基于太陽能技術分析建筑熱水系統的構建思路

【摘要】太陽能技術是可再生資源的利用，對于建筑熱水系統的構建具有實用價值。本文介紹了建筑熱水系統應用太陽能技術的發展現狀，通過一體化設計的構思，提出相應的集熱器安裝方式，以及建筑物利用太陽能技術的熱水系統構建方式。

【關鍵詞】太陽能技術；熱水系統；建筑構思

1、建筑熱水系統應用太陽能技術的發展現狀

在新能源技術不斷發展的過程中，利用太陽能技術為建筑物提供熱水循環系統的方式，已經得到多方認可，和實踐證明，但是多年發展中仍然存在部分問題。一方面，目前我國在太陽能熱水系統的應用中，多為用戶自行安裝的單獨系統，往往在城市建筑中略顯突兀，與整體建筑無法融合，產生安裝凌亂的現象，影響了城市建設的美感。另一方面，普遍新型建筑的小區中，整體安裝太陽能建筑熱水系統的情況不多，而多數開發商也不會主動安裝這類系統，其主要原因在于，近些年來我國的建筑由高層建筑為主，而相對有限的建筑面積也無法完成太陽能采集的需求，故而多數開發商放棄了該技術的應用和推廣。此外，多數建筑在初期構思時未曾設計太陽能熱水系統的合理規劃，往往竣工之后才考慮進行外置作業，而在建筑本身之外安裝集熱板的情況，也出現了管線鋪設凌亂，進而影響了屋頂的使用功能，同時也破壞了建筑構件的安全。

2、太陽能建筑熱水系統一體化設計的構思

基于太陽能技術的應用必須有效結合建筑本身的特點，從而為其提供熱水系統，既不能破壞整體建筑效果，也不能產生過多的空間占有率，因此應當在建設之初進行設計，并在建筑施工過程中與建筑本身融為一體，也就是目前普遍認可的一體化設計。

太陽能熱水系統由保溫水箱連接太陽能集熱器進而提供熱能，再由連接水箱與集熱器的管路完成對熱水的輸送，形成整體的輔助加熱系統與控制系統，應用于建筑內部的使用。那么為了實現其功能效果的優化發揮，在建筑規劃中與施工周期同步完成已經驗收，促進與建筑物的融合已經設計合理化，才能實現一體化的太陽能熱水系統在建筑物中的科學應用。不僅能夠在使用材料上降低成本，而且也能夠提供更高的設備使用率，同時達到高效的空間利用率。

3、太陽能熱水系統與現代建筑的一體化方式

3.1在建筑物頂端安裝集熱器的方式

通常情況下設計太陽能熱水系統時考慮到太陽能采光面的問題，最大可利用時間的方式就是在建筑物頂端完成集熱器的安裝。此時分為兩種情況，一種情況是建筑屋頂為坡面設計時，需要考慮采光問題，將集熱器設置在南面，而同時將安裝角度控制在當地緯度±10的位置，從而提高其照射面積促進太陽能的接收。另一種情況是建筑物為平頂設計，此時需要為集熱器安裝尋找有效間距，控制在日均照射在6h以上的有序排列，從而實現日照條件的基礎。

3.2在建筑物表面構建集熱器的方式

除屋頂之外建筑物本身的外墻體也是接觸日照時間最長的表面，而且在高緯度地區具備了在南面外墻結合太陽能集熱器的有利條件，也能夠體現出現代建筑的優勢。而且在建設初期為其規劃管道與墻體的結合，能夠將管道設置在墻體內部，不僅提升了美觀降低了建設成本。同時相對其他方式的結合，其具備了安裝便利與維護檢查方便的優勢。并且對于高層建筑屋頂面積不足的情況也能妥善解決。但此種方式在低緯度地區，光線入射角度不高，對于太陽能轉換與吸收的利用率過低，所以不建議使用。

3.3在建筑物陽臺上安裝集熱器的方式

此種方式利用了陽臺欄板，不僅有效的利用了建筑物空間面積，而且便于單戶居民的使用，可以極大提升維護成本，而且單獨檢查與維修的費用也低于其他方式。通過空調室外機、儲熱水箱、以及太陽能集熱器等設備的集中布置，能夠將建筑物陽臺的空間利用率達到最高，同時也產生對于管路鏈接的部分需求較短，那么也就在施工中減少了土建工程，同時也附加了封裝陽臺的功能，是我國在太陽能熱水系統與現代建筑一體化結合的主流趨勢。

3.4以遮陽方式結合集熱器的安裝

利用遮陽方式安裝集熱器的方式，能夠為建筑物提供更高的功能使用，尤其在夏季陽光充足且日照效果較好的情況下，不僅能夠收集較多的太陽能，而且也起到降低室內溫度的作用。而且能夠與窗體結構相結合，通過自動控制系統尋找與采光面的有效結合角度，繼而完成最大采光率的結合方式，提高太陽能收集的有效途徑，實現建筑物的最大空間利用率。

4、建筑物利用太陽能技術的熱水系統構建方式

4.1集中式熱水系統

集中式的建筑物熱水系統由集中集熱和供熱的方式完成，其中使用計量的標準需要單獨的分戶計量系統，同時配以輔助的集中加熱方式。其優勢體現于兩個方面：一方面，以集中儲熱的方法進行熱水系統的構建，能夠降低平均造價，同時也降低了熱能損失，而且對于相對簡單的管道鋪設而言，能夠在保障供水品質的同時提高其使用舒適度。另一方面，此種方式的熱水系統以集中管理的模式進行整體輸送熱水，并不受到樓層高度限制，從而實現了熱水的同時應用與共享，其系統運行的穩定系數頗高，而且維修率也相對較低。但是該系統的空間占有率也很大，以24h的全天供水來計算，相對的運行成本無形增加，那么在對其進行收費的標準上存在很大爭議，對于后期公攤費用的收取存在問題，而且清算維護費用也產生同樣問題。而且集中貯熱水箱體自身就具備較大的體積，所以需要對建筑本身進行結構承重的考證，而多數驗證結果，也會將其設置在不見日照的地下室內，但是在保溫程度上就需要進一步設計。

4.2集中分散式熱水系統

集中分散式的建筑物熱水系統，通過太陽能集熱板的集中模式完成對熱水的集熱過程，再通過分戶儲熱的方式以單戶進行熱水存儲，而熱源與輔助加熱的選擇由使用者自行明確。其優勢體現出資源共享的分配方式，而在單戶儲熱的模式也規避了集中水箱的體積問題，并且能夠通過單戶結算的方式計費。但是此種方式也會產生由于二次換熱導致的熱能損失，從而增加了運行費用的成本，相對造價較高。

參考文獻：

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