太陽能熱水系統(tǒng)建筑節(jié)能論文
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1、太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化的結(jié)合的必要性
目前，中國在太陽能熱水器的產(chǎn)量在世界排名第一。太陽能熱水系統(tǒng)在實際項目中的應用還并不夠完善，比如太陽能集熱器的擺放缺乏整體協(xié)調(diào)性，普遍位置擺放較隨意，嚴重影響了建筑外觀；管線無預留空間或預留空間小，導致管線肆意占用通風道；太陽能熱水系統(tǒng)管道凍裂的現(xiàn)象時有發(fā)生；管道漏水或由于穿墻、屋頂而破壞建筑防水、保溫等現(xiàn)象很多；甚至還有安裝在屋頂上的太陽能熱水器被風吹落等比較嚴重的事件發(fā)生。還有的開發(fā)商和物業(yè)，嚴禁業(yè)主私自安裝太陽能破活小區(qū)整體形象，也阻礙了太陽能的推廣。這些都是由于太陽能系統(tǒng)的設計和施工沒有跟建筑一體化設計相結(jié)合，導致出現(xiàn)的各種連帶問題，從而嚴重阻礙了太陽能熱水系統(tǒng)這項節(jié)能技術應用更好的向前發(fā)展。
1.1太陽能與建筑一體化的結(jié)合
近年來，國內(nèi)建筑能耗在全社會能耗所占的比重不斷增加，若綜合并充分的利用太陽能，全面的實現(xiàn)太陽能與建筑一體化，太陽能熱水可補充一定的建筑能耗，并針對建筑的不同需求，提供不同的設計方案。在建筑設計方面上，應將氣候與建筑的使用考慮在是否適合太陽能熱水系統(tǒng)中兩方面因素。太陽能的應用受當?shù)乜捎玫奶柲茌椪諒姸扔绊戄^大，此外還需要系統(tǒng)恰當?shù)脑O計和系統(tǒng)使用目的相結(jié)合。同時，太陽能熱水系統(tǒng)與建筑的一體化是一項復雜的綜合技術：設計、安裝與驗收涉及到建筑、結(jié)構(gòu)、電氣與給排水等專業(yè)。如在系統(tǒng)設計中，給排水專業(yè)應向建筑專業(yè)提出具體的系統(tǒng)設計方案和技術要求，并向電氣專業(yè)提出完整明確的系統(tǒng)控制方案；建筑專業(yè)應根據(jù)建筑外立面，合理明確太陽能熱水系統(tǒng)的各組成部分在建筑中的位置；結(jié)構(gòu)專業(yè)對設置在建筑中的太陽能板件和水箱等的荷載進行計算校核等。只有各專業(yè)間良好的協(xié)調(diào)配合才能達到太陽能熱水系統(tǒng)與建筑的完美結(jié)合。
1.2太陽能與建筑一體化結(jié)合的應用與推廣
從外觀上應與建筑整體有機結(jié)合，達到與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；建筑陽臺、墻面、屋面等共同組成的圍護結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)合型太陽能熱水器也作為建筑組成元素，使太陽能熱水系統(tǒng)與建筑的使用功能更好的結(jié)合在王瑜代菲中國建筑東北設計研究院有限公司一塊。既可以巧妙的利用空間，又可以形成多功能的建筑構(gòu)件，發(fā)揮建筑一體化的優(yōu)勢。從性能上應完全滿足建筑的功能及圍護的要求，在保證可靠的防排水結(jié)構(gòu)同時，也應考慮安裝維護等其他方面因素。多年來經(jīng)過不斷的設計改進與試驗，在太陽能與建筑結(jié)合設計時，防水問題有以下改進：集熱板或集熱管可以與坡屋面相結(jié)合，鑲嵌到南向屋面暗裝，并有一定角度，與坡面相平，與瓦形成渾然一體的感覺。既保證了外立面的美觀又保證了屋面雨排水的流暢不滲漏。太陽能技術在多年的探索中，也研究出了一系列新的關鍵技術。采用太陽能加熱和輔助能源的雙熱雙產(chǎn)水系統(tǒng)智能控制，可根據(jù)天氣情況及用水狀況自動控制、切換，在無人看守的情況下，在充分利用太陽能的基礎上，保證了24小時供應熱水，使系統(tǒng)最少使用常規(guī)能源。北方冬季防凍問題也是多年來一直不容易突破的難題，多年來一直使用保溫和電伴熱帶的方式進行，這種方式存在著受外界條件所限的缺陷，機械排空的方式，真正達到了系統(tǒng)防凍的萬無一失。
1.3沈陽市太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化結(jié)合的應用情況
沈陽市已經(jīng)從1996年開始就有太陽能熱水器的應用，而且還在不斷擴大應用范圍。截止到2006年底，全沈陽市太陽能熱水器家庭機安裝量已經(jīng)超過15萬臺，太陽能熱水器的家庭占有率逐年提升。全市對太陽能的利用已經(jīng)從單一的熱水器的應用開始向多領域全面發(fā)展。新小區(qū)住房也逐步用上了太陽能熱水，還有學校、辦公樓以及大型會所的改造都改進成了太陽能熱水系統(tǒng)，在沈陽渾南新開發(fā)地區(qū)，太陽能的應用更為普遍。沈陽市建委正在制定的《沈陽市太陽能推廣應用規(guī)劃》，將給沈陽市太陽能資源的利用和推廣，起到?jīng)Q定性發(fā)展作用。其中最明顯的一個應用，就是在新建建筑設計中，已經(jīng)把太陽能熱水系統(tǒng)納入其中，綜合考慮該建筑。所有新建和改建的住宅建筑，必須按照相關標準考慮太陽能熱水器一體化設計。扶持和推廣一些示范工程，住宅和公共建筑由開發(fā)單位和使用者的要求決定是否進行太陽能熱水的一體化設計和施工，一旦采用，政府將給予政策獎勵和扶持。根據(jù)市建委的推廣應用規(guī)劃，本應該符合該設計采用太陽能熱水系統(tǒng)的建筑，而未進行設計的，將不給予設計審查通過。未經(jīng)允許，擅自把太陽能熱水的安裝取消，將不給予竣工驗收合格證。目前存在的主要問題是：太陽熱水器建筑一體化結(jié)合和系統(tǒng)優(yōu)化設計的水平低，還沒有可用作建筑構(gòu)件的太陽熱水器產(chǎn)品；主、被動結(jié)合供熱、空調(diào)綜合利用太陽能建筑還完全是空白；同時，全天候太陽能熱水系統(tǒng)的日常管理，也應該納入物業(yè)管理的范圍，確保其以后日常的運行，監(jiān)控，保養(yǎng)，維修工作的平穩(wěn)和安全的運行。我國的太陽能產(chǎn)業(yè)界和建筑業(yè)界對這些存在的問題都有充分的認識，并已開始攜手為這些問題的解決而共同努力。
2、小結(jié)
隨著國內(nèi)經(jīng)濟的高速發(fā)展，太陽能的應用已經(jīng)不斷普及開，行業(yè)的技術提升不斷的加快、必將形成更加完善的建筑一體化設計的理念和標準。從市場的需求分析來看，由于我國人民生活水平的不斷提高和居住條件的逐步改善以及人們節(jié)能意識的提高，加上我國已是世界上太陽能用量較多的國家。因此，太陽能綜合利用市場前景看好，只要技術可靠，市場需求量會穩(wěn)步上升并有快速發(fā)展。
作者：王瑜 代菲 單位：中國建筑東北設計研究院有限公司
