高校太陽能熱水系統(tǒng)與建筑設(shè)計的配合及安裝預(yù)留應(yīng)注意的幾個問題

葉麗影

摘要：作者根據(jù)太陽能熱水系統(tǒng)長期運(yùn)行的實際經(jīng)驗，對于新建工程的太陽能熱水系統(tǒng)在建筑設(shè)計和建筑施工過程中需要注意的幾個問題進(jìn)行了探討，為太陽能熱水系統(tǒng)與土建專業(yè)之間的統(tǒng)籌設(shè)計、安裝預(yù)留提出了建議。

關(guān)鍵詞：太陽能熱水系統(tǒng)；土建設(shè)計；安裝預(yù)留

中圖分類號：X383 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）02-0110-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.02.021

引言

太陽能熱水系統(tǒng)可以充分利用太陽能源加熱熱水，達(dá)到實現(xiàn)減少常規(guī)能源使用量的目的，因而具有節(jié)約能源和潔凈環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。目前已成為高校節(jié)能減排的主要措施之一而大力推廣。

目前高校太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用主要是在既有建筑和新建建筑這兩類建筑上使用。近幾年，隨著國家綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的制訂和頒布，高校新建工程也要求同步實施，符合標(biāo)準(zhǔn)的新建工程基本上都需設(shè)置太陽能熱水系統(tǒng)，因此在工程設(shè)計及工程施工階段能否為太陽能熱水系統(tǒng)做好前期預(yù)留是保證太陽能熱水系統(tǒng)順利實施和正常運(yùn)行的前提之一。根據(jù)筆者了解，目前高校新建工程太陽能熱水系統(tǒng)的安裝預(yù)留尚存在不少問題，從而為后期太陽能系統(tǒng)的設(shè)計安裝帶來很多不便。

筆者所了解的很多已安裝并且已運(yùn)行多年太陽能熱水系統(tǒng)都存在上述這些問題，本文根據(jù)這些已經(jīng)投入使用的太陽能熱水系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對工程在設(shè)計和施工階段，太陽能熱水系統(tǒng)和建筑設(shè)計的配合以及太陽能熱水系統(tǒng)的安裝預(yù)留應(yīng)注意的幾個問題進(jìn)行反思和探討。

1 樓頂南立面高出樓頂?shù)慕ㄖb飾造型高 度應(yīng)合適

由于建筑造型的需要，一些建筑南立面往往需要設(shè)計和搭建裝飾造型。有些建筑造型往往高出屋面3米以上。如果在屋面安裝太陽能系統(tǒng)，這將會為后期太陽能系統(tǒng)的設(shè)計安裝帶來不便。

對于太陽能熱水系統(tǒng)來說，太陽能集熱裝置是獲取太陽能源的關(guān)鍵。在每天有太陽光照的時間里，太陽能集熱部件的采光部分必須被太陽光照射到，才能獲得更多的太陽能。因此太陽能集熱部件應(yīng)盡量擺放在全天不遮光的位置，這也是太陽能集熱部件一般都放在屋面的原因。

太陽能集熱部件的自重通常不會超過30kg/m2，因此一般上人屋面，都可以擺放太陽能集熱部件。但對于土建設(shè)計和施工人員來說，太陽能被遮光的問題則往往意識不到，這就為后期太陽能系統(tǒng)的設(shè)計施工帶來一些問題。比如有些時候，為了保證太陽能的采光效果，必須架高太陽能集熱裝置支架，才能確保全天的太陽能采光效果，而這樣的結(jié)果會造成太陽能支架成本的顯著增加。

從上面的分析可以知道，對于需要在樓頂安裝太陽能系統(tǒng)的新建工程，其建筑南立面屋頂?shù)慕ㄖ煨腿缬锌赡芤吮M量低，以不超過屋面1.5m為宜。

2 屋面設(shè)備間等類似建筑應(yīng)盡可能布置在 屋面的北側(cè)

高校太陽能熱水系統(tǒng)往往存在用水人數(shù)多，需要的太陽能集熱面積大，而能夠擺放太陽能集熱裝置的場地又非常有限，因此多數(shù)情況下都需要在建筑屋面盡可能多地擺放太陽能集熱器。而建筑屋面往往需要設(shè)置樓梯間、設(shè)備間、電梯間等建筑，這些建筑布局的位置對太陽能集熱裝置的擺放也有較大影響。

如果屋面建筑設(shè)計在南側(cè)，那么當(dāng)太陽光照時，這些建筑就會在其北面形成陰影。如果把太陽能集熱裝置放置在這些建筑的北側(cè)，就會導(dǎo)致遮光；如果屋面建筑設(shè)計在北側(cè)，那么把太陽能集熱裝置放置在這些建筑的南側(cè)，則不會造成遮光和陰影，屋面這部分場地就可以最大限度地用來擺放太陽能集熱裝置和設(shè)備，從而能夠獲得更多的太陽能采光面積。

由此看出，屋面設(shè)備間等類似建筑應(yīng)盡可能設(shè)計在屋面的北側(cè)，以便可以擺放更多的太陽能集熱裝置和設(shè)備，提供更大的太陽能采光面積。

3 建筑設(shè)計時應(yīng)考慮太陽能儲熱水箱間的 通風(fēng)問題

為了減少儲熱水箱散熱，保護(hù)儲熱水箱設(shè)備，需要為太陽能儲熱水箱設(shè)計建造一個水箱間。設(shè)計水箱間時，應(yīng)注意太陽能儲熱水箱間的通風(fēng)問題。

筆者根據(jù)真空管太陽能熱水系統(tǒng)多年運(yùn)行的情況發(fā)現(xiàn)，在高校寒暑假期間，太陽能熱水系統(tǒng)經(jīng)常存在太陽能設(shè)備提供的能量過剩，導(dǎo)致儲熱水箱溫度過高的問題。開式儲熱水箱的熱水被太陽能集熱裝置持續(xù)加熱，溫度不斷升高，直到沸騰，使得水蒸汽彌漫整個水箱間。如果水箱間沒有考慮通風(fēng)設(shè)計，水箱間里的水蒸汽不能及時排出，長年累月，水箱間安裝的設(shè)備就會因潮濕而逐漸被腐蝕，甚至造成電氣線路漏電，導(dǎo)致太陽能熱水系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。而在設(shè)計并開設(shè)了通風(fēng)設(shè)施的水箱間，則基本不會產(chǎn)生這類問題或大大延遲這類問題的發(fā)生。

因此，在進(jìn)行太陽能儲熱水箱間建筑設(shè)計時不能忽視水箱間的通風(fēng)問題，并應(yīng)做好通風(fēng)設(shè)施的預(yù)留。

4 對于采用太陽能熱水系統(tǒng)的建筑，室內(nèi)熱水供水管路管材的工作耐溫應(yīng)達(dá)到90℃以上

對于有常規(guī)能源設(shè)備的生活熱水系統(tǒng)，生活熱水的溫度范圍比較容易控制。國家相關(guān)規(guī)范規(guī)定的生活熱水溫度一般不大于65℃。因此，工作耐溫70℃的PPR熱水管材是可以采用的。該種管材施工維護(hù)方便，價格適中，因此被廣泛應(yīng)用于建筑生活熱水的設(shè)計和施工中。

對于太陽能熱水系統(tǒng)，由于太陽能集熱裝置每天提供的有效能量與天氣陰晴直接相關(guān)，加之高校放假期間熱水用量顯著減少，特別在暑期，太陽能裝置每天提供的熱水嚴(yán)重過剩，導(dǎo)致太陽能加熱的水溫常常達(dá)到90℃以上，甚至沸騰。因此，太陽能熱水系統(tǒng)供水管材的工作耐溫必須達(dá)到90℃以上。如果仍采用PPR管材供應(yīng)熱水，終會造成PPR管材受熱變形、脫開，系統(tǒng)管路無法正常輸送的問題。

綜上所述，太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計的供水管材，其工作耐溫必須要達(dá)到90℃以上。

參考文獻(xiàn)

[1]王崇杰，薛一冰. 太陽能建筑設(shè)計. 中國建筑工業(yè)出版社.

[2]袁家普.太陽能熱水系統(tǒng)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.