年“迈能杯”国际太阳能建筑创新应用大赛案例紧张征集评审中。为满足众看客对“迈能杯”的期待与支持，本月我们将推出“迈能杯案例”专栏，每期推出一个优秀案例。
海林办公大楼太阳能热水工程案例
北京海林节能设备股份有限公司
1项目概况
项目名称：海林办公大楼太阳能热水工程
项目开发单位：北京海林节能设备股份有限公司
项目设计单位：北京希埃希建筑设计院
项目技术支持单位：北京海林太阳能设备有限公司
项目实施单位：中能索阳(北京)新能源科技有限公司
项目建设时间：年
项目规模：一期建筑总面积.41㎡
该工程位于北京市昌平区，建筑高五层，建筑周围无遮挡。平屋顶上安装54块集热器供卫生间用热水，多余热量供职工饮用水预热；南立面上安装块集热器，其中19块供食堂用热水，其余供老化车间用热及冬季采暖。系统采用集中集热集中供热系统，为承压间接换热系统。
2设计施工说明
2.1设计依据
1)《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》(GB/T-)
2)《管道和设备保温、防结露及电伴热》(03S)
3)《太阳能热水器安装与建筑构造》(L05SJ)
4)《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（GB-)
5)《平板型太阳能集热器》(GBT-)
6)《太阳能集中热水系统选用与安装》(GJBT-)
7)《太阳能热水系统设计规范》(DB-)
8)《民用建筑与太阳能热水系统一体化设计》(DBJ13-80-)
9)《太阳能热水系统施工技术规程》(DB11T-)
10)《建筑给排水设计规范》(GB-)(版)
11)《建筑给排水及暖通工程施工质量验收规范》(GB-)
12)《钢结构设计规范》(GB-)
13)《建筑结构荷载设计规范》(GB-)（年版）
2.2设计参数
2.2.1气象参数
年太阳辐照量：水平面MJ/㎡，60°倾斜面MJ/㎡，80°倾斜面MJ/㎡；
年日照小时数：h；
年平均气温:11.5℃；
年平均日太阳辐照量：水平面15.27MJ/㎡，60°倾斜面15.83MJ/㎡，80°倾斜面13.42MJ/㎡。
2.2.2热水设计参数
平均日热水用量：食堂L，东侧卫生间L,西侧卫生间L
设计热水温度：食堂50℃，卫生间50℃
设计冷水温度：10℃
2.2.3太阳能集热器性能参数
集热器类型：平板集热器
集热器规格：mm×mm
3集热面积计算
3.1食堂用热水集热面积计算
食堂用热水集热面积计算：
式中：
Ac——系统集热器采光面积，m2；
Cw——水的定压比热容，4.KJ/（kg·℃）；
M——日均用水量，L；
Tend——用水温度，50℃；
Ti——水的初始温度，10℃；
f——太阳能保证率，无量纲，选0.58；
Jt——当地年均日太阳辐照量＝13.42MJ/m2；
Ncd——集热器全日集热效率，0.；
NL——管路及储水箱热损失率，无量纲，此处取0.2。
按间接系统考虑，将上述结果再增加10%的面积，则所需集热面积为30.36㎡，需要1.6㎡的集热板18.块，实际取19块。
3.2卫生间用热水集热面积计算
卫生间用热水集热面积计算：
式中：
Ac——系统集热器采光面积，m2；
M——日均用水量L；
Tend——用水温度，50℃；
Cw——水的定压比热容，4.KJ/（kg·℃）；
Ti——水的初始温度，10℃
Jt——当地年均日太阳辐照量＝15.83MJ/m2；
f——太阳能保证率，无量纲，选0.88；
Ncd——集热器全日集热效率，0.；
NL——管路及储水箱热损失率，无量纲，此处取0.2。
按间接系统考虑，将上述结果再增加10%的面积，则所需集热面积为28.84㎡，需要1.6㎡的集热板18.块，实际取18块。
4设备选型
大楼西侧太阳能热水系统：18块集热器集热面积共28.8㎡，布置在平屋顶是上；2台L的水箱放置在4、5层的西侧，提供西侧卫生间用热水；
大楼西侧太阳能热水系统：36块集热器集热面积共57.6㎡，布置在平屋顶是上；2台L的水箱分别放置在4、5层供4、5层的饮水机预热，1台L的水箱放置在2层提供西侧卫生间用热水；
食堂太阳能热水系统：19块集热器集热面积共计30.4㎡，布置在南墙面上，2台L的水箱放置在1层，提供食堂用热水；
地源热泵太阳能热水系统：88块集热器集热面积共计.8㎡，布置在南墙面上，2台L的水箱放置在地下室，提供恒温老化车间用热，冬季供应部分地板采暖。
5系统创新
5.1太阳能集热器与建筑南立面的结合
集热器作为南墙面的装饰材料，不仅有效采集了太阳能的热量，为办公大楼提供热量，而且还节能了外立面的部分材料。
5.2间接换热系统为饮水机预热
太阳能热水系统的集热水箱通过间接换热为饮水机提供预热，不仅达到了充分利用太阳能的目的，而且避免了饮用水反复被加热产生的安全隐患。
6系统经济效益分析
6.1太阳能系统与其他能源的比较
太阳能集热器全年可为该项目提供的热量为：
J——集热器倾斜面上的年太阳辐照量，MJ；
屋顶54块集热器（集热面积共计86.4㎡）提供的热量为：
×86.4×0.×（1-0.2）=MJ
南立面块集热器（集热面积共计.2㎡）提供的热量为：
×86.4×0.×（1-0.2）=338MJ
太阳能系统提供的热量总计：
+338=MJ
集热器寿命为25a，则太阳能系统寿命期内可提供的能量与其他系统的运行费用对比见表1：
表1太阳能系统寿命期内可提供的能量与其他系统的运行费用对比
7项目实际运行效果和评价
7.1实际运行效果
表2为太阳能获得的热能。
表2太阳能获得的热能
年获得热能k·Wh，合计.8MJ
7.2实际运行效果评价
系统实际运行过程中，年均获得热能为MJ，与理论计算值MJ略有偏差。出现偏差的原因有可能是：a.施工过程中造成的；b.建筑外观立柱等造型对太阳能集热器存在小部分遮挡。
系统年平均节电量为k·Wh，若考虑到电加热的工作效率（按0.9计，这系统实际节电量为k·Wh，工业电价按1.5/(k·Wh)计算，则系统年节约电费元，约24万元。
系统二氧化碳的年减排量为kg。
综上所述，系统的实际运行基本达到了预期设计的效果，年节电量及减排量也很可观，不仅有很好的经济效益，而且也带来了很好的社会效益。
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