探讨平板集热器与建筑相结合设计中的应用

摘要 随着太阳能热水系统的普及，人们关心的不仅仅是使用太阳能热水系统的舒适性、节能性，也越来越重视使用太阳能热水系统对建筑外观的影响。本文结合实例，探讨分析平板太阳能系统在建筑一体化设计中的常用思路和方法。 　　0 引言 　　近年来，我国多个省市有关部门纷纷出台了鼓励或强制安装太阳能热水系统的节能政策，极大地促进了太阳能热水系统在建筑中的推广应用。随着太阳能热水系统的普及，人们关心的不仅仅是使用太阳能热水系统的舒适性、节能性，也越来越重视使用太阳能热水系统对建筑外观的影响。 　　平板太阳能因其寿命长、安全可靠和易与建筑结合的特点，一经问世就在市场上占居了重要地位。本文结合实例，重在探讨分析平板太阳能系统在建筑一体化设计中的常用思路和方法。 　　1 别墅太阳能设计方法 　　别墅，带有私家花园的低层独立式住宅，目前有独立别墅、联排别墅、双拼别墅、叠加式别墅和空中别墅，建筑风格涉及中式、日式、欧式、美式等等，因别墅风格众多，设计迥异，所以在设计太阳能热水系统时，应充分结合建筑结构及其风格，予以考虑。 　　一般别墅所采用的太阳能热水系统多为分体式，即水箱和集热器分别放置。在设计太阳能热水系统时，应充分考虑集热器、水箱的放置方式以及管道的铺设对建筑美观的影响。一般设计方法是把平板集热器布置于南向屋面，与坡屋面平行放置，如图1；水箱放置于楼下阳台或其他阴性位置，如图2；集热器边框等颜色尽可能与建筑斜屋面主色调保持一致，效果图如图3所示。 　　为了更好的与建筑相结合，节省建筑材料，也可把平板集热器镶嵌在斜屋面上，但镶嵌时要做好防水处理，此种方法施工工艺要求较高，如图4所示。 　　另外，在别墅四周无遮挡的情况下，也可考虑利用一层或二层阳台空间，集热器固定在阳台栏杆上，水箱挂于承重墙，如图5所示。也可把集热器与建筑集成化，平板集热器嵌入一楼墙面，如图6所示。为了保证集热效果以及增加美观性，集热器建议采用整板蓝膜，边框颜色可根据建筑主色调进行选择。 　　总之，别墅的类型有许多，建筑一体化设计方法也有所不同，设计时要对别墅结构以及周边环境有充分的了解，优先选择与建筑色调一致的边框，以达到美观的目的。 　　2 中高层住宅和宿舍楼太阳能设计方法 　　中高层住宅和宿舍楼一般采用集中集热，集中储热太阳能热水系统。有些住宅也会采用集中集热，分户储热太阳能热水系统。对于屋顶面积充足的建筑，平板集热器常布置于屋顶，水箱放置于屋顶或地下室，如图7所示。平板太阳能热水系统不仅能满足日常热水需求，还能起到隔热作用，并且因集热器、水箱等设备都铺设在屋顶，所以从楼下来看，对建筑美观性基本无影响，特别适合旧建筑改造项目。 　　对于屋顶面积不足的高层建筑，则可采用阳台壁挂式设计方法。平板集热器固定在用户阳台位置，水箱放置于阳台承重墙，如图8所示。此时对集热器的放置也有一定要求，除集热器的固定满足风载等载荷要求外，还要避免因集热器的安装，对楼下住户采光影响。 　　3 酒店太阳能设计方法 　　酒店一般要求24 小时用水，基本都采用集中集热、集中储热、集中供热式太阳能热水系统，与建筑的结合常在于集热器的合理布置，除采用上文提到的中高层住宅和宿舍屋面布置集热器方法外，还可在屋面搭设钢架结构，集热器固定于钢架结构上，屋面可用来作为休闲场所使用，同时平板集热器起到了很好的遮阳作用，如图9、图10所示。值得一提的是，在建筑设计前期，就要考虑在屋顶统一设计混凝土花架，将集热器布置于花架上。 　　4 其他设计方法 　　除上述提到的常规建筑一体化设计思路外，太阳能热水系统的幕墙设计方法，即在保持与原有建筑风格一致的基础上，用高效平板太阳能集热器代替部分建筑材料，从而达到建筑节能和美学设计的要求。这种设计方法综合性强，涉及太阳能热利用、建筑学、美学等多种领域。设计时，需把平板集热器看作是一种建筑材料，合理使用，但要注意考虑集热器之间的固定连接，循环管道走管方式等问题，要做到在不破坏原有建筑的基础上，与建筑相辅相成，达到统一的有机整体。实例如图11、图12、图13所示。 　　5 结语 　　从以上实例可以看出，平板太阳能热水系统与建筑相结合具有多样性、综合性和灵活性等特点。因此，平板太阳能热水系统要实现与建筑和谐统一，就必须在设计时综合考虑，做到与建筑主体工程“五同步”，即同步规划、同步设计、同步施工、同步验收、同步交付使用，只有这样，才能实现真正意义上的平板太阳能与建筑的完美结合，满足人们美的享受。（珠海兴业新能源科技有限公司李海燕）