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固定式太阳能支架设计

固定式太阳能支架设计
固定式太阳能支架设计

支架强度计算

支架是安装从下端到上端高度为4m以下的太阳能电池阵列时使用。计算因从支架前面吹来(顺风)的风压及从支架后面吹来(逆风)的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量,支撑臂的压曲(压缩)以及拉伸强度,安装螺栓的强度等,并确认强度。

(1)结构材料

选取支架材料,确定截面二次力矩I M和截面系数Z。

(2)假象载荷

1)固定荷重(G)

组件质量(包括边框)G M +框架自重G K1+其他G K2

固定载荷G=G M+ G K1+ G K2

2)风压荷重(W)

(加在组件上的风压力(W M)和加在支撑物上的风压力(W K)的总和)。

W=1/2×(C W×σ×V02×S)×a×I×J

3)积雪载荷(S)。与组件面垂直的积雪荷重。

4)地震载荷(K)。加在支撑物上的水平地震力

5)总荷重(W)

正压:5)=1)+2)+3)+4)

负压:5)=1)-2)+3)+4)

载荷的条件和组合

(3)悬空横梁模型

(4)A-B间的弯曲应力

顺风时A-B点上发生的弯曲力矩:

M1=WL2/8应力σ1=M1/Z

(5)A-B间的弯曲

(6)B-C间的弯曲应力和弯曲形变

(7)C-D间的弯曲应力和弯曲形变

(8)支撑臂的压曲

(9)支撑臂的拉伸强度

(10)安装螺栓的强度

基础稳定性计算

1、风压载荷的计算

2、作用于基础的反作用力的计算

3、基础稳定性计算

当受到强风时,对于构造物基础要考虑以下问题:

①受横向风的影响,基础滑动或者跌倒

②地基下沉(垂直力超过垂直支撑力)

③基础本身被破坏

④吹进电池板背面的风使构造物浮起

⑤吹过电池板下侧的风产生旋涡,引起气压变化,使电池板向地面吸引

对于③~⑤须采用流体解析等方法才能详细研究。研究风向只考虑危险侧的逆风状态

以下所示为各种稳定条件:

a.对滑动的稳定

平时:安全率F s≥1.5;地震及暴风时:安全率F s≥1.2

b.对跌倒的稳定

平时:合力作用位置在底盘的中央1/3以内时

地震及暴风时:合力作用位置在底盘的中央2/3以内时

c.对垂直支撑力的稳定

平时:安全率F s≥3;地震及暴风时:安全率F s≥2

附件1:△风荷载计算△

(1)设计时的风压载荷

W=C w×q×A w(作用于阵列的风压载荷公式)

式中W——风压荷重

C w——风力系数

q ——设计用速度压(N/m2)

A w——受风面积(m2)

(2)设计时的速度压

q=q0×a×I×J

式中q——设计时的速度压(N/m2)

q0——基准速度压(N/m2)

a——高度补偿系数

I——用途系数

J——环境系数

1)基准速度压。设定基准高度10m,由下式算出:

q0=1/2×σ×V02

式中q0——基准速度压(N/m2)

σ——空气密度风速(N s2/m4)

V0——设计用基准(m/s)

2)高度补正系数。随地面以上的高度不同,速度压也不同,因此要进行高度补正。高度补正系数由下式算出:

a=(h/h0)1/n

式中a——高度补正系数;

h——阵列的地面以上高度

h0——基准地面以上高度10米

n——表示因高度递增变化的程度,5为标准

3)用途系数。通常1.0

1.0

4)环境系数。通常

1)组件面的风力系数。

若是如下图所示的安装形态的场合,采用下图数据即可。

2)支撑物构成材料的风力系数

附件2:△积雪荷载计算△

设计时的积雪载荷:

S=C S×P×Z S×A S

式中S——积雪荷重

C S——坡度系数

P ——雪的平均单位质量(相当于积雪1cm的质量,N/m2)

一般的地方19.6N以上,多雪区域为29.4N以上。

Z S——地上垂直最深积雪量(cm)

A S——积雪面积

(1)坡度系数

(2)雪的平均单位质量

雪的平均单位质量是指积雪厚度为1cm、面积为1m2的质量。

(3)积雪量

太阳能电池阵列面的设计用积雪量设定为地上垂直最深的积雪量(Z S),但是,经常扫雪而积雪量减少的场合,根据状况可以减小Z S值。

附件3:△地震荷载计算△

设计用地震载荷的计算,一般的地方由式(5.10),多雪区域由式:(5.11)计算。

K=C1×G (5.10)

K=C1×(G+0.35S)(5.11)

式中K——地震载荷(N);

C1——地震层抗剪系数;

G ——地震载荷(N);

S ——积雪载荷(N)。

地震层抗剪系数由下式计算:

C1=Z×R t×A i×C o

式中 Z ——地震地域系数

R t ——振动特性系数

A i ——层抗剪分布系数

C o ——标准抗剪系数(0.2)以上。

设计部光伏支架强度设计规范

设计部 设计部支架强度设计规 范 编制: 审核: 批准: 发布日期:实施日期:

1 目的 1.1 加强设计管理,确保设计安全有效的进行。 2 适用范围 2.1 此制度适用于设计部支架设计人员。 3 职责 3.1 设计部领导负责此规范的执行和检查。 3.2 设计部负责此规范的维护和完善。 4 工作内容 4.1 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准引用而构成本标准的条文。本标准发布时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订。 GB/T 700-2006 碳素结构钢 GB/T 6725-2008 冷弯型钢 GB/T 4171-2008 耐候结构钢 GB/T 1591-2008 低合金高强度结构钢 GB 3077-1988 合金结构钢技术条件 GB/T 13793-2008 直缝电焊钢管 GB/T 5117-1995 碳钢焊条 GB/T 5118-1995 低合金钢焊条 GB/T 983-1995 不锈钢焊条 GB 2101-2008 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般要求 GB 8162-1999 结构用无缝钢管 GB 50017-2003 钢结构设计规范 GB/T 715-1989 标准件用碳素钢热轧圆钢 GB/T 3632-2008 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 GB/T 5780-2000 六角头螺栓尺寸—C级 GB/T 5781-2000 六角头螺栓尺寸—全螺纹—C级 GB/T 5782-2000 六角头螺栓尺寸—A级和B级 GB/T 5783-2000 六角头螺栓尺寸—全螺纹—A级和B级 GB/T 90.1-2002 紧固件验收检查

GB/T 90.2-2002 紧固件标志与包装 GB/T 3098.1-2000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 15957-1995 大气环境腐蚀性分类 GB/T 19355-2003 钢铁结构耐腐蚀防护锌和铝覆盖层指南 4.2 支架是安装从下端到上端高度为4m以下的太阳能电池阵列时使用。计算因从支架前面吹来(顺风)的风压及从支架后面吹来(逆风)的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量,支撑臂的压曲(压缩)以及拉伸强度,安装螺栓的强度等,并确认强度。 (1)结构材料 选取支架材料,确定截面二次力矩IM和截面系数Z。大部分用角钢,或方管。 (2)假想载荷 固定荷重(G) 组件质量(包括边框)GM +框架自重GK1+其他GK2 固定载荷G=GM+ GK1+ GK2 风压荷重(W) 加在组件上的风压力(WM)和加在支撑物上的风压力(WK)的总和)。 W=1/2×(CW×σ×V02×S)×a×I×J (3)积雪载荷(S)。与组件面垂直的积雪荷重。 (4)地震载荷(K)。加在支撑物上的水平地震力 (5)总荷重(W) 正压:(5)=(1)+(2)+(3)+(4) 负压:(5)=(1)-(2)+(3)+(4) 4.3 载荷的条件和组合 4.4 基础稳定性计算 4.4.1 风压载荷的计算

被动式太阳能技术

浅谈被动式太阳能技术在建筑设计中的应用 【摘要】本文对两个案例(一个竞赛方案一个建成案例)进行研究,通过对其周围环境、遮阳、通风以及能量储存和应用等方面的分析,探讨了从设计本身出发的低成本太阳能技术在实践中应用的可能,旨在使其方法和理念得到更加广泛的应用和革新。 【关键词】低成本被动式太阳能技术微环境太阳能储存利用 1.引言 自上世纪九十年代开始中国的经济迅猛发展,也带来了中国建筑业的繁荣,发展的速度和取得的成绩都令世人瞩目。然而在发展的背后建筑能耗问题也日益凸显,于是随着技术水平的提高和人们意识的进步,利用可再生能源提高建筑能效的研究与实践已逐步展开。如何将太阳能利用技术与中国当前国情下的建筑建设完美结合,创造低碳和谐的人居环境,走可持续发展的建造方式,,已经成为当前建筑业的焦点,建筑节能已经成为社会的广泛共识。 我国拥有丰富的太阳能资源,年日照在2200h以上的地区占国土面积的2/3以上,属于太阳能资源丰富的国家之一。这也是允许我们大力发展建筑太阳能技术的大前提。近几年政府也在大力促进建筑太阳能技术的发展和应用。而鉴于我国的基本国情和当今建筑业的发展形势,被动式太阳能建筑技术是目前的最优选择。 2.概念阐述 所谓被动式太阳能技术就是充分利用建筑本身的自然潜能,对建筑周围环境、遮阳、通风,以及能量储存中体现太阳能的被动利用。建筑的布局和形态,建造材料、使用人群,以及建筑的绿化和环境就组成了一个建筑的生态系统,它同时也会受到系统外的诸如城市的经济、地理以及太阳光环境等因素的影响,从建造开始到拆除的全过程就是这个系统的生命周期。运用这样的观点来进行建筑设计,建筑就不再是孤立的体量,它有生长的过程,有决定建筑个性的外部环境,有系统内各要素的相互作用和同级系统间的影响。这一观念的转变,让建筑的设计过程变得生动起来,建筑方案的生成过程转化为寻求影响系统各个要素间动态平衡的过程。这种理念是太阳能应用在技术层面之上带给我们对于建筑设计的进一步思考。下面也将通过对两个案例的分析来具体探讨这些问题。 3.案例分析 3.1第一个案例是2011台达杯国际太阳能竞赛的第一名作品“垂直村落”,本案选址在江苏省南部的吴江市,全市境内河道纵横,是一个名副其实的“江南水乡”。方案在做相应的施工调整后将在明年建造出来。 方案首先是从两个问题开始的:1)建筑如何反应水乡肌理2)怎样将太阳能技术结合到建筑中去而不仅仅作为一种建筑的技术手段存在,而是成为设计本身的一个决定性因素。方案将太阳能热水器与遮阳部件结合,形成上下波浪式的立面,从而既获得了富有表现力的立面形式,也将太阳能技术的应用生动的结合了进去。在这样一个大的构思之下,方案有逐步在几个方面实现了太阳能技术与建筑的结合。

(整理)太阳能热水器安装示意图.

太阳能热水器的工作原理图 太阳能热水器以其天然环保、可再生循环的能源优势获得了大多数人的青睐,但还是有不少朋友对太阳能热水器工作原理,太阳能热水器如何安装等问题不太了解,买购网小编特意为大家汇集了太阳能热水器的知识,想要购买太阳能热水器的您不妨一起来看看吧。 太阳能热水器简介 太阳能热水器把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,以满足 人们在生活、生产中对热水的使用需求。太阳能热水器按结构形式分为真空管式 太阳能热水器和平板式太阳能热水器。真空管式太阳能热水器为多数,占据国内 95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关 附件组成。把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉 的原理,使水产生微循环而达到所需热水。 太阳能热水器分类 1、从集热部分来分可分为:真空玻璃管太阳能热水器和金属平板太阳能热 水器。 真空玻璃管:是目前吸热效率最高的集热部分,优点不需要在集热部分在增 加保温层,现在的真空玻璃管在抗高温,抗打击和保温上,性能都是一流,被大 部分生产厂家采用。缺点体积比较庞大,管中容易集结水垢。 金属平板:传热性能极佳的金属片上,覆盖上吸热涂层,利用金属的传热性, 将吸收的热量传于水箱中。优点外观美观,安装方便,可以做成平板,而且不 容易损坏。缺点:保温要花很大的代价,成本高,间接的就是增加消费者负担。 2、从结构上来分可分为:普通式太阳能热水器和分体式太阳能热水器。 普通式:将真空玻璃管直接插入水箱中,利用加热水循环,使水箱中水温升 高,是目前厂家都采用的。也是流行的最常规的。该类热水器只有顶层能用,除 非顶层用户和你楼下的关系特铁,而且屋顶的面积是有限的。

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光伏系统支架的设计方案

光伏系统支架的设计方案 新能源科学与工程学院 学院:新能源科学与工程学院 专业班级: 学生姓名:名字就不告诉你们了 指导教师: 实施时间:2013.11.18 —2013.11.22 项目课程成绩: 课程设计目的: 课程设计是《光伏系统设计与施工》课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中,它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业,在设计中需要学生自己做出决策,即自己确定方案,选择流程,查取资料,进行过程和设备计算,并要对自己的选择做出设计和核算,经过反复的分析比较,择优选定最理想的方案和合理的设计。所以,课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养: 1. 查阅资料,选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜 集)的能力;

2. 树立既考虑技术上的先进性又考虑经济上的合理性正确设计思想,在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力 3. 用简洁的文字或清晰的图表来表达自己设计思想的能力 4. 综合运用了以前所学的各门课程的知识(高数、CAC制图、机械制图、计算机 等等)使相关学科的知识有机地联系起来; 5. 运用太阳能光伏发电系统设计与施工中的知识解决工程中的实际问题。 二、课程设计日程安排: 地点实施时间实习内容安排 讲解任务、设计原理及要求主附西多媒体5 2013 年11月18日 学生选定实验室电池组件对其长度及质 量进行测量,讲解参观学习实验室屋顶主A210教室2013年11月19日及学习地面电站支架,对关键部位的连 接进行深入观测。 针对新余地区的光伏并网电站,对给定 的电池组件进行荷载计算,包括风压荷主A210教室2013年11月20日 载计算,下载相关支架图片手绘制图纸 出具图纸(用CAD制图),打印报告, 主A210教室2013年11月21日 请指导教师批阅并给出评语 提交设计书、答辩报告书、分组交叉答 主A210教室2013年11月22日 2 三| 、课程设计任务:

阳台壁挂式太阳能热水器安装施工方案(1)

阳台壁挂式太阳能热水器安装 的设计要点 目录 目录 0 一、阳台壁挂式太阳能热水器简介 (4)

阳台壁挂式太阳能热水器的安装使用不受楼层限制,可实现高层建筑利用太阳能生产热水的目的,符合国家及广大消费者越来越注重建筑和产品环保节能的趋势。 (4) 阳台壁挂式太阳能热水器的集热器同保温水箱分开布置。其中,集热器安装在室外吸收太阳光,保温水箱布置在室内储存加热后的热水。保温水箱同集热器分离,保温水箱内的水不同集热器内的介质接触,而是通过水箱内的换热器进行换热。 (4) 二、阳台壁挂式太阳能热水器安装的设计要点 (6) 2.1阳台壁挂式太阳能热水器总体安装尺寸 (6) 图(2.1) (6) 2.2 阳台尺寸定位 (9) 2.3 预埋件结构及埋设 (10) 2.4 支架安装设计要点 (10) 2.4.1预埋件在阳台内时,支架安装示意见图(5)。 (11) 2.4.2阳台外设挑出平台,预埋构件位于阳台外 (12)

2.5 保温水箱安装设计要点 (13) 2.5.1 保温水箱安装在可承重墙上 (14) 2.5.2 保温水箱后为轻质墙 (17) 2.5.3 保温水箱后为玻璃或无墙体 (19) 2.6 管路设计预留 (22) 2.7电路设计预留 (22) 2.8 其他安装设计要点 (22)

三、设计总结 (23) 综上所述,阳台壁挂式太阳能热水器在设计安装时,有很多需注意的地方。但对于设计阶段来说并不是所有的都需考虑,主要需要明确的有: (23) (1)阳台空间是否满足要求,是否有排水措施; (23) (2)预埋件结构及尺寸定位; (23) (3)支架穿墙孔洞的预留; (23) (4)冷热水管接头的预留; (23) (5)强弱电位置; (23) 上述几点是需要在图纸设计阶段予以考虑的部分,其他问题则更多同现场安装密切相关,在图纸设计阶段仅作为参考。希望在安装方面的介绍,对图纸设计的实用性和可行性有所帮助。 (23)

太阳能住宅建筑一体化的设计研究

太阳能住宅建筑一体化的设计研究 发表时间:2016-08-30T17:07:19.420Z 来源:《低碳地产》2016年第10期作者:朱国君 [导读] 太阳能发电成为一种新兴的可再生能源。而将太阳能发电技术与建筑技术结合在一起,就是太阳能光伏建筑一体化。 朱国君 中国美术学院风景建筑设计研究院 310000 【摘要】本文主要先概述了太阳能一体化的含义,接着分析了太阳能建筑一体化的设计原则,最后概述了太阳能建筑住宅的一体化设计要点。 【关键词】太阳能;住宅;一体化;设计 随着能源需求的快速增长和环境污染问题的日渐突出,清洁可再生能源越来越受到各国政府和企业的关注。在化石燃料快速减少的今天,太阳能发电成为一种新兴的可再生能源。而将太阳能发电技术与建筑技术结合在一起,就是太阳能光伏建筑一体化。 1太阳能一体化的含义 所谓太阳能与建筑一体化不是简单的“相加”,而是要通过“相加”整合出一个崭新的答案。也就是说,建筑应该从开始设计时,就将太阳能系统包含的所有内容作为建筑不可或缺的设计元素加以考虑,巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中,使太阳能系统成为建筑不可分割的一部分,而不是让太阳能成为建筑的附加构件。以分体式太阳能热水系统为例,太阳能集热板或太阳能集热管是暴露在屋顶上的,在设计时就要想办法让太阳能热水器暴露在外面的部分实现建筑构件化,使之建筑融为一体,成为与坡屋面、墙面、阳台、窗子等建筑构件相匹配的另一种构件。 太阳能系统要作为建筑构件元素来考虑,与建筑的屋面、墙面、阳台、窗户有机结合在一起进行整合设计。这样,太阳能热水系统科技内容的加入就会使建筑呈现出一种新的造型与外观,增强建筑的表现力。 2太阳能建筑一体化的设计原则 在满足原有功能的前提下注重生态设计。光伏产品与建筑相结合,不仅通过利用太阳能有效地节约了建筑能耗,还能收到一定的装饰效果。光伏建筑一体化设计应以不损害和影响建筑效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则,并要满足光伏系统设计和安装的技术要求。 太阳能光伏建筑一体化并非在建筑设计完成后将太阳能作为辅助措施,而是将太阳能光伏发电作为建筑的一种体系进入建筑领域,纳入工程的基本建设程序,在设计之初就考虑太阳能系统的融入,同步设计、同步施工、同步验收,与建设工程同时投入使用,同步进行后期管理,使其成为建筑的有机组成部分。 除了一体化设计外,还要包括一体化制造、一体化安装,而其辅助技术则包括了低能耗、低成本、优质、生态建筑材料的技术。 3太阳能住宅建筑一体化设计 3.1太阳能的利用纳入环境的总体设计 任何建筑设计都必须立足于对周围气候及地理环境特征的分析和理解之上。 太阳能建筑设计必须根据当地的不同气候条件做出不同的应对策略。同时太阳能技术的应用也应结合地势高差、周围植被生长,环境状况等自然地理特征,合理确定建筑的日照间距,为充分利用太阳能创造条件。 建筑南北向带状布置有利于太阳能的利用,而庭院式布局由于部分的住宅为东西不利于太阳能采集器的布置,而且围合式或半围合式的布局也不利于当地夏季闷热天气时的住宅通风。为了保护原有环境植被和在冬季减少能耗,场地设计中保留大部分北部树木,尽量减少冬季寒风对建筑北立面侵扰,同时根据当地日照情况确立太阳能集热器沿主体建筑南面布置,并在南面安装阳台是太阳房的思路。 3.2太阳能技术的集成优化 技术方案的确定应充分考虑当地的自然条件、工程使用性质、经济条件等,调动多种技术手段,选择不同层次的新技术,加以集成、配套和优化,没必要一味追求最新、最先进的技术。太阳能热水系统按媒质循环方式分为自然循环和强制循环,根据建设项目的规模和使用性质本项目采用了运行费用低的自然循环式,自然循环是靠集热器和储水箱之间冷热水密度不同而形成水流循环,不需要外部动力。自然循环对储热水箱的位置高度有一定要求,在设计中,因势利导,利用楼梯间的平面位置和竖向高度,把储热水箱设在楼梯间顶部,经用量计算确定储热水箱容量。太阳能热水系统受天气影响较大,供热不稳定,于是在水箱中安装电加热辅助加热系统,管路连接系统采用EPS聚苯乙烯泡沫塑料保温,内部供热水为集中供水,为减少供水管道过长引起的水资源浪费,热水供水用循环管道,循环管道上设置循环泵当管道内水温下降时,水泵自动开启,保证热水管道保持一定的水温。在每一个住户位置从循环管道上设配水点,使用户能够在最短距离用到热水。 3.3使太阳能技术与建筑空间美学相结合 太阳能建筑一体化设计中太阳能设备构件作为建筑的一部分与其他建筑构件共同形成建筑的整体造型,在初始设计时应充分考虑到太阳能系统对建筑外观的影响,尽量取得太阳能与建筑在功能和美学上的协调。太阳能系统有严格的技术要求,比如采集器的面积、朝向角度、储热水箱的位置、管线的布置和保温等等,这就使建筑在外形设计上受到很大制约,增加了设计难度。从一些试点项目上可以看到,几乎都是采用楼顶部直接排列采集器的形式,单一而刻板,缺乏变化。这种片面强调技术而不顾建筑作为文化和美学载体的复杂性,在建筑外观设计完成之后再把太阳能系统强加上去的做法,虽然起到了节能的作用但却破坏了建筑与太阳能的一体化,影响到建筑的空间美学形态,最终会影响太阳能建筑的推广发展。在本方案设计中我们把太阳能构件作为一种积极的设计因素引入到创作中来,让集热板成为屋顶的一部分。 坡顶两侧用民居中的硬山形式封檐。考虑到集热板的角度要求为了避免坡顶太高增加造价,坡顶设计为半坡式,通过高低错落的屋面组合形成丰富的顶部造型。从外观上看,既体现了当地民居建筑的朴实、平易,集热板的特殊色泽和质感,又给建筑增加了新异的艺术魅力。在本设计中,太阳能构件同时成为一个造型要素与其他建筑构件一起共同形成了建筑的外观形象。 3.4太阳能与建筑构造一体化 太阳能系统作为建筑的一个子系统,与建筑同时进行构造设计。设计良好的太阳能系统应该是建筑的一个有机组成部分,二者之间有

_被动式太阳能建筑技术规范_解读

The Special Focus 规范编制背景 被动式太阳能建筑,是通过建筑设计手段和简单技术的合理运用,可以利用太阳能为房间提供相当部分的采暖能量,降低通风和照明的能耗,具有结构简单、造价低、施工方便等优点,已经在美国、德国等发达国家得到了较多推广应用,已发展到较高水平。我国是太阳能资源丰富的国家之一,太阳能作为一种可再生的清洁能源,近年来在建筑中的利用受到关注。我国自上世纪70年代开始,建设了一批被动式太阳能建筑,取得了良好效果。 近年来我国的被动式太阳能建筑得到了长足的发展,各地相继探索建设了一批新型的被动式太阳能建筑,开发了一系列新型被动式太阳能利用技术,但被动式太阳能技术和产品的标准、规范不健全,尤其是被动式太阳能建筑设计、施工规范的欠缺,已成为限制被动式太阳能建筑发展和推广的主要因素之一。亟需编制适合建筑行业遵循的设计、施工、验收规范,以指导建筑行业主动、正确的建设被动式太阳能建筑。 《被动式太阳能建筑技术规范》解读 □ 中国建筑设计研究院 国家住宅与居住环境工程技术研究中心 张磊 鞠晓磊 曾雁 规范编制概况 基于以上被动式太阳能建筑存在的问题。中国建筑设计研究院从2008年8月起,成立了由建筑、暖通、结构、等多专业高级技术人员联合组成的编制组,邀请相关领域的设计院、科研院校、企业中具有较高学术水平和工程经验的专家共同组成编制组,开始规范研究工作。编制组调研了国内主要的被动太阳能建筑科研院所,并对国内有代表性的工程进行了考察。其中;国内分别与山东建筑大学、天津大学、大连理工大学、甘肃自然能源研究所、深圳华森建筑与工程设计咨询顾问有限公司等院校和和研究机构进行了技术交流,考察了国内被动太阳能建筑工程。 规范在编制过程中遵循以下原则: 1.明确对象,掌握深度。研究与设计相关的专业设计标准规范。以被动太阳能建筑设计关键因素为主要对象,兼顾各专业的系统需要,与相关标准规范合理衔接。处理好《被动式太阳能建筑技术规范》和其他设计规范的关系。 2.针对我国国情,借鉴国外先进经验。体现政策要求,反映先进技术水平。综合分析国际上被动太阳能评价与设计方面的经验,充分考虑我国各地区在气候、资源、自然环境、经济社会发展水平等方面的差异,采用 表1被动式太阳能采暖气候分区 被动太阳能采暖气候分区 南向辐射温差比[W/(m 2?℃)] 南向垂直面太阳辐照度 I(W/m 2) 典型城市 最 佳气候区 A区(SHIa)ITR≥8I ≥160 拉萨,日喀则,稻城,小金,理塘,得荣,昌都,巴塘 B区(SHIb)ITR≥8160>I ≥60昆明,大理,西昌,会理,木里林芝,马尔康,九龙,道孚,德格 适 宜气候区 A区(SHⅡa)8<ITR≤6I ≥120西宁,银川,格尔木,哈密,民勤,敦煌,甘孜,松 潘,阿坝,若尔盖 B区(SHⅡb) 8<ITR≤6 120>I ≥60 康定,阳泉,昭觉,昭通 C区(SHⅡc) 6<ITR≤4I ≥60 北京,天津,石家庄,太原,呼和浩特,长春,上海,济南,西安,兰州,青岛,郑州,长春,张家口,吐鲁番,安康,伊宁,民和,大同,锦州,保定,承德,唐山,大连,洛阳,日照,徐州,宝鸡,开封,玉树,齐 齐哈尔一般气候区(SHⅢ)4<ITR≤3I ≥60乌鲁木齐,沈阳,吉林,武汉,长沙,南京,杭州,合肥,南昌,延安,商丘,邢台,淄博,泰安,海拉尔, 克拉玛依,鹤岗,天水,安阳,通化不宜气候区(SHⅣ) ITR≤3#成都,重庆,贵阳,绵阳,遂宁,南充,达县,泸州, 南阳,遵义,岳阳,信阳,吉首,常德 # I<60

太阳能采暖的优势与发展

太阳能采暖的优势与发展 作者:杨玉永,陈智丰,王鹏(齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司)

太阳能采暖的优势与发展 作者:杨玉永,陈智丰,王鹏 (齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司) 摘要:我国的建筑能耗中,北方寒冷地区的采暖能耗占了相当大的比例。因此,建筑节能降耗以及可再生能源的利用引起人们的广泛重视。关键字:太阳能采暖 一、前言 当前,能源问题已经成为制约世界各国发展的主要因素之一。我国是能源消费大国,建筑能耗约占全国总用能的1/4,居耗能首位。随着我国住宅建设量的不断增加,能源与环境问题日渐突出。一方面我国人均能源拥有量较低,另一方面以煤炭为主的不合理的能源结构以及建筑的高能耗所带来的环境破坏为可持续发展带来巨大压力。 我国的建筑能耗中,北方寒冷地区的采暖能耗占了相当大的比例。因此,建筑节能降耗以及可再生能源的利用引起人们的广泛重视。 太阳能作为一种可再生的清洁能源,近年来在建筑中的利用受到关注。我国属于太阳能资源丰富的国家之一,全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时,辐射总量高于5000MJ/m2〃a。北方采暖地区,大多数城乡处于太阳能资源丰富区,为太阳能建筑提供了可能。 小住宅建筑屋顶面积、南向墙面积与室内使用面积比值较大。结合恰当的建筑体形设计和外围护结构性能设计,经测算,在太阳能资源丰富地区的晴好天气下,可以建造出完全依靠太阳能满足采暖和生活

用热水的低能耗建筑甚至零能耗建筑。 二、太阳能采暖系统概况 太阳能采暖系统是指以太阳能作为采暖系统的热源,利用太阳能集热器将太阳能转换成热能,供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。太阳能采暖可分为主动式和被动式两种方式。被动式太阳能采暖通过建筑的朝向和周围环境的合理布臵,内部空间和外部形体的巧妙处理,以及建筑材料和结构构造的恰当选择,使建筑物在冬季能充分收集、存储和分配太阳辐射热。主动式太阳能采暖系统主要由太阳能集热系统、蓄热系统、末端供热采暖系统、自动控制系统和其他能源辅助加热、换热设备集合构成,相比于被动式太阳能采暖,其供热工况更加稳定,但同时,投资费用也增大,系统更加复杂。随着经济和社会的发展,主动式太阳能采暖开始大规模应用。 在近年应用了太阳能采暖的建设项目中,比较集中和有代表性的是北京周边郊区县新民居的太阳能采暖工程。由于农村住宅相对分散、密度低,不宜采用投资大、维护水平高的集中供暖模式,而传统的燃煤取暖方式又存在效率低、污染环境、费用较高等问题,在农村推广安全环保、运行费用低的太阳能采暖系统符合新农村建设的客观要求。太阳能采暖所需的集热面积远大于太阳能热水系统,要求安装位臵较大,对于高层建筑或居住密度较大的城区存在安装建设条件不足的问题,限制了应用,而农村住宅一般建筑容积率较低,没有明显遮挡,具备建设太阳能采暖项目的良好条件。 三、太阳能采暖的优势:

太阳能热水器安装图详解以及安装过程

太阳能热水器安装图详解以及安装过程 如今各类采用新型环保能源的电器受到广大群众的追捧,太阳能电器同样的也越来越受到大众的青睐。那么这类太阳能电器安装起来复杂吗?能够自己安装吗?新浪装修抢工长将为你讲解太阳能热水器安装图以及安装流程。 太阳能热水器安装图之一:手动控制太阳能热水器安装图

是最简单的太阳能热水器的安装图,在用户房间内,打开进水阀门4,自来水通过打开的手阀1进入太阳能水箱,待水箱的水装满了,就会通过排气口3外接的管道流出来,流到用户的接水槽,用户看到水流出的信号,关掉进水阀。太阳能热水器进水过程结束。太阳能的水经一天太阳的照射,水温逐步提高,晚上就可以使用了。 太阳能热水器安装图之二:机械式自动进水安装 减压阀控制的机械自动进水方案

由于手动进水存在不方便的地方,人们采用了一些机械式自动进水的方法,在这里我们介绍二种比较普遍,安装比较简单又比较可靠的方案:减压阀如上图,是一种经常用到的机械式自动进水的控制部件,它的可靠性较高。 太阳能热水器安装图之三:带太阳能控制仪的太阳能热水器的安装

这是是太阳能热水器安装中应用的最广的方案,太阳能的运行由太阳能控制仪8控制,当太阳能热水器水箱水位低于最低水位时,由控制器打开电磁阀1,使得水箱进水,当水位升到用户设定的最高水位时,控制器关闭电磁阀1,进水停止。用户可以指定上水时间,当指定时间到时,只要水位不超过最高水位,控制器就打开电磁阀1进水,直至水位达到最高水位为止。控制器也可以手动强制进水:当按下手动进水键时,控制器打开电磁阀进水直到水位达到最高水位为止。控制器还可以控制电加热,当按下电加热键时,控制器导通电加热器7的电源,电加热器工作,直到用户指定的温度为止。当温度下降到指定温度以下3-5度,控制器重新启动电加热,将水加热至指定温度。用户还可以指定加热时间,在某一时间,太阳能水箱的温度达不到设定的温度,控制器就会导通电加热器,将水箱的水加热至设定的温度为止。控制仪还有保护作用,当水位下降到某一点时,电加热停止,直到水位回升到该点以上。 安装流程: 1.安装向阳 太阳能热水器应安装在无遮阳的地方,主体朝阳(正南或偏西10度左右),并固定牢固以免恶劣强风天气刮倒热水器。 2.主体安装顺序

太阳能建筑的设计要求与要点

太阳能建筑的设计要求与要点 在当今全球资源短缺与环境危机的背景下,随着生态气候学和可持续发展标准的引入,当代建筑发生了深刻的变革,在规划、设计到建成的过程中技术的支持占有相当大的比重,在这样的一个大环境下,太阳能建筑将成为未来建筑的发展趋势之一。把太阳能同建筑结合起来,把几千年来房屋只是人类居住、遮风挡雨、避寒暑的简单场所发展成具有独立能源、自我循环的新型建筑,这也是人类进步和社会、科学技术发展的必然。可以预见,21 世纪太阳能建筑在能源、环境和经济的可持续发展进程中将起重要的作用。 1 太阳能建筑的规划设计要求 每一幢建筑的设计都要从规划设计开始,对于太阳能建筑来说,符合生态理念的规划设计是良好的开端,能够为建筑自身充分利用太阳能或为太阳能光电、光热设备提高效率打下坚实的基础。 1.1 设计原则太阳能建筑的规划设计原则简单的说可以分为冬季、夏季和建筑冷热负荷三个部分:在冬季争取足够多的日照;在夏季要争取做到改善建筑周边的微气候;减少建筑的冷热负荷。 1.2 设计要点 1.2.1 基地选择与场地规划我们知道,地形、地貌与接受阳光照射的情况密切相关,建筑物的基地选择应在向阳的平地或坡地上,以争取尽量多的日照,为建筑单体的热环境设计和太阳能技术的应用创造有利的条件。建筑物不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹形场地中,建筑基地中的沟槽应处理得当。除了建筑单体需要考虑基地的选择和规划外,建筑组团的相对位置如果能够合理的布局,也可以在取得良好的日照的同时利用建筑阴影达到夏季遮阳的目的。总的来说,优化建筑布局,可以提高组团内的风环境质量。 1.2.2 正确选择建筑物朝向朝向的选择应把夏季和冬季综合起来考虑,冬季可以利用太阳能采暖并有效防止冷风侵袭,夏季可以利用阴影和空气流动降低建筑物表面和室内的温度。为了尽可能多的接收太阳热,应使建筑物的方位限制在偏离正南±30°以内。最佳朝向是南向,以及东西15o 朝向范围。 1.2.3 合理设计日照间距建筑充分得热的条件就是保持一定的日照间距,但是间距太大又会造成用地的浪费。常规建筑一般按照冬至日正午的太阳高度角确定日照间距,这就会造成冬至前后持续较长时间的日照遮挡。因此太阳能建筑日照间距应保证冬至日正午前后共5h 的日照,并且在9:00~15:00 之间没有较大遮挡。 1.2.4 设置防风屏障以减少热能损失冬季防风不仅能够提高户外活动空间的舒适度,同时也能减少建筑由冷风渗透引起的热损失。在冬季上风向处,利用地形或周边建筑物、构筑物及常绿植被为建筑物

光伏系统支架的设计方案

新能源科学与工程学院 光伏系统设计与施工 课程设计 学院:新能源科学与工程学院 专业班级: 学生姓名:名字就不告诉你们了 学号: 指导教师: 实施时间:2013.11.18—2013.11.22 项目课程成绩:

课程设计是《光伏系统设计与施工》课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中,它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业,在设计中需要学生自己做出决策,即自己确定方案,选择流程,查取资料,进行过程和设备计算,并要对自己的选择做出设计和核算,经过反复的分析比较,择优选定最理想的方案和合理的设计。所以,课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养: 1. 查阅资料,选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力; 2. 树立既考虑技术上的先进性又考虑经济上的合理性正确设计思想,在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力; 3. 用简洁的文字或清晰的图表来表达自己设计思想的能力; 4.综合运用了以前所学的各门课程的知识(高数、CAD制图、机械制图、计算机等等)使相关学科的知识有机地联系起来; 5.运用太阳能光伏发电系统设计与施工中的知识解决工程中的实际问题。 二、课程设计日程安排: 实施时间实习内容安排地点 2013年11月18日讲解任务、设计原理及要求主附西多媒体5 2013年11月19日学生选定实验室电池组件对其长度及质 量进行测量,讲解参观学习实验室屋顶 及学习地面电站支架,对关键部位的连 接进行深入观测。 主A210教室 2013年11月20日针对新余地区的光伏并网电站,对给定 的电池组件进行荷载计算,包括风压荷 载计算,下载相关支架图片手绘制图纸 主A210教室 2013年11月21日出具图纸(用CAD制图),打印报告, 请指导教师批阅并给出评语 主A210教室 2013年11月22日提交设计书、答辩报告书、分组交叉答 辩 主A210教室

太阳能光伏组件支架的设计选型

1.引言 目前,在全球能源供应紧张和环境问题日益严重的情况下,经济和社会的可持续发展受到了巨大挑战,发展和利用清洁而安全的可再生能源受到了广泛重视。虽然目前已经实现利用的可再生替代能源种类较多,但从可用总量上看,水能、风能、潮汐能都太小,不足以满足人类需求。太阳能作为一种资源丰富,分布广泛且可永久利用的可再生能源,具有极大的开发利用潜力。特别是进入21世纪,太阳能光伏发电产业发展非常迅速。太阳能光伏发电在不远的将来不仅要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体,将给能源发展带来革命性的变化。根据欧洲联合委员会研究中心(JRC)的预测,到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,其中太阳能发电占到60%以上,充分显示出其重要的战略地位。 太阳能光伏组件支架是固定太阳能电池板的重要部件,在获得太阳能电池板最大发电效率的前提下,保证支架的安全可靠性是光伏组件厂家需要考虑和研究。根据不同形式的太阳能光伏发电的需要,支架系统一般分为单立柱太阳能支架、双立柱太阳能支架、矩阵太阳能支架、屋顶太阳能支架、墙体太阳能支架、追踪系统系列支架等若干规格型号,同时按照不同的安装方式又分为地面安装系统、屋顶安装系统和建筑节能一体化支架安装系统。 2.光伏组件支架设计 2.1 光伏组件支架结构 目前商品化的太阳能光伏组件安装支架大多不可以调节角度,采用跟踪方式进行太阳能发电又浪费大量人力物力,投入产出比受到一定程度的局限。本文设计了一种可根据不同纬度地区而调节角度的光伏系统支架,(如图1所示)该支架系统可以根据需要调节水平角度,不但适应于地面光伏电站的使用,同时还可以在屋顶光伏电站使用,在安装过程中可以快速调整支架的安装角度,避免了常规光伏组件支架不能够迅速调整安装角度的缺点,同时该组件支架采用高碳钢结构,表面经过热镀锌材料,具有成本低,强度高,选材耐腐蚀强,可以

被动式太阳能建筑的防热设计

太阳能建筑的防热设计 摘要:太阳能建筑在夏季往往会产生建筑过热现象。为了减少这种现象对建筑环境的不 利影响,太阳能建筑采用了多种降温设计方法。本文主要就太阳能建筑的:减少建筑自身热量、抑制外部热量的进入、自然通风三个方面探讨太阳能建筑的防热设计。 关键词:自身热量、外部热量、自然通风、其他方式降温 正文: 对于太阳能建筑而言,在炎热的夏季,太阳能建筑的采暖设计往往会对建筑室内热环境造成不利影响。因此防止夏季过热有必要对太阳能建筑进行合理的通风降温设计,以营造四季舒适的室内热环境。通过精心的建筑设计、良好的施工、以及适宜的建筑材料的选择实现太阳能在夏季的降温,大幅减少空调制冷的能耗。 1.减少建筑内热源 夏季,室内的部分热源来自于:人体的散热、电气设备的散热、炊事散热、外部热源等。减少内部热量的产生是太阳能夏季降温的最简单经济方法之一。 1.1照明散热的控制 最常见的室内热源是照明工具。以白炽灯为例光效较低,仅5%~10%的电能转化为光能,其余电量转化为热。因此,使用高效的节能荧光灯,新型的LED光源都能有效降低室内照明产生的热量。 局部照明的合理利用也是一个降低室内散热的有效途径。在房间照明使用频率高的区域单独配备照明装置。使用者可以选择性的打开房间局部的光源,以减少不必要的光源产生的热量。此外,还要注意充分利用自然光源。 2减少外部热量的传入 控制建筑的外部热量和内部热量一样重要。在夏季,令人不舒适的的热量主要来自室外。太阳的照射与室外的热空气会增加室内的热量。 2.1减少维护结构的传热量 外围护结构传热量是冷负荷的主要组成部分,维护结构的传热包括太阳辐射热量、建筑周围空气与维护结构对流换热以及空气渗透的热量。 2.1.1方位选择和窗口的布置 太阳能建筑的朝向需科学选择,既保证冬日得到充分的热能又要防止夏季的过热。通

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