太陽(yáng)熱水系統(tǒng)與建筑整合設(shè)計(jì)運(yùn)用

趙琦慧

【摘要】隨著建筑行業(yè)中太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的應(yīng)用不斷增加，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，將太陽(yáng)熱水系統(tǒng)和建筑進(jìn)行有機(jī)的整合，通過(guò)綠色建筑理念的滲透促進(jìn)建筑行業(yè)大發(fā)展，進(jìn)行整合設(shè)計(jì)需要發(fā)揮太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的最大限度的功能，將建筑整合的思路加入太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，向二者的整合有效途徑予以研究，最終推動(dòng)建筑行業(yè)健康發(fā)展。本文就圍繞太陽(yáng)熱式系統(tǒng)和建筑整合設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，希望能夠?yàn)樘嵘G色建筑水平具有參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)熱水系統(tǒng);建筑整合;設(shè)計(jì)運(yùn)用

當(dāng)前，建筑設(shè)計(jì)從策劃定位，施工圖設(shè)計(jì)和安裝設(shè)計(jì)施工等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了綠色理念的滲透，例如太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求符合住宅工程的設(shè)計(jì)要求前提下，將建筑給排水電氣等專業(yè)技術(shù)應(yīng)用加以整合，綜合考慮建筑所在地區(qū)資源條件、居民的住宅類型以及建筑布局，考慮熱水用量、集熱器形式功能等，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分體現(xiàn)出太陽(yáng)能輔助能源的優(yōu)勢(shì)，將太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑實(shí)現(xiàn)一體化整合設(shè)計(jì)。

1、太陽(yáng)能熱水集熱器的技術(shù)與建筑結(jié)合

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對(duì)質(zhì)量的需求也逐步增大，常規(guī)的能源使用逐漸帶來(lái)了一定的污染，造成了人類生活的嚴(yán)重問(wèn)題。太陽(yáng)能作為一種可再生清潔的資源，在利用上受到各國(guó)重視，充分發(fā)揮太陽(yáng)能資源的優(yōu)勢(shì)，將太陽(yáng)能補(bǔ)充到能源運(yùn)用過(guò)程中，是未來(lái)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中普遍關(guān)注的話題。隨著太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的不斷普及和推廣，當(dāng)前將建筑和太陽(yáng)能熱水器加以一體化設(shè)計(jì)，采用太陽(yáng)能熱水器的安裝形式的優(yōu)化方式，實(shí)現(xiàn)建筑綠色化設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

1.1在結(jié)構(gòu)上妥善解決太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的安裝問(wèn)題，考慮到建筑物和太陽(yáng)能集熱器要共同抵御外部環(huán)境的干擾，例如自然因素，雷電、地震、暴雨、冰雹等，要確保建筑物的承載和防水功能不受影響，同時(shí)要提升建筑物的承受災(zāi)害的能力[1]。

1.2在外觀上，將太陽(yáng)能集熱器安裝在陽(yáng)臺(tái)外墻面墻體內(nèi)等各個(gè)部位，要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)與建筑的有機(jī)結(jié)合，將建筑作為太陽(yáng)能集熱器的載體，實(shí)現(xiàn)二者的統(tǒng)一和和諧。

1.3在系統(tǒng)運(yùn)行上，應(yīng)確保系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)易于維護(hù)和管理。

太陽(yáng)能與輔助能源加熱系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行合理匹配，逐漸實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化和自動(dòng)控制化。管線布置上要防止管線的接口通道等出現(xiàn)滲漏，尤其是熱水供應(yīng)管路以及太陽(yáng)能循環(huán)管路等。經(jīng)過(guò)熱能耗的降低，實(shí)現(xiàn)熱水管路長(zhǎng)度的有科學(xué)設(shè)計(jì)，選定的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)該確定集熱器的形式尺寸大小等，在安裝面積和安裝位置等方面，適應(yīng)地區(qū)的氣候特點(diǎn)，將太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)各個(gè)組成部分在建筑中的位置加以科學(xué)合理的布設(shè)，滿足相關(guān)防水排水，通風(fēng)、隔熱防潮等需求[2]。

2、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計(jì)思路

提倡清潔用能、循環(huán)用能的項(xiàng)目理念，某項(xiàng)目從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之初，就考慮加入太陽(yáng)能方案，提出了太陽(yáng)能供熱理念，營(yíng)銷價(jià)值點(diǎn)。從施工安裝和后續(xù)投入方面來(lái)看，實(shí)行太陽(yáng)能集熱器的安裝，與屋頂建筑完美結(jié)合，屋頂太陽(yáng)能集熱器的鋪設(shè)在施工安裝方面比較簡(jiǎn)便，在建筑全生命周期之初不影響建筑的整體美觀。對(duì)于分戶水箱的安裝，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中把太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)考慮其中，設(shè)計(jì)及施工、初期及預(yù)留管路鋪設(shè)方案選擇的管路均為市場(chǎng)中常規(guī)管線，對(duì)于系統(tǒng)的使用和維修以及后續(xù)室內(nèi)環(huán)境改裝都提供了拓展空間。

2.1在坡屋頂上進(jìn)行建筑的安裝設(shè)計(jì)，可以將太陽(yáng)能集熱器嵌入在建筑物的天窗上，作為建筑物維護(hù)的一部分。這種方式能夠有專門的排水板系統(tǒng)和固定系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單戶供熱，尤其是用于高檔小區(qū)、學(xué)校、賓館等，既可以實(shí)現(xiàn)集中供熱，又能滿足普通的熱水需求。在建筑物的剖面上實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水器建筑的構(gòu)建，科學(xué)化合理化。坡屋頂?shù)慕ㄖ惭b設(shè)計(jì)，將太陽(yáng)能熱水器一般建安裝在建筑物的最高位置，其熱水器的角度可以按照不同的光柱角度進(jìn)行自行調(diào)整，顏色也與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)。

疊檐式則進(jìn)行電源的設(shè)計(jì)，將熱水器儲(chǔ)水箱子嵌入到建筑中，同時(shí)也能發(fā)揮建筑排水和承重的功能，屋面層次富于變化的建筑往往適用于這一形式。

天窗式則將太陽(yáng)能集熱器放置在建筑物的屋面上。這種方式集水器被設(shè)計(jì)為熱水器完全嵌入屋頂進(jìn)行完全鑲嵌[3]。

2.2平屋頂則實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制，將集中供熱水系形式，通過(guò)配備的輔助設(shè)備，采用強(qiáng)制循環(huán)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)量，插卡取消享受熱水的供應(yīng)，同時(shí)造型獨(dú)特美觀，能夠點(diǎn)綴建筑物，展現(xiàn)出國(guó)際品質(zhì)的綠色熱水健康生活。項(xiàng)目經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，整體設(shè)計(jì)思路是采用壁掛的方法，將集熱器固定在建筑物的立面墻壁上，儲(chǔ)水箱則安裝在室內(nèi)，可以進(jìn)行熱水的壓力平衡，熱水更加充足，同時(shí)配備輔助能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單家單戶的24小時(shí)熱水供應(yīng)這種方式。高層建筑可以實(shí)現(xiàn)管路不走水，避免冬季凍管的問(wèn)題。咸寧市則結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單靈活，具有流線型設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)τ诨▓@、泳池、庭院等進(jìn)行設(shè)置。這種太陽(yáng)能熱水器采用光電板和納涼休閑于一體，尤其適用于建筑美學(xué)的整合，為城市建筑增添亮麗風(fēng)景。瓢板式則使用輕鋼免焊飄板式結(jié)構(gòu)固定集熱器，使得建筑物具有風(fēng)格性的完美點(diǎn)綴，保證熱水實(shí)現(xiàn)恒溫供應(yīng)。

采用強(qiáng)制循環(huán)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)完整的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，并且采用分戶計(jì)量的方法，使得輔助能源能夠被配備。太陽(yáng)能集熱水是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的重要組成部分，在建筑一體化設(shè)計(jì)中屬于核心領(lǐng)域，隨著工程具體要求和使用要求，太陽(yáng)能集熱器一般設(shè)置在建筑物的外立面，例如外墻面、屋面，也有安裝在墻體內(nèi)，安裝在墻體內(nèi)的部分則屬于嵌入式，飄臺(tái)上和遮陽(yáng)板上等能夠充分接受太陽(yáng)光的位置，均可以進(jìn)行嵌入。

結(jié)語(yǔ)：

按照現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，平均日效率應(yīng)該是在有太陽(yáng)光輻射的一天內(nèi)，太陽(yáng)能集熱器獲得的熱量應(yīng)大于等于45%。因此在進(jìn)行建筑物外圍的任何部位進(jìn)行太陽(yáng)能集熱器的安裝時(shí)，只要其設(shè)計(jì)保證排列整齊，規(guī)則有序，則能發(fā)充分發(fā)揮出太陽(yáng)能集熱器的使用功能，同時(shí)與建筑外部造型相契合。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝夢(mèng)琳，楊賓，高麗媛，等.槽式太陽(yáng)能供熱光伏系統(tǒng)集熱器集熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J].可再生能源，2019，37（4）：521-524.

[2]賈斌廣，劉芳，王達(dá)，等.擾流板太陽(yáng)能空氣集熱器的流道優(yōu)化[J].化工進(jìn)展，2019，38（2）：819-825.

[3]曹穎.平板太陽(yáng)能集熱器技術(shù)問(wèn)題淺析[J].商品與質(zhì)量，2018，（43）：128.