太阳能作为一种免费、清洁能源，如能应用在建筑上，将具有广阔的前景。目前，国内在建筑上应用太阳能主要是太阳能热水器，作为日常的生活热水供应，另外可以把太阳能应用在采暖供热系统中。

低温热水地板辐射采暖，具有舒适、节能和便于装饰等优点，并能避免传统采暖方式所造成的占用室内使用面积的缺点，在北京地区逐渐得到广泛的应用。低温热水地板辐射采暖是采用铝塑复合管、交联乙烯（PE-X）等新型管材敷设于室内地面垫层内，管道内通入低温热水达到室内采暖的目的。在设计室内温度为16℃时，就可以达到其他采暖方式18℃时的舒适度，而且采暖供回水温度最高可达到60-50℃，最低可达40-30℃。

由于低温地板辐射采暖的各项优点，比较适于太阳能在其采暖系统中的应用。可以在住宅建筑和中小型公共建筑采暖系统中使用。为太阳能在建筑上的进一步推广应用提供了条件。

首先对办公用房试验工程项目和住宅试验工程项目进行相关的设计、施工、检测、技术经济分析，并对太阳能在低温地板辐射采暖应用中的舒适性、节能效果、运行费用、投资回收期进行核算，同时，与其他采暖方式进行比较总结。

办公用房试点工程

• 试点工程办公用房为单层平房建筑，共计240㎡，位于北京丰台区，紧邻西四环路，此处无热力管线，也无天然气和煤气管线，由于北京地区禁止建小型燃煤锅炉，经过多方论证，比较适于采用太阳能低温地板辐射采暖系统。

此办公用房现有围护结构构造；

外墙为370mm普通砖墙；外窗和外门均为普通单层钢窗；

屋面为普通130mm圆孔板，没有保温；

总采暖热负荷为43000W，即平均183W/㎡。

太阳能集热器采用 “U型管式太阳能集热器”。设计结果为采用24㎡的U型管式集热器，36kW的辅助电加热设备。两个水箱体积各为1.2 m3，生活和采暖分别设置。以外，还要集热器传热工质的循环泵，功率0.49KW；辅助电加热每个水箱为12KW×3组=36KW；采用多功能智能型电辅助加热装置；采暖用循环水泵功率0.25KW，一备一用；单元用热计量表：整个太阳能采暖系统造价约为85000元。采用Φ16/20mm铝塑复合管为地板辐射采暖系统的管道，设计供回水温度为50-40℃。

• 实测办公用房采暖运行费用分析计算：

办公用房用电量

说明：电费用按每个字（kWH）0.44元计算。

经过计算得出整个采暖季采暖费用为52.21元/㎡（按240㎡计算，测试期间室内平均温度为14.6℃，室外平均温度为0.7℃）。换算成设计条件下，室内温度16℃，室外温度-1.6℃情况下，采暖季采暖费用为66.1元/㎡。

住宅试点工程

住宅维护结构形式：

• 外墙为内保温形式：155mm钢筋混凝土+10-20mm厚空气间层+40mm聚苯板+石膏面层；
• 外窗采用塑钢单框双玻窗；
• 屋面为坡屋面：100mm聚苯板保温；

原设计采暖系统采用个体燃气小锅炉供热，四柱铸铁型散热器形式的采暖系统；后改造为太阳能地板辐射采暖方式的采暖系统；太阳能集热器采用玻璃真空管集热器，共计5.38㎡×2块=10.76㎡；采用玻璃真空管集热器主要是因为其性能价格比优于其他类型的集热器；在一般可以应用在太阳能地板辐射采暖中的集热器中，其日集热效率均为＞45%，玻璃真空管集热器比其他形式集热器价格便宜，所以选择此类集热器。选用10.76㎡的玻璃真空管集热器，以及9KW的辅助电加热设备，此种系统适于冬季采暖使用；采暖循环水设有辅助加热，有电加热和燃气炉（为原住宅内已有燃气炉）加热两种方式，通过太阳能控制系统进行控制，可以设置不同方式的加热，达到节能的目的。整个采暖系统总造价为36000元。地板辐射采暖管道采用交联聚乙烯管道管径为Φ12/16mm，管道间距150mm或200mm，六层和七层分别设置了一套四进四出的分集水器。供回水温度为40-30℃。

• 实测住宅区宅采暖运行费用分析计算

用电量

用电量说明：a本采暖系统的用电量主要是采暖系统循环水泵（2台）的用电量，采暖系统的辅助加热主要是采用燃气炉加热，没用启动电加热装置；

b.用电费用按每个字（KWH）0.44元计算。

用气量

用气量说明：用气费用按1.7元/m3；整个采暖季太阳能地板辐射采暖系统用电、用气量总的费用为1508.75元（住宅建筑面积131㎡）；11.63元/㎡(用气和用电费用合计；实测期间室外平均温度为3.6℃,室内平均温度为16.8℃)。换算成设计条件下,室内温度16℃,室外温度-1.6℃情况下,采暖季采暖费用为15.51元/㎡。

大面积推广有可能

通过以上对太阳能地板辐射采暖系统的研究和对试点工程的应用以及测试数据的分析，得出如下结论：通过上述工程的设计计算和测试结果分析总结得出，太阳能地板辐射采暖系统适于应用在没有集中采暖系统的独立别墅和多层的公共建筑上，除电能外无其他能源可以利用。目前，北京市正在积极推进保护四合院的工作，由于四合院多位于市区，无法敷设集中供热管道和天然气管道，所以只能采用燃油、燃煤或电采暖方式，与这些采暖方式比较太阳能地板辐射采暖方式具有一定的优势，因其拥有足够放置太阳能集热器的空间的优先条件，技术上可行，满足市场的要求，节能效果显著。

• 根据北京地区的太阳辐射量和以上工程实际的投资和运行费用的分析、测试数据的总结，以及太阳能产品厂家的多年经验总结得出，当太阳能集热器和辅助加热设备按各占50%的比例分担建筑物的总热负荷时，能够达到较好的性能价格比，具有良好的使用效果，经济上较为合算，节能效果明显。而且，采用智能化的控制系统也能更加有效地减少运行费用，取得更好的经济效益。
• 太阳能采暖系统除用于冬季的采暖系统供热，还可以在非采暖季供应生活热水，节省了其他能源，提高了太阳能的全年的综合利用率。
• 由于目前太阳能集热器的价格还是较高，这直接影响到太阳能的应用推广价值，如果国家可以提出针对采用清洁能源的相关政策，将会大大加快太阳能的推广应用；如果太阳能产品厂家能够进一步开发新的产品，降低成本，也可以进一步打开市场。
• 我们将进一步完善太阳能在地板辐射采暖中的应用技术，同时结合热泵技术，研究在夏季采用太阳能和地板辐射系统解决夏季的制冷问题，使太阳能的应用更上一个台阶；为大面积的推广太阳能在建筑中的应用提供充分的技术和经济等方面的资料。