1、建筑一體化太陽能熱水建筑結合方式研究摘要:太陽能建筑一體化設計將太陽能作為基本建筑能源，建筑設計充分考慮太陽能的能源收集和利用，并有效地將所得能董用于建筑需求，將太陽能產品作為建筑構件的組成部分，融合在建筑設計中。從新建筑一體化太陽能熱水構件安裝位置、各種建筑類型的結合方式、構造設計要點、既有建筑改造結合方式等方面進行探討。關鍵詞：一體化；太陽能；節能0引言建筑一體化太陽能熱水是將太陽能熱水利用技術融入建筑的造型藝術中，達到太陽能熱水與建筑設計的完美結合。如果建筑設計初期沒有考慮太陽能熱水器的使用，后期住戶添加之后，就存在太陽能熱水器在屋面的安裝固定及熱水器管道入戶的問題，因為建筑沒有預留太陽

2、能的管道，致使在安裝的過程中，可能造成屋面防水層和保溫層的破壞,如果不能及時修復,就存在樓頂住戶屋面保溫效果不好,有漏水現象,造成頂層住戶房間內部裝修破壞,使用舒適度滿足不了要求。早期的太陽能沒有上水監控技術，屋面上的太陽能是否注滿水不能及時發現，上水有可能從屋面的雨水管道排到路面上，造成冬季路面打滑,種種原因導致太陽能熱水器不能在建筑中被很好地利用，甚至有些單位和住宅小區被明確告之不允許住戶在未經許可的情況下安裝太陽能熱水器，這就使太陽能熱水器的使用受到諸多因素的限制。為了建筑節能的要求，使建筑投入減少又不改變建筑的舒適度和增加建筑造價，對太陽能熱水器與建筑的結合設計是建筑可持續發展的道路之

3、一。建筑一體化太陽能熱水是將太陽能熱水利用技術融入建筑的造型藝術中，達到太陽能熱水與建筑設計的完美結合。1新建筑一體化太陽能熱水構件安裝位置新建筑中只要條件允許，都可以利用太陽能熱水技術。本文討論的主要是集中式太陽能熱水系統，而建筑上利用集中式太陽能熱水系統，目的就是要在集約化的前提下，達到系統的有效利用。新建筑一體化太陽能熱水構件可在建筑墻面上安裝。由于建筑主要是爭取南向和西向的熱量,建筑墻面是建筑很大的熱面，所以重點考慮建筑墻面的安裝，安裝的部位應該根據建筑的日照間距要求,在滿足建筑日照間距要求的前提下,滿足冬至日或大寒日4h以上的墻面上安裝太陽能熱水器,這就要求建筑師要對安裝墻面進行計算

4、。太陽能可以安裝在建筑的窗間墻上，也可以安裝在窗下墻上或女兒墻上，不論哪種安裝方式，都要求太陽能與建筑結構有可靠與穩固的連接，防止意外墜落。新建筑一體化太陽能熱水構件可在建筑屋頂上安裝。現代建筑基本上以平屋頂為主，建筑平屋頂基本上是建筑基底面積的總和，在屋面上安裝太陽能熱水系統，應考慮是否影響上人屋面的使用，是否安裝牢固，是否破壞屋面各構造層，是否會造成眩光,影響周圍建筑。在屋面的安裝部位可以是屋頂水箱間、樓梯間和飄板的上部，結合飄板進行安裝。設置單獨的太陽能構件安裝在建筑的外表，如在住宅小區的停車庫上部，與花架廊結合，與建筑主入口和值班室結合以及與小區公共活動中心結合等進行設計。2新建筑一體

5、化太陽能熱水與各建筑類型的結合方式新建筑一體化太陽能熱水與各建筑類型的結合方式略有不同，居住建筑及部分公共建筑，如文化娛樂建筑、商業服務建筑、體育建筑、醫療建筑等，以上建筑類型都要大量用到熱水,應盡可能開展太陽能熱水的利用技術。集中的太陽能熱水系統能夠在經過合理用水量計算之后，滿足建筑熱水要求。2.1公共建筑主要包括旅館類建筑、體育場館類建筑、洗浴會所類建筑等。這幾類建筑都要用到大量的生活熱水，滿足洗浴的要求，除旅館類是24h營業外，體育場館和洗浴會所的營業開始時間基本上是在上午9:00以后，在夏季，充足的日光照射能夠滿足太陽能熱水的使用要求。在冬季,陽光不能滿足要求時可以采用輔助性熱源達到建

6、筑用熱水的要求。旅館類建筑根據旅館規模和建筑等級要求，24h應滿足熱水供應量，如果全部采用太陽能熱水器的安裝，則這幾類營業性建筑將大大降低運營成本，太陽能熱水器的集熱器可以與這幾類建筑結合設計，或選擇在屋頂安裝，使太陽能與建筑一體化設計成為這幾類建筑的顯著特征。2.2居住建筑居住建筑要滿足洗浴、生活等要求,一般在下午6:00至晚上24:00是熱水消耗的集中時間段，而上午從9點至下午四五點鐘，正是太陽能強度最好的時間，這一時間段的陽光照射完全可以滿足居民對生活熱水的要求，在冬季太陽能熱水溫度滿足不了要求時，可以采用輔助熱源加熱太陽能蓄水箱中的熱水，以滿足生活要求。相比較采用天然氣和電采暖來說，太

7、陽能熱水在滿足24h或者更長時間的保溫條件下更具優勢。別墅類建筑由于房屋規模小，建筑面積在200300m2左右，易于做到在屋面上安裝太陽能熱水器，熱水器的安裝應與別墅建筑的平屋頂或坡屋頂結合設計。多層住宅樓如果屋頂面積有限，無法安裝下所有住戶的熱水器，則可以考慮在建筑的南立面和西立面安裝太陽能集熱板。太陽能集熱板在建筑立面上的安裝應與建筑立面設計統一結合，并且要能夠與建筑主體結構有可靠和安全的連接方式。由于高層建筑的屋面需滿足上人屋面的要求，在一定情況下作為建筑避難層和消防通道考慮，建筑屋頂不建議被太陽能集熱器滿鋪，可以考慮將集熱器安裝在樓梯間和電梯間以及水箱間的上部，可以與女兒墻屋頂部分的飄

8、板相結合。高層建筑太陽能集熱器的安裝,可與建筑南、西側外墻面和女兒墻、陽臺相結合。這樣更有利于太陽能熱水器的使用和維修,如果僅考慮安裝在屋頂平面，則可能由于管道內冷水較多，或熱水在管道中依靠重力流時損失部分熱量，不利于使用3建筑一體化太陽能熱水建筑構造設計要點*作為制造生活熱水的安全能源的太陽能產品，如果只是考慮該產品安裝在建筑的何部分和如何安裝，則達不到一體化設計的目的，筆者認為真正一體化設計的太陽能產品，應該增加該產品的復合性能設計，如該產品不僅是作為熱水器而存在,應該具有保溫和自防水、承重要求，使其可以替代一部分建筑構件存在，如開發其保溫和自防水的能力代替建筑屋面部分的保溫層和防水層，則

9、可以簡化屋面的復雜建筑構造。如開發其保溫和整體性要求，代替墻面的保溫層和圍護層，使太陽能熱水器自身滿足建筑的圍護和保溫要求,這些才是太陽能熱水器與建筑一體化設計的出路。建筑構造設計主要考慮太陽能集熱器與屋面、外墻面、女兒墻、陽臺等處設計與構造要求。在屋面的設計，可以采用鑲嵌式或架空式設計，盡量使集熱器滿足保溫和自防水的要求，并逐漸使集熱器的構造代替屋面的保溫層和防水層,使以構件出現的太陽能集熱器產品，在現場安裝之后即達到建筑屋面保溫和防水的要求，結合建筑的平屋面和坡屋面造型統一考慮。外墻面為了達到節能要求，目前的工程做法是在建筑主體外另貼一層建筑保溫材料，這樣無形中增加了建筑的造價。外墻面安裝

10、太陽能集熱器，就是要使集熱器產品代替建筑的保溫層，達到安裝完集熱器之后即滿足建筑外墻保溫的要求。在外墻面安裝的太陽能集熱器也可以選擇鑲嵌在外墻內和架空安裝，使集熱器成為建筑維護結構的組成部分，達到建筑外墻面節能、保溫的要求，甚至使集熱器能夠做到既有一定的強度要求,滿足自承重或承重的要求，這樣將更加利于太陽集熱器與建筑立面的結合，使集熱器能夠像幕墻或大模板的板材墻一樣的要求,便于施工安裝。與女兒墻的結合，主要要滿足女兒墻的安全圍護要求,所以集熱器應具有一定的強度，直接可以垂直安裝在建筑屋面上作為女兒墻的承重構件和滿足圍護要求。與陽臺的結合設計和女兒墻的結合方式既有很大的相似性，及都要滿足強度和安

11、全圍護尺寸的要求，使太陽能集熱器作為陽臺欄板直接安裝使用。4既有建筑改造結合方式建筑節能的目標不僅僅是針對新建建筑,對既有建筑的節能改造也將是未來建筑滿足節能要求的重點。在既有建筑節能改造中，應加入太陽能熱水器產品的使用和安裝。對既有建筑的熱水誤改造困難較大，如有些住戶已經安裝了太陽能熱水器，在改造的過程中，不能要求用戶將已有熱水器拆除，統一安裝，因此對既有建筑的改造應該將目標設定在防止住戶在外墻面上亂拉管線，應增加管道的位置，使住戶的太陽能熱水器既不破壞建筑的立面,又能比較便利地安裝連接。4.1與既有磚混結構建筑結合方式磚混建筑的層數一般在6層以下，磚混結構建筑的建造年代較早，衛生間和廚房面積較小,設備老化,在改造的過程中，應進行結構承載能力的校核，尤其是不上人的屋面,設計應針對熱水器的安放位置，管路與建筑的連接等統一設計。在多層建筑中，可以考慮用廢棄的垃圾道做管道井進行處理,也可以統一重新做管道井，既有建筑太陽能的改造最佳的安裝部分是在建筑屋頂部分。4.2與既有框架結構建筑結合方式框架結構的建筑承載能力較磚混結構好，但在改造之前，同樣需要對可能安裝太陽能熱水器的屋面和墻面進行強度校核，在強度滿足要求的情況下開展改造工作。框架結構的住宅樓一般的建造層數在7層以上，這一類建