国内外太阳能热水系统与建筑一体化技术应用综述

蒋春霞 赵娇

摘要：本文通过对太阳能热水系统与建筑一体化技术出现的背

景进行阐述，同时分析国内外太阳能热水系统与建筑一体化技术的研究现状，同时提出相应的政策建议，为从事太阳能热水系统与建筑一体化技术工程施工、设计的人员提供参考依据。

关键词：太阳能热水系统 建筑一体化

0 引言

随着太阳能热水系统被家庭使用，带来一系列的问题：①太阳能热水器在造型上与建筑难以结合；②建筑的结构和设备系统在安装太阳能热水器时容易遭到破坏；③太阳能热水器未做过住宅一体化设计，降低了太阳能热水系统的工作效率。在这种情况下，有必要研究太阳能热水系统与住宅一体化。

1 国外研究与应用现状

1.1 太阳能集热器的要求

通过调查研究，Stadler等人认为：46%的建筑师希望集热器符合建筑立向模数，28%的建筑师希望集热器有标准的尺寸，85%的建筑师希望集热器的颜色有多种选择。通过网络对建筑师进行调查，Mariacristia得出结论：建筑师认为通过集热器尺寸和位置、形状和尺寸等体现集热器和建筑外观的结合。

1.2 太阳能集热器与建筑的结合方式

①与屋顶结合。②与立面结合。T.Tchow等人通过数值模拟，集热器效率可达53.4%，并能降低对室内的传热[1]。③与阳台结合。德国一栋11层公寓在2004年改建时，将原有的阳台栏板用太阳能平板集热器进行替换[2]。④与遮阳结合。基于现有的遮阳构件Palmero Marrero等人，结合集热功能，并建立模型进行模拟，对三种不同构造的运行效果进行分析[3]。⑤与屋脊结合。荷兰LAFARGE公司开发了一种和屋脊结合的脊瓦型太阳能集热器，在一些传统坡屋顶建筑上特别适合[4]。

1.3 太阳能热水系统与建筑一体化设计

国外主要强调科技的领先及色彩的丰富、与建筑构件整合设计、新型整合屋面系统等[5]。

2 国内研究与应用现状

2.1 太阳能集热器

结合关键技术，针对于低层、多层住宅，国内提出集热器“建筑构件化”，适用于住宅的多种热水系统运行方式[6]。

2.2 太阳能热水系统与住宅结合的研究

史洁[7]提出整合设计的三条途径：太阳能集成技术策略、建筑整合设计的方法和政策的引导机制。

何海霞[8]对太阳能热水系统与高层住宅一体化进行了设计并应用于工程中。

吴琛[9]着重对太阳能装置的集热器与建筑的各组成部分的结合方式进行分析研究，提出了一些太阳能装置与建筑相结合问题的解决办法，推进太阳能热水与建筑一体化设计在山西省的应用。

钱烨[10]系统归纳了太阳能集热器与建筑立面的结合方式整理，如表1：

表1 太阳能集热器与建筑立面的结合方式一览表

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注：表中1代表“局部热水供应系统”；2代表“集中热水供应系统”；3代表“真空管式集热器”；4代表“平板式集热器”。

2.3 太阳能住宅细部构造设计方面

国内各个地区均制定了集热器与建筑结合的构造图集，供建筑师参考，如上海现代建筑设计公司主编的《民用建筑太阳能系统应用图集》、大连市墙体材料革新办公室组织编制的《太阳能热水器与建筑一体化构造图集》等[11]。

2.4 太阳能热水器系统应用于不同层高的选择方案

王垚[12]提出了太阳能热水器系统的选择方案，如表2：

3 结束语

国内产品质量参差不齐；缺乏激励政策；与建筑行业脱节。在我国，后者阻碍太阳能热水系统的推广，前两个问题均会直接影响建筑行业。

参考文献：

[1] Du，W；Yang，QR；Zhang，FC.A study of the ventilation performance of a series of connected solar chimneys integrated with building.RENEWABLE ENERGY，36-1，265-271.2011.

[2]Marwa M.Hassna&Yvan; Beliveau Design，construction and performance prediction of integrated solar roof collectors using finite element analysis[J].Construction and Building Materials 2007（21）：1069-1078

[3]Tomas Matuska，Borivoj Sourek.Fagadesolarcetors[J]. Solar Energy，2006（80）：1443-1452

[4]T.T.Chow，K.F.Fong，A.L.S.Chan，Z.Lin. Potential application of a centralized solar water-heating system for a high-rise residential building in Hong Kong .Applied Energy， 2006，83；42-54.

[5]谭艳平.太阳能热水器与建筑一体化设计的研究[D].浙江大学，2005.

[6]毋楠.太阳能热水系统与高层建筑一体化的构造研究[D].西安科技大学，2012.

[7]史洁.上海高层住宅外界面太阳能系统整合设计研究[D].同济大学，2008.

[8]何海霞.杭州地区太阳能热水系统与高层住宅结合设计研究[D].浙江大学，2009.

[9]吴琛.山西省太阳能系统与建筑一体化初探[D].太原理工大学，2010.

[10]钱烨.上海地区太阳能热水系统与高层住宅的一体化研究[D].同济大学，2008.

[11]吕锡民.国内太阳能热水器使用状况调查分析[J].能源季刊，1997.27（3）： 105-117.

[12]王垚.太阳能技术在建筑上的应用研究[D].西安科技大学，2010.

基金项目：常州工程职业技术学院大学生实践创新训练项目《太阳能热水系统与住宅一体化技术应用的调查研究》（编号Cx2011-15）阶段性成果。

作者简介：

蒋春霞（1980-），女，江苏苏州人，讲师，硕士研究生，研究方向：建筑工程施工及管理、高职教育教学管理；赵娇（1984-），女，江苏溧阳人，讲师，硕士研究生，研究方向：建筑工程施工及管理、高职教育教学管理。