新型太阳能光热建筑一体化围护结构系统技术

一、所属行业：光伏行业

二、技术名称：新型太阳能光热建筑一体化围护结构系统技术

三、适用范围：太阳能建筑应用领域

四、技术内容：

传统太阳能光热利用以单体太阳能热水器和屋顶光热工程为主，随着建筑物层高的增加和人口的剧增，屋顶成为稀缺资源，增长迅速的能源需求使得面积有限的城市建筑屋顶不足以支持规模越来越大的太阳能光热工程。新型太阳能光热建筑一体化围护结构系统技术所研发的太阳能光热建筑围护结构系统技术已在几项工程中进行了中试应用，取得了较好的经济效益和社会效益。

（一）基本原理

（1）高效太阳能平板集热器的研究与改进：在已有高效太阳能平板集热器的基础上，对其集热器内部结构及其与主体结构的连接进行深入研究，以更好地将集热器与建筑围护结构融合；

（2）新型光热建筑围护结构的研发及与建筑的一体化集成：对应用于光热栏板系统、构件式光热幕墙系统和光伏光热幕墙系统的新型光热建筑围护构件的平面内变形能力、抗风压性能、气密性和水密性、水路系统、热工性能、光热组件与结构的连接和系统安全性、稳定性进行设计优化，并在此基础上进行生产制造，反馈至设计环节再优化，确定产品制造的合理工艺流程；针对具体建筑物及自然地理环境的不同，进行热水电控暖气与水路和供暖系统的设计，并与新型光热建筑围护结构产品集成至建筑物，然后对系统的运行进行各项性能测试分析，以不断改进系统的运行质量。

（3）新型光热建筑围护结构系统的测试与应用：对研发的产品通过热工性能试验、四性试验和工程运行测试获得相关数据，然后对数据进行分析，分析过程和结果以验证系统各项性能的科学性、合理性、稳定性和安全性，通过步骤分解对系统进行有的放矢的改进，在此基础上对系统进行改进；另外一方面利用这些有规律的数据建立数学模型，以指导该系统在其他工程中的应用；完善改进设计和制造的工艺，对构件进行模块化处理，推动其多元化应用。

（二）关键技术

（1）高效平板集热器的研究与改进；

（2）新型光热建筑一体化围护结构系统的研发及其与建筑的一体化集成；

（3）新型光热建筑一体化围护结构系统关键性能的测试与表征。

（三）工艺流程

 

五、主要技术指标： 

（1）光热建筑围护结构的瞬时效率>65%，热损系数<1 2W/m2·℃；

（2）结构优化后集热器效率相对原有结构提高3%以上；

（3）建筑整体可再生能源利用率提高10%以上；

（4）结合辅助热源的光热建筑围护结构系统供应热水温度>55℃；

（5）光热构件的使用寿命不低于20年；

（6）本项目各子系统个性技术指标如下表所示：

 

 

系统名称   技术指标		光热幕墙	光热阳台栏板
抗风压性能(Kpa)		1.5≤P3＜2.0（2级）	2.0≤P3＜2.5（3级）
气密性 m3/m·h (10pa)	可开启部分	0.5＜qL≤1.5（4级）	—
	整体	0.5 ＜qL≤1.5（4级）	—
水密性（Pa）	可开启部分	350＜△P≤500 （2级）	—
	固定 部分	700＜△P≤1000 （2级）	1.25≤ U＜2.00 （3级）
保温性能 （W/m2·K）		1.25≤ U＜2.00 （3级）	1.25≤ U＜2.00 （3级）
平面内变形性能		1/200≤γ＜1/150 （3级）	1/200≤γ＜1/150 （3级）
隔音性能		25≤Rw≤30（5级）	—

 

六、技术应用情况： 

该技术相关产品已获得多项专利，通过欧盟Solar Keymark认证、中国金太阳认证，经科技成果鉴定，达到国际先进水平；光热建筑构件已通过四性试验检测。但该技术在市场推广过程中潜在的困难是成本较高、一体化形式不够丰富、市场认识较低。

七、典型用户及投资效益： 

案例：珠海高新区兴业太阳能6#厂房太阳能光热栏板项目。

本项目位于珠海高新区兴业太阳能6#厂房东立面和南立面，集热面积14.4㎡，由24块集热面积为0.6㎡的集热器组成。项目工程投资额约为115,811元，按最低设备使用年限15年计算，年分摊成本为7,721元，按商业用电1.2元/度计算，每年可产生的经济效益为：9,766元，项目的投资回收期约为115,811÷9,766=12年。项目的工程投资已除去了安装普通阳台栏板的费用。由于项目中大多数集热器的安装方向为东面，在中午过后基本不会受到阳光的直射，如果安装方向为南向，将大大提高集热器的集热性能，回收期也将缩短。

年节标准煤量	CO2年减排量	SO2年减排量	NOx年减排量
2.85吨	6.1吨	0.24吨	0.12吨

八、推广前景和节能潜力：

以太阳能为主的新能源产业正被提升到我国国家战略产业高度，对光伏的发展起到了极大的推动作用，随着我国城镇化建设的深入推进，绿色建筑将加大普及推广力度，将激励太阳能光热产业的进一步发展。