集熱器與建筑的結合研究

摘 要:太陽能熱水系統與建筑的結合不僅是指在建筑上的施工問題，也不是指預留管道的問題，還與給排水、電氣等有密切的聯系，如何使太陽能熱水系統與建筑的結合更完美，如果使太陽能熱水系統使用效率最高，如果對太陽能熱水系統的維修保養更合理，是需要在設計和施工中進一步深化和優化的。

關鍵詞:集熱器建筑 一體化設計

中圖分類號:TK51文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0061-01

隨著我國經濟的快速發展，能源需求出現了一個持續增長的態勢。我國以煤炭為主的能源結構極不合理，煤炭燃燒產生大量的污染物，包括大量SO2、NOx等有害氣體以及CO2等溫室效應氣體，給我國環境造成巨大污染，不利于能源與經濟、生態協調發展，不符合可持續發展的戰略目標。“太陽能與建筑一體化”就是把太陽能產品作為建筑部件安裝，使其有機結合起來，符合建筑美學要求，減少建筑能耗對常規能源的依賴關系，無論從經濟和環境角度，都具有重大的現實意義。

1 集熱器布列支架下的基礎施工

集熱器布列支架下的基礎施工，在預制基礎就為錢或者混凝土基礎澆筑前，定標高、放定位軸線是建筑施工中重要的一環，一共要嚴格遵守工程平面圖的定位軸線尺寸要求，嚴格控制，務必準確。澆筑混凝土時，應用固定架將柱腳支座板或錨栓安設在定位軸線規定的位置上，錨栓要罩上或用毛氈等物將螺紋部位保護好，以防受損。柱腳基礎課根據柱腳類型和施工條件選擇以下施工方法。

(1)將柱腳基礎支承面一次澆筑至標高位置后，不再進行澆灌水泥砂漿。(2)將柱腳基礎混凝土澆筑到比設計標高低40～60mm的位置，然后用細石混凝土找平至設計標高，找平工作應采取措施，保證細石面層與基礎混凝土緊密結合。(3)預先按設計標高安置好柱腳支座板，并在鋼板下澆灌細石混凝土至標高。(4)將柱腳支座板下的混凝土澆筑到比設計標高低40～60mm的位置，然后用細石混凝土找平至標高。集熱器布列支架下基礎的驗收，應檢查其支承面、埋設件尺寸和位置與設計尺寸和位置是否相符合。

2 集熱器結構支架的安裝

(1)材料的矯正。太陽能熱水裝置的主結構絕大部分是由角鋼、槽鋼和鋼板構成的，在進現場施工前，這些材料不一定都符合鋼材矯正后的允許偏差，因此在放樣、號料和拼裝之前需要將這些不符合施工要求的材料加以矯正。矯正后的鋼材表面上不應有凹陷及其他損傷，并應符合有關規定。對受力構建中的零件，在冷矯正和冷彎曲時，其曲率半徑不易過小，以免鋼材喪失塑性或出現裂紋。

(2)拼裝。拼裝是將已經矯正、下好的料進行組合。這項工序要求對焊接部位先進行清理，清除鐵銹、飛刺，污物。有些承載構件在焊接前的拼裝中，應嚴格按焊接前拼裝允許偏差的規定執行。拼裝過程中，應保證鋼結構的實際尺寸符合設計要求。

(3)電焊。在太陽能熱水裝置的制造過程中電焊焊接工作量最大，也是技術要求最高的工序。如果焊接達不到設計要求，將使以后的工作難以進行，即使補救也會造成較大的經濟損失。因此，盡管從整體結構的制造中對操作技術含量要求并不高，但對關鍵部位的焊接和拼裝焊接，應由技術較好的焊工操作，以確保工程質量。對于其他不太重要的焊接部位，經考試合格持證的焊工在有經驗的焊接人員知道下進行。

(4)鋼結構的安裝。采用綜合安裝方法，安裝前將多有拼接后的構件矯正到圖樣要求的允差范圍內，安裝單跨集熱器布列支架或多層集熱器布列支架時，應以第一跨為基準，用于矯正其他各跨尺寸和幾何造型，使太陽能熱水器裝置整體更趨規格化和一致性。

3 屋面防水處理

在建筑屋面上對太陽能熱水系統基礎制作和集熱器剛結構支架施工后，應對屋面進行防水處理。屋面工程應根據建筑物的性質、重要程度、使用功能要求及防水層合理使用年限按不同等級進行設防。

(1)清理基層:將基層清掃干凈。(2)涂刷冷底子油:一般采用手工涂刷，用棕刷在基層上滿刷一道冷底子油。涂刷宜在鋪油氈前1～2d進行，使冷底子油干燥而不沾灰塵。(3)鋪貼附加層油氈:在平面與立面的轉角處，落水口、管道根部鋪貼附加層油氈。(4)鋪貼大面積油氈:油氈鋪貼方法有滿鋪法、花鋪法等。(5)檢查驗收:油氈防水層鋪貼完后，應仔細檢查油氈卷材鋪貼質量，各層油氈的搭接縫應用瀝青膠結材料仔細封嚴。(5)蓄水試驗:屋面蓄水24h無滲漏或淋雨試驗不漏水為合格。

4 系統管路的施工

管路施工是太陽能熱水系統建筑施工中的有一個重要工序，它包括太陽能集熱器就位和管道連接兩部分。與采暖工程施工不同的是，該施工絕大部分是在室內進行的，而太陽能熱水裝置的管路施工是在室外進行的，客觀上給在室內施工提供了“放線”的便利和保證質量的條件。因此，太陽能熱水裝置管路施工難度更大，要求更高，如對管道坡度的要求，集熱器之間連接膠管的要求等。

(1)集熱器之間連接管的安裝。集熱器并聯安裝的要點是設置好的支架上保證集熱器與集熱器之間上下端口對接的同軸度，這也是連接膠管不出現彎曲的必要前提。為保證從第一集熱器的上下端口到最后一塊集熱器的上下端口軸向的直線性，從而保證系統的正常運行。

(2)管道的安裝。管道安裝應根據系統圖或軸測圖進行，由于存在部件誤差和結構誤差，管道的施工就有一定的靈活性。在實測管間距的前提下，為確保管理系統不出現“反坡”，就要求下料長度與兩對接口的位置相互吻合，已達到系統運行暢通的目的。管道安裝時，除必須依據圖樣要求嚴格按標注的破向、坡度連接外，圖樣上雖不標注管道支托。吊架的位置和安裝方法，但仍應按照規范施工。

5 保護層的施工方法

在保護層的外面進行保護層施工，其目的是防止保溫層受到內力或者外力作用而遭到損壞，延長使用壽命。保護層可分以下幾種:(1)涂抹式保護層;(2)金屬保護層;(3)氈布類保護層。

太陽能熱水系統管道的保護層是采用第3種方法。具體的施工方法:首先將材料裁成幅寬120mm左右，然后卷成卷備用，也可以根據管道直徑或設備(圓柱式儲水箱)的大小選定不同的幅寬。纏繞時要拉平，邊卷邊整平，不能有褶皺、翻邊現象。一般搭接以幅寬一半為準，這樣官道上實際纏繞兩層。

通常瀝青玻璃布是比較好的保護層材料，采用纏繞式施工方法，蒜頭要用熱瀝青粘接。從長遠看，因為保護層使用時間長，甚至使用10多年仍然完好，所以是比較經濟的。

目前，有些保護層施工也有采用金屬材料的，一般以鍍鋅板為主，也有采用普通防腐板的，特殊場所中的管道或儲水箱也有采用薄鋅板或不銹鋼板。

6 電氣與控制系統的施工

(1)水泵的安裝。安裝前，應仔細核對水泵的規格、型號、揚程和流量是否符合圖樣要求，然后試運轉檢查，檢查其運轉是否正常。水泵基座應安裝牢固，與泵連接的管道不應有應力出現，以防止水泵的接口損壞。露天使用的水泵應有防雨罩，并在水泵的各部位螺紋處涂抹防銹油脂。安裝后，接通電源試運轉10min，以不發熱為正常。

(2)電磁閥的安裝。普通電磁閥應橫向安裝，與管口或法蘭的連接不應出現應力現象。安裝電磁閥前，應做通電試驗，以檢查鐵芯的靈活性。安裝后，做通水試驗，檢查電磁閥的通斷是否靈敏。

參考文獻

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[2]李俊峰，胡潤青.進一步加強太陽熱水器發展的政策建議[J].太陽能，2004 (2):4-9.