太阳能热水系统建筑一体化的实践与思考

由天下分享时间：2024/9/13 23:15:37 加入收藏我要投稿点赞

太阳能热水系统建筑一体化的实践与思考

摘要：本文主要介绍了平板式太阳热水系统与建筑一体化设计时的主要考虑点的解决方案。

关键词：建筑一体化；平板集热器；防水；系统太阳能集热器的优越性早为人们所认同，已使用多年。但在住宅建筑中都将其视为一种设备，支或挂附在建筑物的墙面、屋面上。其特立独行的模样影响了建筑的观瞻，以至于许多地区从整顿市容的角度出发，要求拆除群众自发安装的太阳能集热装置。怎样解决好上述问题，即有效利用太阳能又美化建筑环境，这就成了广大业内人士十分关注的问题。

太阳能与建筑一体化是太阳能健康发展的必由之路。国家发改委、建设部都在热情关注、支持这一事业的发展并相继在全国范围内建立了一批太阳能与建筑一体化试点工程项目，对这一事业的发展起到了协助推动的作用。

北京九阳实业公司和北京天鸿房地产开发有限责任集团公司联合承担的国家发改委、建设部太阳能与建筑一体化试点项目——北京项目，通过双方的密切配合，使项目本身达到非常好的效果，获得了国家发改委组织的外国专家组的一致好评。

下面我们介绍一下我们在工程设计和实践中的一些基本思路和做法。

一、集热产品的选择

集热器产品主要有全玻璃真空管式、热管式和U型管式、平板式几种。

全玻璃真空管式，效率高，四季均可提供生活热水，但与平板式集热器相比，存在一定的安全隐患，即有可能发生爆管的问题。

热管式效率高，系统较成熟，无安全隐患，但对水质要求较高，造价高。

U型管式，热效率较高(与全玻璃真空管式相比稍低)，无安全隐患，但系统不够成熟，造价较高。

平板集热器整体性好，寿命长，故障少，安全隐患、成本造价低，由于采用排空防冻技术，从而很好的解决了平板集热器系统冬季不能使用的缺憾。同时平板集热器还具有以下优点：

1．平板集热器无真空度要求，热性能稳定，整体性好，使用寿命长。

2．平板集热器系统中，水或工质在金属流道内流动，不接触玻璃盖板，不会出现因骤冷、骤热引起暴管导致系统瘫痪。

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3．平板集热器可以实现紧凑式或无间隙安装，在生产热水的同时，还具有保温、隔热、遮光，防水的传统屋面功能，这就为取代部分或全部屋面构件提供了基础。

4．集热器形状结构可灵活设计，尺寸可与建筑材料的模数和建筑结构达到较好的相容性。

5．平板集热器承压性能好，可使系统运行稳定。综上所述，平板式太阳能集热器，在工程中应用时，通过对产品的进一步改进，其整体性、故障、寿命、投资等方面具有更大的优势。

二、防水处理

根据太阳能平板集热器坡度要求，我们将其与坡屋面结合设计，嵌入南坡屋面并和瓦面相平，各种管线均为暗装（表面设可拆开挡板）与瓦屋面浑然一体。这种设计方案决定屋面防水成为技术关键。既要保证安装又要排水顺畅不漏雨。为此我们在屋面土建设计方面选择了盆槽式汛水方式解决。汛水表面敷设“自粘防水卷材”（自愈合）满足了瓦面交搭和设备安装点的防水要求。

同时北京大气环境可吸入颗粒物较多，因此要经常对热板进行清洁维护。为方便人员在坡屋面上擦洗操作，设计中在屋脊处埋设钢管把杆（接入防雷系统）。在其上可钩挂软梯和人员安全带。

太阳能集热板安装角度要求一般与北京纬度相同（40o）形成阁楼空间，本设计中加以利用，为顶层户型扩充了使用空间。

本工程中使用的太阳能集热板有光滑平整的表面。将其嵌入斜屋面后，为人们司空见惯的形式增加了靓点，丰富了天际线。

三、集热器安装设计方案

在集热板与四周瓦的结合，及集热板之间的防水设计方面，我们采用了100%的结构防水设计方案。从而很好的解决了屋面防水的可靠性。

四、热水系统设计

1．按系统形式划分可分为： (1) 分户式系统； (2) 集中式系统。

分户式系统是最常见的系统形式，各家各户自成独立的系统，没有各户之间的流量分配问题，以及复杂的控制问题，安全隐患也比较好解决。但未考虑到各户之间使用的不平衡，不能够充分利用太阳能集热设施、对于整个小区来说系统规模庞大，利用率也较低，从而造价相对较高。

集中式系统，目前国内采用的工程较少，而且主要集中在宾馆、饭店等公共建筑，对于小区住宅尚无此范例。借鉴国内其他集中式太阳能系统实践经验，经计算论证，住宅小区集中利用太阳能解决生活热水问题是可行的。

集中式系统，相对于分户式系统，有显著节约初投资、运行维护方便，使太阳能集热系统可以得到充分利用等优势。

2 .太阳能热水系统设计计算 4.2.1基本参数 (1) 用水人数

404号楼共有住户21户，每户以2.8人计，用水人数共计约59人。