淺談太陽(yáng)能與建筑一體化設(shè)計(jì)

李東輝　黃朋

[摘要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，太陽(yáng)能作為一種清潔環(huán)保、便利持久、取之不竭新能源逐漸被國(guó)家所重視，然太陽(yáng)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用，必須與城市建筑發(fā)展相協(xié)調(diào)，“太陽(yáng)能與建筑一體化”成為太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

[關(guān)鍵詞]太陽(yáng)能與建筑一體化、太陽(yáng)能技術(shù)

[中圖分類號(hào)]F407.9 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0242-01

一、引言：

隨著城市建設(shè)步伐的加快、人民生活水平的提高、環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)、節(jié)能意識(shí)的提高，常規(guī)能源的利用受到了重重障礙。利用

障礙之間的矛盾引起了人們對(duì)新能源的渴望，太陽(yáng)能作為一種巨大、廉價(jià)、持久、環(huán)保、清潔、便利的新能源為世界各國(guó)所重視。我國(guó)作為世界能源消耗大國(guó)，早在1995年國(guó)家建設(shè)部于提出《建筑節(jié)能“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃》，現(xiàn)在是第二階段：即在1980～1981年居住建筑通用設(shè)計(jì)能耗水平基礎(chǔ)上節(jié)能50%，公共建筑通用設(shè)計(jì)能耗水平基礎(chǔ)上節(jié)能50%；2005年2月28日第十屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十四次會(huì)議通過(guò)的《中華人民共和國(guó)可再生能源法》第十七條：國(guó)家鼓勵(lì)單位和個(gè)人安裝和使用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能供熱采暖和制冷系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽(yáng)能利用系統(tǒng)。

二、太陽(yáng)能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用：

1、太陽(yáng)能光熱技術(shù)：太陽(yáng)能集熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)、太陽(yáng)能制冷空調(diào)系統(tǒng)、被動(dòng)式太陽(yáng)能房設(shè)計(jì)；

2、太陽(yáng)能光電技術(shù)：太陽(yáng)能光伏發(fā)電供建筑照明、電器。

三、太陽(yáng)能利用面臨的問(wèn)題：

1、由于我國(guó)城市人口密度較大，城市建筑以大高層和小高層住宅為主，輔以一定數(shù)量的多層住宅，屋面可供安裝太陽(yáng)能的空間較小，高層建筑物之間相互遮擋陽(yáng)光現(xiàn)象嚴(yán)重，造成不可能滿足所有住戶都能使用上太陽(yáng)能。

2、建筑屋面所有權(quán)存在較大的爭(zhēng)議，在建筑物使用過(guò)程中頂層的住戶幾乎不允許下層住戶使用屋面安裝太陽(yáng)能。

3、由于屋面建筑設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮太陽(yáng)能的安裝，造成日后住戶自行安裝太陽(yáng)能的難度很大，且存在較大的安全隱患。

4、住戶自行安裝太陽(yáng)能造成物業(yè)管理麻煩，糾紛較多。

住戶自行安裝太陽(yáng)能時(shí)，存在很大的安全隱患例如：太陽(yáng)能玻璃集熱管爆管、太陽(yáng)能支架倒塌、屋面瓦被壓碎等都會(huì)對(duì)頂層住戶和小區(qū)行人造成很大的麻煩甚至人身傷害。

5、低層住戶自行安裝太陽(yáng)能，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

現(xiàn)實(shí)中有些低層住戶在屋面安裝了太陽(yáng)能集熱器，但太陽(yáng)能熱水管長(zhǎng)度達(dá)25m長(zhǎng)、管徑φ25mm，待用戶需要用熱水時(shí)大約需要放出13升冷水才能出熱水；待向屋面水箱加冷水時(shí)，也會(huì)由于操作不當(dāng)造成大量的冷水通過(guò)溢水口留出。

6、住戶自行安裝的天陽(yáng)能嚴(yán)重的破壞了建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格，嚴(yán)重的影響了城市整體形象。

現(xiàn)實(shí)中住戶自行安裝太陽(yáng)能幾乎不會(huì)考慮建筑美觀，住戶自行選擇的太陽(yáng)能型號(hào)、規(guī)格、尺寸、顏色等等相差甚遠(yuǎn)，安裝方式更是花樣百出，屋面到處亂拉線、亂打孔、亂掛支架，屋面看上去就行擺攤賣貨的市場(chǎng)；

7、住戶自行安裝的太陽(yáng)能系統(tǒng)大多無(wú)法滿足住戶對(duì)熱水舒適度的要求。

四、現(xiàn)代城市對(duì)太陽(yáng)能的要求：

1、外造型美觀多樣化，適應(yīng)建筑整體風(fēng)格，與建筑完美的結(jié)合；

2、太陽(yáng)能系統(tǒng)多樣化，既可單獨(dú)系統(tǒng)又可集中系統(tǒng)分戶計(jì)量；

3、滿足全天候可靠供熱，操作簡(jiǎn)單，滿足多用途熱水舒適度要求；

4、太陽(yáng)能系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)安裝，檢修、維護(hù)簡(jiǎn)單方便；

5、方便后期物業(yè)管理；

設(shè)計(jì)前期充分結(jié)合建筑形式、建筑規(guī)模、建筑密度、建筑朝向、立面效果、屋面形式等因素選擇最佳太陽(yáng)能系統(tǒng)，做到“太陽(yáng)能與建筑一體化”的設(shè)計(jì)。

五、城市太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：

1、分戶集熱系統(tǒng)—分戶承壓水箱

特點(diǎn)：1、系統(tǒng)雙環(huán)路循環(huán)穩(wěn)定可靠，全年運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)多用途供熱水；

2、有效的解決屋面安裝空間不夠的問(wèn)題；

3、不存在熱水收費(fèi)糾紛問(wèn)題；

2、集中分散集熱系統(tǒng)分戶計(jì)量熱水、分戶獨(dú)立再熱

特點(diǎn)：1、系統(tǒng)循環(huán)供水穩(wěn)定可靠，全年運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)多用途供熱水；

2、太陽(yáng)能集熱器集中設(shè)置屋面，方便維修管理；

3、方便物業(yè)收費(fèi)，減少糾紛；

3、集中分散集熱系統(tǒng)—分戶熱計(jì)量、分戶水箱、分戶再熱

每戶將天然氣壁掛爐集熱器變?yōu)槿莘e式換熱承壓水箱（配電加熱器），用戶通過(guò)容積式換熱承壓水箱提取太陽(yáng)能的熱，不用太陽(yáng)能的熱水

特點(diǎn)：1、系統(tǒng)雙環(huán)路供水穩(wěn)定可靠，全年運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)多用途供熱水；

2、太陽(yáng)能集熱器集中設(shè)置屋面，方便維修管理；

3、方便物業(yè)收費(fèi)，減少糾紛；

4、太陽(yáng)能集熱器側(cè)幾乎無(wú)結(jié)構(gòu)現(xiàn)象；

六、太陽(yáng)能與建筑一體化設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1、規(guī)劃設(shè)計(jì)布局：不得違反當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門要求

1.1、建筑組團(tuán)的布局，直接影響太陽(yáng)能集熱器的日照；

優(yōu)化小區(qū)內(nèi)點(diǎn)式、板式建筑的錯(cuò)落有序布局可以有效改善日照效果。

1.2、建筑物的朝向，影響集熱器接受太陽(yáng)能的輻射量；

優(yōu)化建筑物朝向在偏正南±30。的范圍內(nèi)。

1.3、建筑物間距，影響太陽(yáng)能集熱器日照時(shí)間；

控制建筑物之間的間距保證太陽(yáng)能集熱器的日照時(shí)間每天至少4小時(shí)，最優(yōu)是9：00～15：00之間無(wú)遮擋；

2、建筑設(shè)計(jì)：不得影響建筑功能

2.1、屋面隱蔽設(shè)計(jì)：

建筑設(shè)計(jì)通過(guò)加高女兒墻和增設(shè)裝飾性遮擋物來(lái)遮蔽集熱水箱和太陽(yáng)能集熱器。

2.2、屋面協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)：

通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能集熱器的外形、顏色的設(shè)計(jì)使之與建筑的造型、色彩、風(fēng)格相適應(yīng)，成為建筑的一部分，達(dá)到建筑整體完美的視覺(jué)效果。

2.3、屋面融合設(shè)計(jì)：

將太陽(yáng)能集熱器設(shè)計(jì)安裝成建筑物的一個(gè)功能部件，例如集熱陽(yáng)臺(tái)、集熱飄板、集熱外墻、集熱外遮陽(yáng)板、集熱雨篷等，與建筑渾然一體。

2.4、管線統(tǒng)籌設(shè)計(jì)：

太陽(yáng)能管線應(yīng)設(shè)置在管道井內(nèi)，出屋面外墻設(shè)置防水鋼套管，處理好管道滿足屋面泛水高度。設(shè)計(jì)水箱的溢流排水系統(tǒng)。

七、小結(jié)：

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有建筑中太陽(yáng)能系統(tǒng)存在的問(wèn)題分析，對(duì)太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)的特點(diǎn)分析，我們總結(jié)出“太陽(yáng)能與建筑的一體化”設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和具體設(shè)計(jì)理念，希望能為推動(dòng)“太陽(yáng)能與建筑的一體化”的進(jìn)程有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005年

[2]中國(guó)建筑科學(xué)研究院，《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005年

[3]中國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，《民用建筑綠色設(shè)計(jì)規(guī)范》中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005年