技術常識

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關于建筑設計中采用太陽能熱水器的研究

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世界上將太陽能作為一種能源和動力加以利用,已經有300多年的歷史,尤其是近幾年來,能源與環保已成為人類所關注的兩大主題。太陽能熱水器因其無污染、使用費用低、壽命長、操作方便安全等優點在我國得到了廣泛的應用。至1988年底,我國已有近2000萬m2的太陽能熱水器系統為城鎮居民提供生活熱水,擁有量占世界總量的四分之一,已被國際上公認為太陽能熱水器生產總量最多、潛在市場最大的國家。但目前推廣使用太陽能熱水器受到建筑的制約,本文針對這一普遍存在的問題進行了探討和研究,并提出了解決的方法。


在我國,特別是北方高日照地區和能源相對匱乏地區,太陽能熱水器將取代電熱水器和煤氣熱水器,成為市場主導產品。例如,揚州市地區樓房居民住宅中使用太陽能熱水器的已達13個百分點,每年還在以兩個百分點的速度遞增。這種發展勢頭已引起建筑業的關注,對建筑設計也提出要考慮安裝太陽能熱水器的要求,使其成為建筑結構的一部分,以解決目前推廣使用太陽能熱水器受建筑制約的問題。
1 現有建筑制約著太陽能熱水器的推廣應用
1.1太陽能熱水器水管擠占衛生間通氣管(孔)空間
目前住宅樓沒有預留太陽能熱水器連接水管的穿樓板孔洞,幾乎所有住宅樓的太陽能熱水器連接管都擠占衛生間穿通氣管空間進入室內;安裝時不僅損壞通氣管和墻體,還造成各層衛生間通氣失效,并且通氣管管徑有限只能穿過幾戶水管,滿足不了所有用戶的需要。因此經常產生鄰里糾紛。
1.2太陽能熱水器固定不牢固
因為樓頂沒有可固定構件,太陽能熱水器的安裝幾乎處于浮置狀態,其穩定性和牢固性令人擔憂。揚州市已發生多起春季大風掀翻樓頂上太陽能熱水器的事故;同時安裝時極易破壞樓頂防水層,使很多原準備安裝太陽能熱水器的居民因此而放棄這個打算。
1.3太陽能熱水器在樓頂上排放混亂
由于太陽能熱水器是用戶個人安裝的,隨意性導致樓頂上太陽能熱水器排放混亂,既不安全又影響城市景觀;同時由于還占用樓頂面積較大,樓頂上有限的面積得不到充分利用,使后裝的用戶沒有安裝位置,減少了使用太陽能熱水器的用戶。
1.4坡屋頂安裝太陽能熱水器困難太大
目前正在推廣坡屋頂,為了解決防雨漏問題和城市空間美化,各地建設主管單位都下文要求新建住宅一律采用坡屋頂。由于坡屋頂無法固定太陽能熱水器,安裝困難太大,使得很多居民無緣使用太陽能熱水器。
2 建筑設計應考慮使用太陽能熱水器
2.1在屋頂設計共用安裝橋(架)
對各戶安裝太陽能熱水器進行整體考慮,在建筑設計樓頂時,設計太陽能熱水器共用安裝橋架,其安裝橋架支腳與樓板固定并伸出保溫層和防水層,安裝橋架尺寸以單元戶數為依據,留出每戶安裝一臺集熱器的位置。并在安裝橋架上預留出每戶安裝螺栓孔,針對市場太陽能熱水器自帶安裝架確定螺栓孔距。
安裝橋架距樓頂防水層200mm以解決屋面雨雪的排流。安裝橋架為金屬結構,選用角鋼制做。平屋頂安裝橋架制做為水平式,因為太陽能熱水器自帶的支架就有傾斜角度。對于坡屋頂安裝橋架應有一定斜度,最佳傾角為當地地理緯度+15o,如揚州市地理緯度為32.39,故=32.39+15o為宜?!督ㄖ潘安膳こ淌┕ぶ柿墾槭展娣丁稧B50242-2002第6.3.6條規定應采用當地緯度為傾角,不符合(+15o)的關系。坡屋頂只在向陽坡布置安裝橋架如果滿足不了整個單元用戶,應在陰坡做高安裝橋架。高出陽坡的安裝橋架,傾斜角度同向陽坡安裝橋架一樣,構成雙排安裝橋架。坡屋頂用戶購買太陽能熱水器時可不帶支架或特制水平低支架。
2.2在衛生間預裝組合套管
為了方便用戶安裝太陽能熱水器的水管和溢流管,在衛生間安裝組合套管,套管內預裝好每戶連接熱水器的水管和溢流管,套管一直伸出屋頂,套管內的每戶水管和溢流管在各自衛生間配水點高度處預留出短管,以便用戶自己與配水點接通。建議套管用PVC-U型管,水管和溢流管用XPAP或XE-X管材。建筑設計各層樓板時要預留出安裝套管的孔洞。
2.3在屋頂上預裝保溫組合套管
為了解決北方寒冷地區太陽能熱水器連接的水管凍結問題,出屋頂的套管要保溫,保溫套管兩端應密封,使套管內水管之間的空氣不流動,減少散熱。屋頂上的保溫套管沿著安裝橋架布置,根據橋架上太陽能熱水器的位置,在各用戶熱水器處將保溫套管內各戶的水管和溢流管伸出短管,用戶自己安裝太陽能熱水器時,將伸出短管與熱水器水管和溢流管接通即可使用。
3 結語
太陽能熱水器在我國已是技術成熟的節能產品,建設部已將它列入建筑節能新技術進行推廣,實行集中供熱的城市,已將各單位鍋爐房拆除,過去由單位鍋爐房集中供應熱水現在已無法實現了,電熱水器運行費太高,煤氣熱水器使用不方便,相比之下,太陽能熱水器已得到用戶認可。但目前太陽能熱水器安裝形式單一,沒有與建筑形體相結合,限制了太陽能熱水器廣泛使用。如果建筑設計將太陽能熱水器一起考慮,改變目前太陽能熱水器支架形狀單一,適應建筑的形體變化,將太陽能熱水器作為建筑的一個部件統一設計,既美觀又適用,對推廣太陽能熱水器有很大的市場前景。更多內容請關注太陽能產業資訊雜志官微獲取。


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