浅谈太阳能热水系统和住宅建筑一体化设计.doc

浅谈太阳能热水系统和住宅建筑一体化设计 　　【摘 要】本文就太阳能热水系统在住宅建筑应用中存在的问题，在选用和设置太阳能设备方面对建筑与给排水配合设计提出了相关要求，并对太阳能热水系统与建筑、结构等进行一体化设计作了阐述。 　　【关键词】住宅建筑；太阳能热水系统；一体化设计 　　0.前言 　　太阳能作为取之不尽、用之不竭、无污染的绿色能源， 近几年在住宅建筑的应用中得到了快速的发展，太阳能热水系统在与建筑物的有机结合方面也得到了推进，越来越多的住宅在设计中采用太阳能热水系统。但如何使太阳能热水系统与建筑设计更完美的结合，实现营造优美环境，达到节能、环保、高品质供应热水，进一步提高和满足人们生活舒适度，还有待科研、设计人员继续努力探索。 　　1.太阳能热水系统应用中存在的问题 　　1.1太阳能热水器无序应用，缺乏设计管理 　　建筑设计时未作安装太阳能热水器的预案准备，太阳能热水器由各住户自行安装。不同形式、品牌、规格的太阳能热水器被安装在同一栋住宅的不同部位，屋面管道纵横交错，杂乱无章，不仅使得建筑形态、城市形象被破坏，甚至造成建筑构造、通风道、管线等被损坏。 　　1.2建筑给排水与建筑设计配合不到位 　　给排水进行了太阳能热水系统的设计，但与建筑设计未协调。如整栋建筑的热水器采取了统一安装，而建筑设计没有考虑太阳能热水器的安装，屋顶设计缺乏对管线、支架外露等统一规划，甚至产生安装施工过程中对建筑屋面、墙体构件和保温、防水构造造成不同程度的损害，使建筑安全性受到影响。 　　2.建筑设计与太阳能集热器设置要求 　　2.1建筑设计要求 　　建筑师应了解太阳能热水设备的相关知识，在建筑上主动把太阳能应用技术纳入建筑设计过程，协调好太阳能热水系统与建筑的关系，使其成为建筑的有机组成部分，以达到建筑设计美观、实用、经济的要求[1]。可以考虑统筹设计原则：①充分利用太阳能，最大限度地满足太阳能热水系统设计与安装的技术要求；做到统一规划、同步设计、合理布局、因地制宜；②将集热器作为建筑的组成元素，与建筑有机结合，做到造型美观、构件耐用、安装维护方便；③太阳能集热器可安装在建筑屋面、墙面和阳台栏板上或建筑其他部位，安装方式可以为架空式和镶嵌式，也可将其作为建筑屋面板、墙板、或阳台栏板等[2]。 　　2.2集热器设置要求 　　在住宅平屋面上设置集热器，集热器可与女儿墙、楼梯间、构架等元素组合，创造出多样的造型。设置时应符合以下要求：①集热器在平屋面应整齐有序排列，前后两排之间应留有足够的间距，以满足当地4小时的集热器日照要求[3]；②集热器支架应通过预留的基座与屋面连接牢固；③在住宅坡屋面上设置集热器，主要是利用建筑物的南向坡面，根据集热器接受阳光的最佳倾角，即当地纬度±10°来确定坡屋面的坡度，如建筑设计对坡屋面的造型或空间有特殊要求，亦可根据坡屋面的坡度调整集热器角度。坡屋面上设置的集热器可采用屋面一体型、叠合型、支架型等设置方式[2]。当在屋面设置集热器时，住宅楼梯间宜通至上人屋面，或在楼梯间顶层设屋面上人孔，作为安装、检修出入口。坡屋面上还应设置可靠的安全设施，为安装、检修提供条件[1]。 　　2.3贮热水箱、布线要求 　　建筑设计要考虑贮热水箱的位置及其荷载要求。在全年运行的非自然循环系统中，有条件时应将贮热水箱设在户内，如卫生间、厨房、储藏间、楼梯间等处。由于太阳能热水系统需设辅助热源，建筑设计在平面布局中应留有相应的位置，满足其技术要求。室外管线宜隐蔽设置，不影响建筑外观。 　　3.太阳能热水系统设计要求 　　（1）太阳能热水系统由集热系统和供热系统组成。主要包括太阳能集热器、贮热水箱、管路、控制系统和辅助能源等[1]。合理完善的太阳能热水系统，是太阳能集热系统和供热系统有机的集成。建筑设计在系统选用的过程中应因地制宜，结合当地的气候条件、地理位置，建筑物造型、特点等优化选择。 　　（2）选择集热器时，除应根据太阳能热水系统在一年内的运行时间，运行期内的最低环境温度等因素外，还应充分考虑与建筑的适配性，既要与建筑外观巧妙结合，同时还要注意到维修管理的方便[2]。 　　（3）确定太阳能热水系统运行方式时，应根据用户基本条件（安装地点纬度、太阳能月均辐照量、环境温度、用水及辅助能源情况等）、用户的使用需求及集热器与贮水箱的相对安装位置等因素综合考虑[2]。 　　（4）辅助热源设置要求。辅助热源的作用是提供太阳能所不能提供的热源，满足系统最不利工况的要求。一般应按当地的用水习惯，调查同类用户的用水量，确定热水用水定额，热水负荷应按《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003（2009年版））的规定计算热负荷。合理的辅助热源设计应优先且充分利用太阳能，并向居民提供稳定的热水供应。辅助热源供热量