太阳能热水技术在现代建筑中的应用

【摘 要】随着社会经济的不断发展和人们环保意识的增强,对建筑设计的要求也越来越高,建筑的节能设计已经成为建筑设计的总要一部分.太阳能热水技术作为节能环保的重要技术之一也已经广泛地为建筑的节能设计所采用,这一环保生态节能技术与建筑设计的完美结合,有效的节约了能源,并充分利用太阳能,是未来建筑节能技术的重要发展方向.本文将对太阳能热水技术在现代建筑中的应用展开讨论,并阐述如何实现太阳能热水技术与建筑一体化的设计途径和方法.

【关 键 词】太阳能热水技术；建筑设计；应用；设计途径

目前,随着人们环保意识的增强和太阳能技术的不断发展,太阳能在社会生活中的应用范围已经越来越广,因此建筑开发商应该重视住宅小区的太阳能集热系统的应用,这一应用不仅可以提高住宅小区的现代化水平,另一方面还可以为节能减排做出重要贡献.

一、太阳能热水技术概述

太阳能热水系统的工作原理是通过太阳能集热板片收集太阳能,然后利用集热器对系统中的水进行加温,并在室内循环散热或提供热水.在该太阳能热水系统中,太阳能的辐射热所起的作用与传统的燃气加热系统中燃烧体所起到的作用是一致的,水在系统中流动时,热能转换器会将集热器吸收的太阳能传递到水中,从而起到加热水的目的.太阳能加热系统根据其系统内的水是否可以返回再循环分为两种：即开放式环路和封闭环路两种.开放式环路利用水的比热容大的特点,可以有效的避免冬季冰冻,以及低廉的特点,使水可以在系统中返回再循环.封闭式系统则是压力泵来向集热器中输送水,这种系统通常会由于循环管路外露的原因而在冬季发生冻结现象,因此比建议在每年冰冻期大于20天的地区使用这样系统.

二、太阳能热水技术与建筑设计结合的优点

太阳能热水技术与建筑设计相结合,可以有效的提高建筑的节能指标以及住宅系统的经济性,在建筑设计中一般会将太阳能部件考虑进入,从而提高系统的整体性和统一性.另外也可以通过利用太阳能部件取代其他建筑构件的设计,从而起到简化设计、节约材料和降低造价的目的.

1、太阳能热水技术与建筑设计相结合可以提高建筑设计的空间利用率,使建筑构件如建筑的向阳面和屋顶等的功能可以得到充分的利用,同时又不影响建筑的美观.

2、建筑设计中考虑进入太阳能系统的安装构件,并在施工安装中与主体结构的施工同步进行既节约了太阳能系统的安装成本和建筑的工程造价,又可以有效的加快工程的施工安装进程.同时集中式的系统安装可能会在设备购买方面节约一定的资金,又可以使设备的利用率得到有效的提高.

三、建筑设计与太阳能技术的结合方法

太阳能装置的应用已经成为住宅设计现代化的重要标志之一,这一装置目前已经广泛应用于低层和多层的住宅设计中.建筑设计时坡度的选择对太阳能集热器接受阳光的效率非常重要,所以在设计时要根据太阳能集热器接受阳光的最佳坡度来设计坡屋顶,从而使屋顶的设计可以较好的与太阳能系统的安装相结合.另外为了保持建筑立面的美观和屋顶的整洁,应对集热器与屋顶连接处进行处理,是系统的管线得到隐蔽.

安装太阳能装置时除了要对屋面的防水进行细致的处理外,还应在屋面与集热器之间铺设公用的防渗漏隔热保温层,然后才可以在隔热保温层上安装太阳能集热部件.平屋顶的集热器安装时,设计者除了要考虑前后两排集热器安装时的日照条件要求,还可以通过对集热器与女儿墙、楼梯间以及构架等元素的组合设计,来提高建筑的美观性.

太阳能热水系统在阳台空间的统一安装也已经成为建筑设计的一个重要趋势之一.在多层住宅中将太阳能系统安装在屋顶上常会由于管道线路较长而造成热损过大,在阳台空间上安装则可以有效的解决这一问题.这一安装方式可以充分利用阳台空间,既可以方便高效的为用户提供洗浴用水,另一方面又可以帮助封装阳台,而对室内的通风采光不造成影响.

为了提高建筑设计的美观性,还可以通过对集热器的利用来对住宅的构件和材料进行处理,例如在住宅的顶部和向外突出的拉梁位置设置出独特新颖的造型来增加建筑的吸引力.在太阳能集热器的表面喷涂颜色鲜艳和质感丰富的吸收性涂料,可以对建筑住宅的外部起到很好的装饰效果.

3.太阳能热水系统与墙面的结合设计

外墙是建筑接受太阳光面积最大的外表面,如果可以通过设计让整个墙体都成为集热器将会对太阳能的利用率得到极大的提高.但这一方式往往比较适用于局部热水系统的管理和维护.另一种做法也可以将集热器作为附属构件使其依附于外墙表面,这也是目前住宅中应用较多的一种方式,这一方式的应用可以使管线的长度有效减小,更加方便于安装和检修.

4、太阳能热水系统设计时与建筑结合应注意的问题分析

4.1为了可以在外观设计上达到和谐统一,要对太阳能集热器进行合理的设置.要根据太阳能集热系统的安装位置,对太阳能系统的安装进行统筹安排,使太阳能系统可以与建筑和谐统一,成为建筑的一部分.安装时还应考虑太阳能系统的检修、维护以及管理问题,确保建筑的承载能力和排水功能不受影响.

4.2管线布置上要确保合理,是系统设计达到安全、可靠、稳定地目的.为了可以合理的布置冷、热水的供应管路和太阳能的循环管路,因此在建筑设计时要预留管线接口、竖井以及通道,并使热水管路的长度尽量减少,以降低能量散失,并做好防水工作,严防洞口渗漏.

四、结语

随着不可再生能源的不断减少和社会经济发展对能源的需求量不断增长,必须通过发展可再生能源的利用来节约资源,降低能耗,从而实现社会的可持续发展.另一方面随着人们文化水平的不断提高,对环保的重视程度也开始增强,太阳能热水技术在现代建筑中的应用正是顺应了这一社会发展趋势的需要,为实现住宅的低能、自然、环保提供了技术和理论支持.