1、太阳能地暖在绿色校园建筑中的应用及节能分析摘要：指出了建筑能耗占总能耗的比例越来越大，而太阳能等可再生能源的利用不仅可缓解能源的消耗速度，且清洁环保，太阳能地暖作为太阳能采暖系统最佳的方式，具有舒适、健康、不占用空间、节能、环保等优点。以徐州地区某高校学生宿舍楼为例，利用Dest能耗模拟软件分析了其冬季采暖能耗，在此基础上计算得出了太阳能地暖系统的热水量、集热面积、节能量以及经济性等。 关键词：太阳能地暖；绿色校园；节能中图分类号：G717文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）24-0121-031 引言随着建筑业的发展，建筑能耗占总能耗的比例越来越大，能源的消耗与能源的有限2、性之间的矛盾越来越突出。可再生能源的利用是解决这一矛盾的有效措施。太阳能指太阳的热辐射能，作为一种清洁的可再生能源，具有普遍性、方便性，被广泛应用于生产、生活中，如太阳能热水系统、太阳能光伏发电系统、太阳能采暖系统等1。低温热水地板辐射供暖，简称地暖，由于其热媒温度要求较低，一般不高于60，因此太阳能地暖是太阳能采暖系统最佳的方式，由太阳能集热器、水泵、地面盘管等组成。太阳能地暖除拥有地暖舒适、健康、不占用空间等优点外，更兼具太阳能利用中清?、节能、环保的优点。因此，在太阳能辐照条件允许的条件下，尽可能地采用太阳能作为热源，是一种非常节能环保地供暖方式。高校建筑，特别是最具高校代表性的学生宿舍3、楼，由于是广大学生生活起居的场所，人口密度相对较大，因此其用热量大，且用热较集中，利用太阳能作为主要热源，节能效果非常显著。本文以徐州地区某高校某学生宿舍楼为例，利用Dest能耗模拟软件分析了其冬季采暖能耗。在此基础上分析太阳能地暖系统的热水量、集热面积、节能量以及经济性等。2 建筑概况2.1 建筑简介以徐州市某高校学生宿舍楼为例，该建筑地上4层，层高3.6 m，建筑总高度14.4 m。建筑平面图如图1所示，其他概况参数如下：建筑朝向：南；建筑结构类型：砖混结构；体形系数：0.21；节能计算建筑面积：3849 m2，建筑体积：13856 m3。2.2 建筑构造与参数2.2.1 围护结构基本参数4、模拟参考建筑的围护结构参数详见表1。2.2.2 室内热环境计算参数依据公共建筑节能设计标准（GB50189-2015）的规定，宿舍楼室内热环境计算参数主要包含：2.2.3 模拟参数设置基于建筑实际状况及用能模式，采用清华大学研发的公共建筑热环境模拟工具包（简称DeST-C）能耗模拟软件对建筑节能改造前后的不同状况进行能耗模拟2。计算选择地点：徐州；气象参数选取：徐州市典型气象年数据是采用Medpha软件生成的全年逐时气象数据；空调、供暖房间室内温度设置：冬季18 、夏季为26 ；室内热扰：主要包含人员热扰、灯光热扰和设备热扰3个方面；供暖、空调时其换气次数按0.5次/h计算；采用间歇空调模式进5、行能耗模拟计算，按照实际用能模式，空调、供暖日运行时间与室内人员同步；设定供暖期为12月1日至次年2月28日，空调日期为6月15日至9月15日。寒暑假设定为：寒假1月15日至2月28日；暑假7月1日至8月31日。3 DEST采暖负荷模拟3.1 DeST建筑模型根据前述建筑信息及参数，对所选典型建筑利用DeST进行建模，模型如图2和图3。3.2 模拟结果及分析通过DeST能耗模拟软件进行模拟，得到宿舍楼冬季采暖热负荷为253 kW，采暖热指标为：65.7 W/m2。年累计热负荷为23810 kW?h。按照地暖设计供回水温度为50/40 ，则可得本采暖系统的年热水用量为：2047 t。日均用热水量6、为：45 t。4 太阳能地暖4.1 太阳能地暖方案本工程屋面为不上人平屋面，有利于太阳能集热器的布置。将太阳能集热器布置于屋面，鉴于供热稳定性的考虑，采用双水箱系统。太阳能生产的热水先至太阳能贮热水箱，再至采暖供热水箱。在采暖供热水箱设置电辅助加热，以满足太阳能热水水温不满足要求时加热热水的需求。地暖供回水温度设计为50/40，供水管道由采暖供热水箱接至室内地暖系统，回水经采暖循环泵回至热水储水箱3。系统示意图详见图4。4.2 集热面积计算本文采用直接系统。集热器总面积计算如下4：计算结果详见表2。5 节能及经济性分析该宿舍楼地暖系统以太阳能热水系统作为其主要热水供应方式，辅助加热为电加热，电7、费为0.5483元/kW?h。考虑管路和水箱的热损失率为20%，电的热效率按95%计算。经计算可得，太阳能地暖系统年节能量为393799MJ，年节电量为115146 kW?h，折合年节省电费6.31万元。详见表3。6 结语可再生能源的利用可以缓解能源与需求之间日益增长的矛盾。太阳能地暖除拥有地暖舒适、健康、不占用空间等优点外，更兼具太阳能利用中清洁、节能、环保的优点，是一种非常节能环保的供暖方式。从文中分析可得，作为高校建筑中最具代表性的学生宿舍楼，利用太阳能作为主要热源，节能效果非常显著。因此，在太阳能辐照条件允许的条件下，应尽可能地采用太阳能作为热源。参考文献：1宋 健，绿色建筑可再生能源利用量化评价模型与实例应用研究D.天津：天津大学，2013.2张丽娟、田国华，寒冷地区既有居住建筑围护结构热工性能改造对建筑能耗的影响J.江苏建筑，2016（4）：113116.3王贤君，太阳能热水系统在建筑全寿命期的综合效益评价研究D.西安：西安建筑科技大学，2013.4张丽娜， 张义智，等.太阳能热水系统的节能效益分析J.能源技术，2007（4）：232236.