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寧夏太陽能輻射量4947～6102MJ/M2a，全年日照時間2850～3200h，太陽能可利用時間較長。綠色恒溫建筑（太陽能民居）是依據(jù)西北地區(qū)區(qū)域特點、民族特色、氣候條件、資源優(yōu)勢，設(shè)計建造的新型農(nóng)村綠色節(jié)能建筑。下面就綠色恒溫建筑技術(shù)的創(chuàng)新情況做一下介紹：

一 圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計

墻體結(jié)構(gòu)：外墻采用水泥鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯加芯板（板厚170mm，保溫層100mm），內(nèi)墻采用水泥鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯加芯板（板厚140mm，保溫層70mm），

門窗工程：建筑外墻窗均采用塑鋼框料，中空玻璃（5透明玻璃+9A+5透明玻璃）外窗傳熱系數(shù)K≤2.9W/m2k，東南西向遮陽系數(shù)Sc≤0.60，玻璃可見光透射比≥0.4。

屋面結(jié)構(gòu)：建筑屋脊南坡鑲嵌22塊平板太陽能集熱板，有效集熱面積為42.9m2，替代保溫材料；屋脊北坡采用水泥鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯加芯板（板厚140mm，保溫層70mm）。如圖1所示。

圖1太陽能與建筑相結(jié)合設(shè)計

二 太陽能與建筑相結(jié)合設(shè)計

屋脊南坡鑲嵌22塊平板太陽能集熱器，代替屋面結(jié)構(gòu)，有效采暖集熱面積為40.95m2，生活熱水有效集熱面積為1.95m2。太陽能集熱面積與建筑面積比值達(dá)1:3，將建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽能集熱器作為建筑構(gòu)件，相互間有機(jī)結(jié)合，既消除了太陽能設(shè)備對建筑外觀形象的影響，又避免了重復(fù)投資。

1.太陽能采暖系統(tǒng)智能化控制

該采暖系統(tǒng)運行通過智能控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，在平板太陽能集熱器和地下盤管中分別設(shè)置溫感探測儀，并與智能控制系統(tǒng)的中央處理器相連，當(dāng)平板太陽能集熱器溫度高于地下盤管中水溫時，溫感探測儀將信號發(fā)給中央處理器，中央控制器即刻發(fā)出指令，系統(tǒng)強(qiáng)制循環(huán)泵開始運轉(zhuǎn)，循環(huán)系統(tǒng)啟動，平板太陽能集熱器開始對循環(huán)系統(tǒng)的熱傳媒介質(zhì)“水”進(jìn)行加熱，水向地下儲能倉蓄能，在夜晚及惡劣天氣下，平板太陽能集熱器溫度低于地下盤管中水溫度時，中央處理器發(fā)出指令，強(qiáng)制循環(huán)泵停止運行，此時，太陽能集熱器里的水回流到室內(nèi)回流水箱中，既能防止熱量通過太陽能集熱器散失，同時還達(dá)到防凍作用。太陽能提供熱量少于采暖總耗能的部分能量由綠色恒熱站進(jìn)行補(bǔ)充。

2.被動式附加陽光間

被動式附加陽光間設(shè)置在建筑南側(cè)陽面，中間用水泥鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯加芯板（板厚170mm，保溫層100mm）將主體建筑與陽光間隔開。陽光間下部做50cm高的加氣塊墻體，上部采用中空玻璃，用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠進(jìn)行密封。

陽光間白天盡可能多的吸收并保存太陽能，供給房間熱能，加熱室內(nèi)空氣，同時又可作為緩沖區(qū)，減少房間的熱損失，使建筑物與陽光間相鄰部分保持適宜溫度。

3.太陽能地下儲能倉

地面下為300mm厚的卵石儲熱層，卵石和地面的接觸面處采用100mm厚的擠塑板隔熱，形成地下“儲能倉”結(jié)構(gòu)，最大限度減少熱量散失，在卵石層中間為地下盤管蓄熱層，儲水量達(dá)1.2t；卵石與地面瓷磚的連接用發(fā)泡混凝土阻熱，延長散熱時間，冬季白天蓄熱(夏季蓄冷），晚上放熱（夏季制冷），實現(xiàn)持續(xù)供暖（制冷）目的，為保證室內(nèi)舒適度，采用綠色恒熱站三聯(lián)模式進(jìn)行采暖、供熱、制冷輔助。如下圖所示。

 

三 綠色恒溫建筑節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益

1.太陽能供熱量

寧夏冬季太陽平均輻照量為10.5MJ/（m2d），該建筑平板太陽能集熱器的有效集熱面積為42.9m2，太陽集熱系統(tǒng)年平均集熱效率取55％，管路和水箱熱損失率取20%。該建筑太陽能集熱器的冬季日集熱量為：

10.5×42.9×55%×（1－20%）=198.2MJ

陽光間有效集熱面積43m2，年平均集熱效率取50%，陽光間玻璃反射導(dǎo)熱損失率取65%。

陽光間集熱量為：43×10.5×50%×（1－65%）=79MJ

2.采暖太陽能保證率

寧夏一個采暖季共有150個采暖日，太陽能民居的采暖由太陽能部分提供的熱量為227.2MJ，則該建筑在一個采暖季的總集熱量為277.2×150=41580MJ。由此可以計算出該建筑利用太陽能采暖的太陽能保證率為91.5%。

根據(jù)《綜合能耗計算通則》（GB/T2589-2008），熱力的折標(biāo)煤系數(shù)取

該建筑綜合造價：1818.9/m2；年節(jié)約費用3623元；節(jié)能率≥70%；符合我國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于節(jié)能減排的政策要求，可大力推廣。

3.全年耗能費用

根據(jù)建筑節(jié)能率80.25%，太陽能保證率91.5%，全年保持恒溫22℃～26℃，（采暖150天，制冷60天）恒熱站耗電量2921KWh，電價0.47元/KWh，耗能費用為2921×0.47=1372.9元。

4.全年光伏收益率

光伏發(fā)電量4800KWh，家用電器耗電量為1200KWh，恒熱站耗電量2921KWh，余電為4800－1200－2921＝679KWh。

光伏補(bǔ)貼按1.207元計算，補(bǔ)貼費用總計679×1.207=819.6元。

四 結(jié)語

綠色恒溫建筑的目標(biāo)旨在提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能,實現(xiàn)太陽能光熱利用設(shè)備與建筑相結(jié)合；實現(xiàn)采暖、制冷、熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱源多元化、控制智能化；實現(xiàn)綠色恒溫建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、部品生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場施工裝配化、土建裝修一體化和管理信息化。

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