浅谈再生能源---太阳能应用

浅谈再生能源 --- 太阳能应用

中国签署了《巴黎协定》，向全世界宣示了2030年前实现碳达峰，2060年前力

争实现碳中和的国家的目标。

这不仅是我国积极应对气候变化、国际形式变化的国策，也是基于科学论证

合理利用资源的国家战略，也是落实碳达峰、碳中和决策部署，提高能源资源利

用效率，推动可再生能源利用，降低建筑碳排放，营造良好的建筑室内环境，满

足经济社会高质量发展的需要。

节约能源、保护生态环境、应对气候变化，合理利用再生能源是重要手段。

在国家现行各类规范中一再强调“新建、扩建和改建建筑以及既有建筑节能改造

工程的建筑节能与可再生能源建筑应用系统”。

在各类可再生能源中“太阳能”在全国各地（除极个别低区）的民用及工业

项目中都有较普遍的利用。

太阳能应用形式可分为：1）光热应用，2）光电应用。

1.

光热应用--分为低温应用、中温应用、高温应用，在低温应用中适用于民用、

商业用、工业用。

低温应用：民用、商业热水、采暖、工业预热等，温度区间为100℃以内。

中温应用：太阳能制冷空调、太阳能工业锅炉、海水淡化等，温度区间为

100℃—250℃。

高温应用：太阳能热发电应用，温度区间为400℃以上。

1.

光电应用--分为居民应用、商业应用。可用于制备生活热水、太阳能采暖、

太阳能制冷、太阳能干燥、太阳能热发电、太阳能海水淡化。

太阳能应用中的光热应用在民用建筑中最为广泛，其应用的重要用途就是制

备生活热水，可用于学校、住宅、写字楼、企事业单位、工厂等需要热水的场所。

单多层建筑多采用分散式系统。

高层建筑中则采用以下几种制备方式：

1）阳台壁挂式太阳能热水系统

2）集中集热分户计量太阳能热水系统

3）集中集热分户储热太阳能热水系统

高层建筑热水系统解决方案选择方法:

用室屋有物环

系统解决方户独能单户参

效光照业管境温水单内空间面占

案立状源承担考费用

时间理度位数占用用

况

用

阳台壁挂式4h便2用占不★★★

捷太阳能热水系统以上~4人户用占用☆☆

40℃全独

–完

立以上

集中集热分–

户计量太阳能热40℃

水系统以上

4h较不不物不占★★☆

以上复杂限业占用用独立☆☆

集中集热分–部用

户储热太阳能热40℃分独户>>物

水系统立业以上

4h便2占占★★★

以上捷-6人用用★☆

太阳能热水形式的确定除考虑系统本身使用条件外还应考虑以下几点要求：

用户的需求，甲方的要求，建筑设计的条件，物业管理的需要等多方因素。

这些需求中甲方意见及工程具体适用条件是决定性的。甲方会首先考虑资金问题、

建筑立面要求，后期使用的便捷程度等选定太阳能制备热水的形式。

在民用建筑生活热水制备方式及系统设计时应综合考虑各方面因素，结合当

地主管部门的要求，依据法规、地方标准选用、设计。

高层建筑中适用几种制备方式（也适用于多层、小高层等）各有利弊。各形

式具有以下优缺点：

1.

分户集热、分户储热系统（阳台壁挂式）太阳能热水系统：

1、安装管路短，节水效果好；

2、产权独立，物业无管理、收费等难题；

3、系统独立，互不影响；

4、安装不受楼层高低的影响

此种形式最为常见，也最为开发商所接受，该形式具有投资较少，便于日后

维护管理，属于一次性投资，不涉及日后物业管理问题。

其缺点在于：

1，对于住宅小区容积率较高的，楼层位于下部，受日照时间限制会影响其

在除夏天外其他三季的使用效果；

2，会影响建筑外立面，一些追求大飘窗，大观景阳台效果的户型会受到一

些影响，（此种原因可采用集热板与窗玻璃一体的太阳能系统解决。）需优化建

筑设计，以保证太阳能与建筑的协调；

3，对施工阶段预留安装条件应该重视，避免安装不稳固，后期使用时零件

脱落，造成高空坠物；

4，塔楼无满足采光日照时间条件的户型不能采用此种形式；或者户型较大，

设置壁挂的太阳能的位置距离使用太阳能制备的热水的用水点距离较长，会导致

冷热水压力不平衡，供热效果不佳。（解决此问题可采取选用带内置循环设备，

当然造价、及能耗会有些增加。）；

5，太阳能、热水资源无法共享，综合利用率低；

6，分布点多，维修频率高；

7、承压水箱系统，压力的波动造成疲劳，影响水箱使用寿命；

2）集中集热、分户储热式太阳能热水系统：

1、太阳能集热器、储热水箱安装在楼顶层，不影响建筑外观，屋顶设置热

水机房，设置储热水箱；

2、集热器、储热水箱及循环设备统一安装，集热循环管路少，水箱容积小，

占用屋顶公共空间面积较小；

3、热水系统供应为分户式，储水、辅助加热均在户内，减少了辅助系统、

供水系统的运行费用及热损失；

4、热水系统分户供应，无热水计费、辅助电费计量收取问题；

5、系统水泵运行时间短（日照条件充足运行，夜间不运行），总体运行成

本较低，仅涉及维护管理费用和循环水电费的收取，此电费比较少，用户比较能

接受；

其缺点在于：

1、太阳能系统热量分配不均，上行下给制的上部，热计量较难，造成集热

系统运行费用无法计量、分配；

2、屋顶太阳能热水系统的设备产权归属不完全明确，在管理、维护等问题

方面易造成物业与业主之间发生纠纷；

3、间接式系统，供热水箱设置在户内，属于间接换热，效率较低，初期建

设规模增大；

5、占用公共空间及住户室内有效空间，公共管井需考虑设置热水管道的位

置，相应公摊面积会有所增加，

3）集中集热集中储热太阳能热水系统

1、太阳能集热器、储热水箱、供热水箱安装在楼顶层，不影响建筑外观；

2、集热器、储热水箱、供热水箱、热水第一第二循环设备统一安装，集热

循环管路少，水箱容积较分户储热式大，屋顶设备用房较集中集热、分户储热式

太阳能热水系统占用面积大，交通核部位占用公共空间面积与集中集热、分户储

热式太阳能热水系统相差不大；

3、热水系统供应为热水直接供至用户，形式可以采用定时供应或全日制供

应，用水稳定，随需随供，便捷；

这种形式的热水供应系统比较适用于高档住宅小区或专家公寓类的项目，此

系统存在以下问题

1:需分户单独安装热水表进行热计量，收费、管理较为麻烦,如果是专家公

寓或者类似建筑不涉及收费的比较适合；

2、集中水箱需要占用屋顶公共空间作为设备间，占用面积较大，现在的建

筑屋顶设备较多，防排烟风机、烟道、再加上集热板等设备，屋顶可使用面积有

限，增加设备用房有肯能会影响建筑的计算高度（消防高度），（此类系统可以

考虑将设备用房设置在地下室解决屋顶用房超面积的问题，）需在设计初期考虑

承重等问题；

3、安装面积受周边建筑物高度影响，同时本系统增加的设备用房也会影响

周边建筑的日照，在设计时应提起注意。

以上是可再生能源--太阳能在民用建筑生活热水制备这一用途的比较总结，

怎样合理、高效、与建筑使用需求高度吻合地使用太阳能是目前需要不断补充加

强的。

在《建筑节能与可再生能源利用通用规范》中要求新建建筑应安装太阳能系

统。要求太阳能应做到全年综合合理利用，根据使用地的气候特征、实际需求和

适用条件，为建筑供电、供生活热水、供暖或（及）供冷。

所以在设计时，应当依据实际情况拓展太阳能的使用方式，可以不仅仅局限

于制备生活热水，可以多种形式同时使用，也可只利用其中一种形式。

节约能源，合理利用能源不是离你我很远的高大上的理论，而是每一个设计

师应当担负的责任，作为工程技术人员有责任将利用再生能源实际有效地应用到

工程中，而不是走走形式，应付政策，愿我们设计师用自已的双手为节能减排做

出应尽的责任。

参考资料

《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021