团专利——粉煤灰高强石膏内墙板或轻质保温砌块，使用工业废渣，实现工厂标准化生产，具有质轻、施工便捷等优点。内外墙板采用柔性连接技术和墙板防裂技术，防裂、防渗、抗震等优势显著。屋面采用集团专利——聚苯保温块，结合倒置式楼面防水技术，屋面耐久，保温隔热，维修方便，既达到楼面倒置的要求，又消除了楼面渗漏等通病。外窗采用中空玻璃塑钢窗，入户门采用保温防盗门，提高了门窗的保温隔热隔音性能。
　　新能源利用方面：采用集团专利——太阳能采暖热水系统，低温地热辐射人性化采暖。由太阳能采暖热水系统全天候供应热源，全智能化控制，全年供应热水，美观实用，环保节能，利于产业化生产，实现了太阳能采暖、热水与建筑一体化有机结合。安装分户计量及室温调控功能装置，用户根据气候条件变化、经济条件和生活舒适程度需要调节室内温度。同时，也能按照生活行为的变化达到行为节能的要求和目的，为实现公共和居住建筑供热采暖系统的节能，提供了有利可靠的保障。
　　建筑结构方面：主体采用轻型钢筋混凝土预制框架，柱、梁工厂预制，现场装配施工。梁柱连接采用集团专利——工厂化施工钢筋混凝土建筑结构框架的梁柱连接器，施工方法简便快捷，减少现场湿作业环境。楼面板采用集团专利——大型预应力叠合楼板，施工简便。
　　另外，系统还加设了集团专利产品——新型楼房节水装置。安装使用方便，经济实惠，经久耐用，不影响装修，年均节水30%。
　　三、技术优势
　　通过对示范工程的试验研究和对实测数据的分析，应用太阳能采暖与节能建筑一体化技术的建筑较传统建筑优势明显：
　　（一）节能省地，符合国家可持续发展战略和建设节约型社会要求，经济效益、社会效益显著。
　　（二）利用粉煤灰、煤矸石等废渣，推进工业废物综合利用，保护资源和环境，改善建筑功能。
　　（三）开发利用可再生能源，实现太阳能综合利用，调整了能源结构，降低了能源消耗。
　　（四）淘汰实心粘土砖，实现墙体材料革新，建筑工业化生产，顺应建筑工业化和住宅产业化政策要求。
　　（五）相同建筑面积的建筑其使用面积可增加15%以上，建筑物自重减轻30%以上，建设周期缩短40%左右，节约投资成本5%以上。
　　（六）建筑综合节能效果经山东省建筑科学技术研究院对建筑物实测，符合《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）对围护结构传热系数限制的要求，综合节能达65%。
　　（七）安全、防震、减震等各项性能，经中国建筑科学技术研究院检测均符合设计要求；耐火、防火等性能，经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检测均符合消防要求。
　　（八）减少了质量通病，施工简便，施工占地面积小，现场湿作业面少，有利于安全文明施工现场的创建和管理。
　　（九）房屋内部大空间组合自由，智能化控制，室内冬暖夏凉，湿度适中，隔音性能好，提高了居住舒适度。
　　四、推广应用
　　为了进一步完善和提高太阳能采暖与节能建筑一体化技术，山东华元建设集团积极与建设部科技发展促进中心、建筑节能中心、中国建筑科学技术研究院、清华大学、北京市太阳能研究所、山东理工大学、山东省建筑科学技术研究院、潍坊工商职业学院等单位开展技术交流，邀请有关专家深入研究、论证，为新技术的研究开发和推广应用工作打下了坚实的基础。
　　山东华元建设集团积极推进太阳能采暖与节能建筑一体化技术的推广应用步伐。截至目前，已建成节能建筑100余万平方米，其中诸城市银都小区通过了建设部建筑节能示范小区（第一批）验收；华元小区1#楼通过了建设部建筑一体化结合的太阳能集热技术示范工程评审验收；明诚园小区、临河沂河花园小区、潍坊龙泉太阳城小区等项目通过了山东省墙改节能示范工程评审验收。
　　同时，山东华元建设集团还组织专业人员面向全国太阳能采暖与节能建筑一体化技术及其配套产品。以技术参股、专利实施许可、招商引资等方式分别在潍坊、临河、东营、威海、北京、新疆、内蒙古、黑龙江等地推广，均取得了良好的经济效益和社会效益。
　　五、工程实例
　　以建设部太阳能采暖与节能建筑一体化示范工程——诸城华元小区1#、2#住宅楼为例，工程建筑面积共计7660平方米，主体5层带阁楼，采用太阳能采暖与节能建筑一体化技术。据对用户抽样调查，得出该工程具有以下特点：
　　（一）室内冬暖夏凉。冬季使用太阳能智能化#p#副标题#e#低温地板采暖，无需采用辅助热源室内温度即可达到18℃，采暖费用比传统砖混结构建筑降低60%左右，节能效果十分明显；夏季使用太阳能智能化冷风系统，不采用空调制冷时，室内平均温度不超过28.3℃，进一步改善人居环境。
　　（二）全年全天候供应热水，保证家庭的正常使用，节能效果明显，使用安全。
　　（三）室内自动温度控制，基本不用加装空调即可达到舒适度要求。
　　（四）室内干湿度明显改善，舒适性大大提高。
　　（五）由于使用集团专利项目三板轻框结构体系，室内使用面积增大5%左右，为个性化空间布置提供了有利条件。
　　（六）使用集团专利节水装置，比普通建筑物节水50%左右，并且安全可靠。
　　（七）社会综合效益明显。达到节能、省地、节材的目的，并有效的促进了环境保护，符合国家强调的可持续发展、创建节约型社会的战略目标。
　　六、结束语
　　在我国太阳能技术、建筑节能技术已基本成熟的条件下，太阳能与建筑有机结合是我国太阳能利用行业发展的必然趋势。我国政府对CO2减排国际义务的承诺和科学发展观的落实，以及不断加强的建筑节能全民意识和日益成熟的房地产市场环境，促进了建筑节能完整利益链与市场化运行机制的形成，为建筑利用太阳能提供了良好机遇。可以肯定，未来的建筑市场将是节能减排的市场，太阳能采暖与节能建筑一体化技术将迎来快速发展的春天。