太阳热水系统与建筑整合设计运用

赵琦慧

【摘要】随着建筑行业中太阳热水系统的应用不断增加，进行建筑设计时，将太阳热水系统和建筑进行有机的整合，通过绿色建筑理念的渗透促进建筑行业大发展，进行整合设计需要发挥太阳热水系统的最大限度的功能，将建筑整合的思路加入太阳热水系统的设计过程，向二者的整合有效途徑予以研究，最终推动建筑行业健康发展。本文就围绕太阳热式系统和建筑整合设计进行探讨，希望能够为提升绿色建筑水平具有参考价值。

【关键词】太阳热水系统;建筑整合;设计运用

当前，建筑设计从策划定位，施工图设计和安装设计施工等各个环节进行了绿色理念的渗透，例如太阳能热水系统的设计，要求符合住宅工程的设计要求前提下，将建筑给排水电气等专业技术应用加以整合，综合考虑建筑所在地区资源条件、居民的住宅类型以及建筑布局，考虑热水用量、集热器形式功能等，发挥技术优势，充分体现出太阳能辅助能源的优势，将太阳能热水系统与建筑实现一体化整合设计。

1、太阳能热水集热器的技术与建筑结合

随着现代社会的不断发展，人们的生活水平不断提高，对质量的需求也逐步增大，常规的能源使用逐渐带来了一定的污染，造成了人类生活的严重问题。太阳能作为一种可再生清洁的资源，在利用上受到各国重视，充分发挥太阳能资源的优势，将太阳能补充到能源运用过程中，是未来技术应用领域中普遍关注的话题。随着太阳能热水系统的不断普及和推广，当前将建筑和太阳能热水器加以一体化设计，采用太阳能热水器的安装形式的优化方式，实现建筑绿色化设计与应用。

1.1在结构上妥善解决太阳能热水系统的安装问题，考虑到建筑物和太阳能集热器要共同抵御外部环境的干扰，例如自然因素，雷电、地震、暴雨、冰雹等，要确保建筑物的承载和防水功能不受影响，同时要提升建筑物的承受灾害的能力[1]。

1.2在外观上，将太阳能集热器安装在阳台外墙面墙体内等各个部位，要实现太阳能热水器系统与建筑的有机结合，将建筑作为太阳能集热器的载体，实现二者的统一和和谐。

1.3在系统运行上，应确保系统能够安全稳定运行，同时易于维护和管理。

太阳能与辅助能源加热系统应该进行合理匹配，逐渐实现系统的智能化和自动控制化。管线布置上要防止管线的接口通道等出现渗漏，尤其是热水供应管路以及太阳能循环管路等。经过热能耗的降低，实现热水管路长度的有科学设计，选定的太阳能热水系统应该确定集热器的形式尺寸大小等，在安装面积和安装位置等方面，适应地区的气候特点，将太阳能热水系统各个组成部分在建筑中的位置加以科学合理的布设，满足相关防水排水，通风、隔热防潮等需求[2]。

2、太阳能热水系统与建筑一体化设计思路

提倡清洁用能、循环用能的项目理念，某项目从结构设计之初，就考虑加入太阳能方案，提出了太阳能供热理念，营销价值点。从施工安装和后续投入方面来看，实行太阳能集热器的安装，与屋顶建筑完美结合，屋顶太阳能集热器的铺设在施工安装方面比较简便，在建筑全生命周期之初不影响建筑的整体美观。对于分户水箱的安装，结构设计中把太阳能热水系统考虑其中，设计及施工、初期及预留管路铺设方案选择的管路均为市场中常规管线，对于系统的使用和维修以及后续室内环境改装都提供了拓展空间。

2.1在坡屋顶上进行建筑的安装设计，可以将太阳能集热器嵌入在建筑物的天窗上，作为建筑物维护的一部分。这种方式能够有专门的排水板系统和固定系统，实现单户供热，尤其是用于高档小区、学校、宾馆等，既可以实现集中供热，又能满足普通的热水需求。在建筑物的剖面上实现太阳能热水器建筑的构建，科学化合理化。坡屋顶的建筑安装设计，将太阳能热水器一般建安装在建筑物的最高位置，其热水器的角度可以按照不同的光柱角度进行自行调整，颜色也与周围的环境协调。

叠檐式则进行电源的设计，将热水器储水箱子嵌入到建筑中，同时也能发挥建筑排水和承重的功能，屋面层次富于变化的建筑往往适用于这一形式。

天窗式则将太阳能集热器放置在建筑物的屋面上。这种方式集水器被设计为热水器完全嵌入屋顶进行完全镶嵌[3]。

2.2平屋顶则实现远程的控制，将集中供热水系形式，通过配备的辅助设备，采用强制循环设计，实现分户计量，插卡取消享受热水的供应，同时造型独特美观，能够点缀建筑物，展现出国际品质的绿色热水健康生活。项目经过优化后，整体设计思路是采用壁挂的方法，将集热器固定在建筑物的立面墙壁上，储水箱则安装在室内，可以进行热水的压力平衡，热水更加充足，同时配备辅助能源系统，实现单家单户的24小时热水供应这种方式。高层建筑可以实现管路不走水，避免冬季冻管的问题。咸宁市则结构比较简单灵活，具有流线型设计的优点，能够对于花园、泳池、庭院等进行设置。这种太阳能热水器采用光电板和纳凉休闲于一体，尤其适用于建筑美学的整合，为城市建筑增添亮丽风景。瓢板式则使用轻钢免焊飘板式结构固定集热器，使得建筑物具有风格性的完美点缀，保证热水实现恒温供应。

采用强制循环设计，实现完整的远程控制系统，并且采用分户计量的方法，使得辅助能源能够被配备。太阳能集热水是太阳能热水系统的重要组成部分，在建筑一体化设计中属于核心领域，随着工程具体要求和使用要求，太阳能集热器一般设置在建筑物的外立面，例如外墙面、屋面，也有安装在墙体内，安装在墙体内的部分则属于嵌入式，飘台上和遮阳板上等能够充分接受太阳光的位置，均可以进行嵌入。

结语：

按照现行的行业标准，平均日效率应该是在有太阳光辐射的一天内，太阳能集热器获得的热量应大于等于45%。因此在进行建筑物外围的任何部位进行太阳能集热器的安装时，只要其设计保证排列整齐，规则有序，则能发充分发挥出太阳能集热器的使用功能，同时与建筑外部造型相契合。

参考文献：

[1]郝梦琳，杨宾，高丽媛，等.槽式太阳能供热光伏系统集热器集热性能的实验研究[J].可再生能源，2019，37（4）：521-524.

[2]贾斌广，刘芳，王达，等.扰流板太阳能空气集热器的流道优化[J].化工进展，2019，38（2）：819-825.

[3]曹颖.平板太阳能集热器技术问题浅析[J].商品与质量，2018，（43）：128.