一、项目概况
（一）建筑设计
项目名称：山东德州皇明园林式住宅小区太阳能与建筑结合试点示范工程。
位置：位于山东省德州市开发区，京福高速公路以北，减河以西。
规模：该工程由10栋住宅组成，建筑结构形式主要为底层框架砖混结构，单体住宅层数为7层(带地下室)，其中地下一层为仓库和车房，另外六层为住宅。
2#楼为职工住宅楼，作为试点工程典型示范。该建筑建筑面积为4926．7m2， 建筑高度为21．2m。该建筑中采用专利产品一一建筑一体化集热器，作为建筑的一个构件达到与建筑完美结合。该住宅楼为12套跃层，12套普通间。供水方式采用单户供水形式。
设计目标：示范工程是按照节能65％的目标设计的，其含义是：（1）、按照国家建筑节能设计标准，建筑维护结构和采暖系统共同承担节能50％，即建筑能耗指标小于20．5W／m2；（2）、剩余的15％节能任务由太阳能供应热水与用电供应热水的能耗比较而得；（3）、如果太阳能又参与供热，其节能率应计入采暖系统节能率中。
（二）、太阳能热水系统
家庭太阳能热水中心，热水器数量：24套，建筑一体化集热器：36台，集热器面积：2．68m2、、、5．36m2，连接形式：单台、串联，供水形式：单户供水， 水箱容量：180-400L
二、工程目标
（一）、技术指标
1、绿色示范太阳能建筑，冬季室内主要依靠建筑自身采集的太阳能供暖，同时配以辅助能源。利用太阳能采暖的房间在最低温度达到14℃时的年采暖节能率可达65％以上。
2、将太阳热水器作为建筑的一个构件，建成太阳能集热屋面。该屋面同时具有屋顶和集热的相应功能。
（二）、经济指标
1、用地面积13公顷；
2、总建筑面积：3．6万平方米，住宅面积1．5万平方米；
3、试点示范工程建筑面积2．7251平方米，太阳集热器面积1216平方米；
4、试点示范工程投资规模2602万元，其中太阳能工程投资152．35万元。
（三）、环境指标
屋面提供的热水每年可以节约43吨标准煤、减排C0213．9吨、减排S021．2吨；太阳采暖建筑每年可以节约50．4吨标准煤 (如果进行经济寻优，每年约可以节约100吨以上标准煤) 、减排C0216．1吨、减排S021．5吨。在同等性能价格比的基础上，每年可节约电能70％。
三、示范工程节能效益分析
（一）、能耗分析
根据《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26-95，对示范工程进行热工计算。经计算，本建筑耗热量指标为16.9W/M2。满足《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》对德州地区建筑的规定。
（二）、经济技术分析
1、热水器保证率
太阳能年平均保证率达80%。
2、投资回收期
按价格18000元计算，投资回收期约8.5年。
3、社会效益
2#楼屋面集热器面积97m2，提供的热水每年可以节约12吨标准煤、减排CO28．7吨、减排SO20．2吨，减排灰尘2．4吨；太阳采暖建筑每年可以节约84．4吨标准煤(如果进行经济寻优，每年约可以节约100吨以上标准煤)、减排CO2 27．1吨、减排SO21．2吨。在同等性能价格比的基础上，每年可节约电能80％以上。
示范工程集热器总面积644m2(不计别墅)，提供的热水每年可以节约80吨标准煤、减排CO257．9吨、减排S02 1．6吨；太阳采暖建筑每年可以节约380吨标准煤(如果进行经济寻优，每年约可以节约400吨以上标准煤)。[NextPage
四、主要建筑节能技术措施
（一）、围护结构
1、外挂钢丝网架聚苯乙烯夹心板外保温复合墙体
该复合墙体是由钢丝网架聚苯乙烯夹心板为外保温，以砖砌体为基层墙体共同组成的节能复合墙体。具体构造是聚苯乙烯单面与钢丝网架构成钢丝网架苯板，外墙承重砌体内伸出连接件(预埋相应规格短钢筋或者打膨胀螺栓，各项间距500mm)穿透钢丝网架聚苯乙烯板后，通过固定件将其固定在墙上，并与网架苯板外表面进行砂浆抹面后形成。墙体传热系数为06。
2、屋面
屋顶为配合太阳能热水系统做阁楼层。考虑到坡屋顶阁楼层内有封闭的空气层能够对下层屋顶起到保温隔热作用，平屋面均采用20mm厚聚苯乙烯伴保温，具体做法结构层找平并抹上隔气胶后用20mm厚聚苯乙烯板保温，聚苯乙烯板上用炉混凝土找坡，防水层采用40mm厚细石混凝土（掺防水剂）刚性防水做法。
3、地面、阳台
采用地板辐射采暖，素土夯实，上铺100mm厚混土现浇板，找平，铺40mm厚聚苯乙烯板，二布三油防水层，采暖用各种盘管按要求布设完成后浇注40mm厚细石混凝土，之上做面层。阳台进行保温处理。
4、门窗
采用具有防盗保温隔声消音等性能的金属门板，内衬15mm玻璃棉或18mm厚岩棉板，窗体采用双玻塑钢窗，其他细部构造均采用保温处理做法。
（二）、供热系统
小区采用了电厂余热节能措施，锅炉运行效率及管网的输送效率满足规范的规定。
（三）、太阳能热水系统
家庭中央热水系统
家庭中央热水系统专用集热模块由：保温储水箱、智能化控制器、太阳能站、高温过热保护装置、压力平衡装置及配套附件等组成。
集热器、换热器和泵站中的1号泵构成温差循环管路。当集热器与水箱的温度差达到控制器设定值时1号泵启动抽动管路中的工作介质运动，工作介质通过换絷器将热量输入到水箱。当集热器与水箱的温度差为设定的温度时，1号泵停止；如此往复。
2号泵与水箱和用水端构成定温循环管路；当用水管路的温度降低到控制器设定的最低温度时，泵自动启动将管路中的冷水压入水箱，水箱中的热水与自来水再次混合出设定的热水。
2、系统性能指标
供热时间：全天。家庭中央热水系统热性能指标：优于相应国家指标。家庭中央热水系统设计压力：循环系统≥0．9MPa，供水系统≥1．5倍的工作压力。家庭中央热水系统循环功率不高于集热器功率的2％。抗雪和风载荷应满足由ENVl991-2-3和ENVl991-2-4决定的Sk和Vm 值，通过ENl297计算检验。集热模块热效率>45％，单元重量≤45公斤。储水箱总热耗UA≤1．5w／(m2·k)，发泡闭孔率≥94％。电加热功率1500W，输入交流220V电压。
3、产品特点
分体安装、承压运行，操作简单。
定时加热、分段加热、恒温出水功能，确保即开即用。
温差循环，集热效率高、运行费用低，永久防冻。
集成化、模块化、智能化。
集热单元与建筑完美结合，适合各种建筑风格。
预留辅助能源接口，可有机结合电能、生物质能等。
五、建筑一体化集热器系统的创新点
1、集热器成为建筑的一个构件，真正与建筑结合起来。实现了太阳能集热器屋面建材化、模块化、标准化、系列化。集热器与坡屋面固定，排水板与屋面瓦有相同的搭接模数，可紧密咬口搭接。排水板与排水板间有效搭接，可以横向、竖向连接，组成太阳能集热屋面，具有屋顶和集热的相应功能。
2、集热器的集热箱与防水底板相结合，周围采用排水板嵌入屋面瓦的下面，结构新颖，与屋面瓦有机搭接，进行有效地排水和防水。
3、建筑一体化集热器还可实现“事前安装”、“事后安装”、“同时安装”三种安装方式。并成功解决了屋面的太阳能热水供应和屋面功能一体化问题，解决了分体式集热器与楼顶屋面的连接问题，使产品安装、使用更简单、方便，外观更贴近人们的审美观，增强了产品的竞争力。
产品规格
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产品部件及规格 |
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外形尺寸(mm) |
备注 |
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集热模块 |
2．08 m2 |
1689X1940x120 |
依据需求组合 |
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2．68 m2 |
2586X1940x120 |
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保温储水箱 |
200升 |
500X1850 |
依据需求组合 |
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300升 |
600X1780 |
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太阳能站 |
450×265×150 |
依据需求串并联 |
六、工程安装样机阶段，对建筑一体化提出了以下施工要点：
管路连接完成后用水试压，确保无泄漏后再注入工作介质。
系统循环集热管路、系统安全保护管路均选用铜管材、管件，所选铜管材、管件应符合现行国家标准。
系统管路安装施工严格按照管路安装规范焊接、清洗、打压、绝热。
在家装给水铜管布置中，根据工程设计的标准将给水管按实际各配水点的高度最合理地敷设管道，以优化管道的长度和连接、尽量减少冷热水管道的交叉、避免检修的困难，并确定布置的管径的设计布置方式。
家庭中央热水系统管道敷设、安装除符合《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003、《建筑给水排水及采暖工程质量验收规范》GB50242-2002外还应满足以下要求：
支架间距，竖直管道间距不得大于1400mm，水平管道间距不得大于900mm。如果条件允许，管件可采用专用工具冷弯。管道施工宜先预制成若干段后再组装。管道在暗装、暗封敷设时，不宜有可拆接头。当热水铜管直线长度超过10m时，应采取补偿措施。立管和横支管优先采用管道折角的2形等方式。DNS40的铜管优先选择管道折角自然补偿措施。
建筑一体化集热器适用于不同形式、不同造型的斜屋顶，专为波形小于90 mm的波形屋面材料而设计，可安装在坡度为15°—60°之间的斜屋顶上。侧排水板、上下排水板与屋面瓦搭接要紧密。
排水板与屋面瓦合理搭接，不允许屋面出现积水、渗漏、排水不通畅现象。固定角安装在木框左右外侧，均匀分布。支瓦架固定条一端穿。入支瓦架长孔中，另一端固定在上排水板上。集热器、模块化热力系统可根据具体要求设置在阁楼或卫生间。集热器串联数量不大于5台。
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