太阳能热水系统与住宅一体化设计技术方法研究

【摘要】： 能源和环境已经构成社会发展和人类生存的两大矛盾。能耗水平是评价一个国家或地区贫富的重要标志,能耗结构组成是衡量这个国家和地区环境状况、生态质量的基本依据。太阳能热水设备的使用对改变我国建筑高能耗的现状意义重大。因此,在我国开发和研究大规模应用太阳能的方法对国民经济的可持续发展具有重要作用,是我国能源发展战略的重要内容和组成部分。当今世界范围内的太阳能光热发展形势喜人,尤其是利用太阳能加热生活热水以其经济、环保、便捷的特点成为最具有发展市场和潜力巨大的行业。我国经过二十多年的科技攻关,已自主掌握世界领先的太阳能集热核心技术,成为太阳热水器产量和销售量居世界第一的太阳热水利用大国。但是,实际中的应用水平却远远落后:表现为热水设备市场良莠不齐、种类繁多;用户各自为政,导致城市管理部门的消极干预;设计部门缺乏相关技术依据以及物业管理措施不到位等等。为了改变这一局面,本文从一系列相互牵制约束的因素中寻找突破口,站在建筑设计的角度对光热设备与建筑的关系进行分析:通过研究设备的原理、结构和系统类型,总结适合住宅应用的设备部件技术关键点和设备系统特点;另一方面通过考察符合光热工作条件的建筑承载系统,根据国内外现有的热水设备结构和一体化建筑技术方法,结合我国现阶段的建筑生产特点,尝试提出适合我国住宅的热水利用建筑一体化设计方法。为改变当前住宅建筑被动安置热水系统的应用方式提供技术改良方案,指引我国太阳能事业走向的正确的发展方向。 【关键词】：太阳能 太阳能热水系统 住宅 一体化建筑设计方法
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU822
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-12
• 第二章 太阳能热利用发展的国际国内环境及进展情况12-30
• 2.1 国内外能源形势12-14
• 2.1.1 世界常规能源生产、消费现状和我国在世界能源体系组成中的地位12-13
• 2.1.2 可再生能源和太阳能开发引人注目13-14
• 2.2 减轻建筑能耗对资源的压力体现建筑师的社会责任和人文关怀14-15
• 2.3 充分利用太阳能成为国内外可持续住宅发展的主要策略15-17
• 2.4 各国“阳光计划”说明太阳热水前途光明17-20
• 2.4.1 国外市场发展情况17-19
• 2.4.2 国内市场发展情况和未来前景19-20
• 2.5 太阳能热利用与住宅一体化的紧迫性20-28
• 2.5.1 太阳能利用与建筑一体化是未来发展的唯一方向21-22
• 2.5.2 目前发展的障碍剖析以及建筑师角色的转变对推动一体化的关键作用22-27
• 2.5.3 与住宅一体化的途径27-28
• 2.6 课题研究的意义28-30
• 第三章 国内外太阳热水的建筑一体化技术现状和设计方法分析30-47
• 3.1 国外太阳热水典型技术剖析30-39
• 3.1.1 太阳热水产品的结构、组成和特点30-34
• 3.1.2 太阳热水的技术类型和系统选型34-37
• 3.1.3 热水设备与建筑整合方法37-39
• 3.2 国内热水设备典型技术现状分析39-47
• 3.2.1 集热产品的结构、组成和特点39-44
• 3.2.2 太阳热水系统的技术类型44-45
• 3.2.3 太阳热水设备与建筑结合方法45-47
• 第四章 与我国住宅一体化设计相适应的热水设备技术特点47-63
• 4.1 集热设备的技术、结构特点整合和基本选用原则47-59
• 4.1.1 平板式集热器的构造与建筑的关系47-54
• 4.1.2 真空管式集热器的构造与建筑的关系54-58
• 4.1.3 贮热水箱的构造及其与建筑的关系58-59
• 4.2 太阳热水系统的管路布置对建筑的影响59-61
• 4.3 控制设备、保障系统与建筑的关系61
• 4.4 与太阳热水系统构造相对应的建筑化功能、构件转换以及技术关键点61-63
• 第五章 适合我国住宅特点的太阳热水利用技术建筑设计方法63-85
• 5.1 热水系统与屋面系统的一体化设计方法63-74
• 5.1.1 集热平屋面的设计指导思想和方法64-71
• 5.1.2 集热坡屋面的设计指导思想和方法71-74
• 5.2 热水系统与立面一体化设计的指导思想和方法74-78
• 5.3 住宅的平面布局方式与热水系统的关系78-80
• 5.4 住宅的剖面形式与热水系统的关系80-81
• 5.5 热水设备与建筑一体化的美学内涵解释81-85
• 5.5.1 开放的当代建筑美学构架81-82
• 5.5.2 热水设备与建筑一体化的美学表现82-85
• 5.5.2.1 与屋面一体化的美学表现82-84
• 5.5.2.2 与立面一体化的美学表现84-85
• 第六章 太阳热水利用与住宅一体化设计原则和方法总结85-94
• 6.1 住宅建筑群体规划拟建阶段86-87
• 6.1.1 建立当地太阳能资源数据86
• 6.1.2 根据太阳能资源特点和有关指标控制住宅建筑群体规模86-87
• 6.2 住宅单体建筑设计阶段87-90
• 6.2.1 建立用户用热基本情况数据87
• 6.2.2 考察建筑形体确定集热结构或构件87-88
• 6.2.3 进一步确定热水系统运行方式88
• 6.2.4 确定集热建筑结构或构件88-89
• 6.2.5 估算集热表面面积89
• 6.2.6 计算水箱容量并设计系统布局89
• 6.2.7 设计构造节点做法89-90
• 6.3 专业系统技术设计阶段90-94
• 参考文献94-97
• 发表论文和科研情况说明97-98
• 致谢98

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