建筑一体化太阳能热水建筑结合方式研究

1、建筑一体化太阳能热水建筑结合方式研究摘要:太阳能建筑一体化设计将太阳能作为基本建筑能源，建筑设计充分考虑太阳能的能源收集和利用，并有效地将所得能董用于建筑需求，将太阳能产品作为建筑构件的组成部分，融合在建筑设计中。从新建筑一体化太阳能热水构件安装位置、各种建筑类型的结合方式、构造设计要点、既有建筑改造结合方式等方面进行探讨。关键词：一体化；太阳能；节能0引言建筑一体化太阳能热水是将太阳能热水利用技术融入建筑的造型艺术中，达到太阳能热水与建筑设计的完美结合。如果建筑设计初期没有考虑太阳能热水器的使用，后期住户添加之后，就存在太阳能热水器在屋面的安装固定及热水器管道入户的问题，因为建筑没有预留太阳

2、能的管道，致使在安装的过程中，可能造成屋面防水层和保温层的破坏,如果不能及时修复,就存在楼顶住户屋面保温效果不好,有漏水现象,造成顶层住户房间内部装修破坏,使用舒适度满足不了要求。早期的太阳能没有上水监控技术，屋面上的太阳能是否注满水不能及时发现，上水有可能从屋面的雨水管道排到路面上，造成冬季路面打滑,种种原因导致太阳能热水器不能在建筑中被很好地利用，甚至有些单位和住宅小区被明确告之不允许住户在未经许可的情况下安装太阳能热水器，这就使太阳能热水器的使用受到诸多因素的限制。为了建筑节能的要求，使建筑投入减少又不改变建筑的舒适度和增加建筑造价，对太阳能热水器与建筑的结合设计是建筑可持续发展的道路之

3、一。建筑一体化太阳能热水是将太阳能热水利用技术融入建筑的造型艺术中，达到太阳能热水与建筑设计的完美结合。1新建筑一体化太阳能热水构件安装位置新建筑中只要条件允许，都可以利用太阳能热水技术。本文讨论的主要是集中式太阳能热水系统，而建筑上利用集中式太阳能热水系统，目的就是要在集约化的前提下，达到系统的有效利用。新建筑一体化太阳能热水构件可在建筑墙面上安装。由于建筑主要是争取南向和西向的热量,建筑墙面是建筑很大的热面，所以重点考虑建筑墙面的安装，安装的部位应该根据建筑的日照间距要求,在满足建筑日照间距要求的前提下,满足冬至日或大寒日4h以上的墙面上安装太阳能热水器,这就要求建筑师要对安装墙面进行计算

4、。太阳能可以安装在建筑的窗间墙上，也可以安装在窗下墙上或女儿墙上，不论哪种安装方式，都要求太阳能与建筑结构有可靠与稳固的连接，防止意外坠落。新建筑一体化太阳能热水构件可在建筑屋顶上安装。现代建筑基本上以平屋顶为主，建筑平屋顶基本上是建筑基底面积的总和，在屋面上安装太阳能热水系统，应考虑是否影响上人屋面的使用，是否安装牢固，是否破坏屋面各构造层，是否会造成眩光,影响周围建筑。在屋面的安装部位可以是屋顶水箱间、楼梯间和飘板的上部，结合飘板进行安装。设置单独的太阳能构件安装在建筑的外表，如在住宅小区的停车库上部，与花架廊结合，与建筑主入口和值班室结合以及与小区公共活动中心结合等进行设计。2新建筑一体

5、化太阳能热水与各建筑类型的结合方式新建筑一体化太阳能热水与各建筑类型的结合方式略有不同，居住建筑及部分公共建筑，如文化娱乐建筑、商业服务建筑、体育建筑、医疗建筑等，以上建筑类型都要大量用到热水,应尽可能开展太阳能热水的利用技术。集中的太阳能热水系统能够在经过合理用水量计算之后，满足建筑热水要求。2.1公共建筑主要包括旅馆类建筑、体育场馆类建筑、洗浴会所类建筑等。这几类建筑都要用到大量的生活热水，满足洗浴的要求，除旅馆类是24h营业外，体育场馆和洗浴会所的营业开始时间基本上是在上午9:00以后，在夏季，充足的日光照射能够满足太阳能热水的使用要求。在冬季,阳光不能满足要求时可以采用辅助性热源达到建

6、筑用热水的要求。旅馆类建筑根据旅馆规模和建筑等级要求，24h应满足热水供应量，如果全部采用太阳能热水器的安装，则这几类营业性建筑将大大降低运营成本，太阳能热水器的集热器可以与这几类建筑结合设计，或选择在屋顶安装，使太阳能与建筑一体化设计成为这几类建筑的显著特征。2.2居住建筑居住建筑要满足洗浴、生活等要求,一般在下午6:00至晚上24:00是热水消耗的集中时间段，而上午从9点至下午四五点钟，正是太阳能强度最好的时间，这一时间段的阳光照射完全可以满足居民对生活热水的要求，在冬季太阳能热水温度满足不了要求时，可以采用辅助热源加热太阳能蓄水箱中的热水，以满足生活要求。相比较采用天然气和电采暖来说，太

7、阳能热水在满足24h或者更长时间的保温条件下更具优势。别墅类建筑由于房屋规模小，建筑面积在200300m2左右，易于做到在屋面上安装太阳能热水器，热水器的安装应与别墅建筑的平屋顶或坡屋顶结合设计。多层住宅楼如果屋顶面积有限，无法安装下所有住户的热水器，则可以考虑在建筑的南立面和西立面安装太阳能集热板。太阳能集热板在建筑立面上的安装应与建筑立面设计统一结合，并且要能够与建筑主体结构有可靠和安全的连接方式。由于高层建筑的屋面需满足上人屋面的要求，在一定情况下作为建筑避难层和消防通道考虑，建筑屋顶不建议被太阳能集热器满铺，可以考虑将集热器安装在楼梯间和电梯间以及水箱间的上部，可以与女儿墙屋顶部分的飘

8、板相结合。高层建筑太阳能集热器的安装,可与建筑南、西侧外墙面和女儿墙、阳台相结合。这样更有利于太阳能热水器的使用和维修,如果仅考虑安装在屋顶平面，则可能由于管道内冷水较多，或热水在管道中依靠重力流时损失部分热量，不利于使用3建筑一体化太阳能热水建筑构造设计要点*作为制造生活热水的安全能源的太阳能产品，如果只是考虑该产品安装在建筑的何部分和如何安装，则达不到一体化设计的目的，笔者认为真正一体化设计的太阳能产品，应该增加该产品的复合性能设计，如该产品不仅是作为热水器而存在,应该具有保温和自防水、承重要求，使其可以替代一部分建筑构件存在，如开发其保温和自防水的能力代替建筑屋面部分的保温层和防水层，则

9、可以简化屋面的复杂建筑构造。如开发其保温和整体性要求，代替墙面的保温层和围护层，使太阳能热水器自身满足建筑的围护和保温要求,这些才是太阳能热水器与建筑一体化设计的出路。建筑构造设计主要考虑太阳能集热器与屋面、外墙面、女儿墙、阳台等处设计与构造要求。在屋面的设计，可以采用镶嵌式或架空式设计，尽量使集热器满足保温和自防水的要求，并逐渐使集热器的构造代替屋面的保温层和防水层,使以构件出现的太阳能集热器产品，在现场安装之后即达到建筑屋面保温和防水的要求，结合建筑的平屋面和坡屋面造型统一考虑。外墙面为了达到节能要求，目前的工程做法是在建筑主体外另贴一层建筑保温材料，这样无形中增加了建筑的造价。外墙面安装

10、太阳能集热器，就是要使集热器产品代替建筑的保温层，达到安装完集热器之后即满足建筑外墙保温的要求。在外墙面安装的太阳能集热器也可以选择镶嵌在外墙内和架空安装，使集热器成为建筑维护结构的组成部分，达到建筑外墙面节能、保温的要求，甚至使集热器能够做到既有一定的强度要求,满足自承重或承重的要求，这样将更加利于太阳集热器与建筑立面的结合，使集热器能够像幕墙或大模板的板材墙一样的要求,便于施工安装。与女儿墙的结合，主要要满足女儿墙的安全围护要求,所以集热器应具有一定的强度，直接可以垂直安装在建筑屋面上作为女儿墙的承重构件和满足围护要求。与阳台的结合设计和女儿墙的结合方式既有很大的相似性，及都要满足强度和安

11、全围护尺寸的要求，使太阳能集热器作为阳台栏板直接安装使用。4既有建筑改造结合方式建筑节能的目标不仅仅是针对新建建筑,对既有建筑的节能改造也将是未来建筑满足节能要求的重点。在既有建筑节能改造中，应加入太阳能热水器产品的使用和安装。对既有建筑的热水誤改造困难较大，如有些住户已经安装了太阳能热水器，在改造的过程中，不能要求用户将已有热水器拆除，统一安装，因此对既有建筑的改造应该将目标设定在防止住户在外墙面上乱拉管线，应增加管道的位置，使住户的太阳能热水器既不破坏建筑的立面,又能比较便利地安装连接。4.1与既有砖混结构建筑结合方式砖混建筑的层数一般在6层以下，砖混结构建筑的建造年代较早，卫生间和厨房面积较小,设备老化,在改造的过程中，应进行结构承载能力的校核，尤其是不上人的屋面,设计应针对热水器的安放位置，管路与建筑的连接等统一设计。在多层建筑中，可以考虑用废弃的垃圾道做管道井进行处理,也可以统一重新做管道井，既有建筑太阳能的改造最佳的安装部分是在建筑屋顶部分。4.2与既有框架结构建筑结合方式框架结构的建筑承载能力较砖混结构好，但在改造之前，同样需要对可能安装太阳能热水器的屋面和墙面进行强度校核，在强度满足要求的情况下开展改造工作。框架结构的住宅楼一般的建造层数在7层以上，这一类建