既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能改造應(yīng)用研究

陳貴

摘要：目前，能源問題依舊是一個國際性的大難題，各國仍在不斷地探索著新能源，而在新能源中最為普遍的就是太陽能。在我國民用太陽能中，運用范圍最廣的就是太陽能熱水系統(tǒng)，本文以既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)改造為研究對象，分析一些改造的辦法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：太陽能熱水系統(tǒng);既有建筑;節(jié)能改造

引言

在科學(xué)水平飛速發(fā)展的今天，能源問題依舊是一個不容忽視的問題，各國對新能源的探索也從未停息，而在新能源中，獲取最容易，應(yīng)用最為廣泛的就是太陽能了。目前國內(nèi)對于太陽能最基礎(chǔ)的運用就是建造大片太陽能光伏場或是在民宅樓頂搭簡易的太陽能采集管道，我們常見的太陽能熱水器就是其具體的例子之一。既有建筑拆除困難，但是為了響應(yīng)國家的節(jié)能減排計劃，作為建筑能耗最大的既有建筑，就必須要改造出新式的節(jié)能型既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)。

1、既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能改造研究背景與意義

1.1既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能改造研究背景

眾所周知，我國是世界上最大的發(fā)展中國家，同時也是世界上最大的能源生產(chǎn)與消費國，這與我國飛速發(fā)展的經(jīng)濟以及人口有著根本的聯(lián)系。身為最大的發(fā)展中國家，發(fā)展自然是重中之重，而能源就是發(fā)展的動力，自然我國對能源的看重不言而喻。雖然我國地大物博，能源儲藏十分豐富，但是能源的開采是十分復(fù)雜與困難的，而且坐吃山空，不能總是依賴于這些藏于地下的固態(tài)能源，再加上近年來隨著傳統(tǒng)能源的不斷使用，溫室氣體不斷排放，粉塵顆粒的排放量也不斷增加，種種跡象都逼迫著我國乃至全世界開發(fā)干凈的新能源。

在我國大力開展“節(jié)能減排”活動的時候，作為我國能耗三大巨頭之一的建筑能耗也必須響應(yīng)國家的號召，大力開展節(jié)能減排的新式建筑體系。但是我國的建筑行業(yè)主要的研究方向都在于新式的節(jié)能減排建筑，卻忽略了既有建筑才是我國建筑能耗的主體，但是既有建筑的大框架已經(jīng)定型無法做出太大的改變，所以只能從既有建筑的新能源運用方面入手，對既有建筑做一些改造，做到節(jié)能減排，降低建筑能耗的功能。

1.2既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能改造研究意義

①對既有建筑的大面積進行太陽能熱水改造能夠使更多的居民使用到更為方便更為節(jié)能的熱水，大大提高居民生活質(zhì)量并降低居民耗電并達到降低既有建筑能耗的目的。

②對既有建筑的大面積改造并不僅僅針對屋頂?shù)奶柲馨?，隨著科技的進步，太陽能收集設(shè)備也不再是以前千變一律的模樣，現(xiàn)在可以使窗戶，可以使墻板，也可以是天花板，各式各樣的都有，不再受屋頂面積資源的桎梏。

③對既有建筑的大面積改造還可以實現(xiàn)舊住宅區(qū)的表層翻新功能，美化城市。

④對既有建筑的大面積改造最根本的就是推進了新能源的使用，完成了節(jié)能減排的任務(wù)。

2、既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

就目前來說，我國的太陽能熱水系統(tǒng)發(fā)展是非常迅速的，但是在我國的居民中，不管是城鎮(zhèn)居民亦或是農(nóng)村居民，太陽能熱水系統(tǒng)的使用情況都非常不妙。第一，在老式的住房建筑中，太陽能熱水系統(tǒng)并未發(fā)育完全，所以在建筑居民樓時，設(shè)計師并未將太陽能熱水系統(tǒng)所需的空間考慮進去，這就為太陽能熱水系統(tǒng)的安裝造成了困難，其次，太陽能熱水系統(tǒng)所采用的管道可能會與原有的居民用水管道產(chǎn)生沖突;第二，就太陽能熱水系統(tǒng)的外觀而言，其外觀大部分與居民樓的外觀不一致，安裝之后，會顯得十分突兀，十分不美觀，安裝之后，甚至?xí)绊懫溆嘧舻牟晒?第三，在既有建筑的基礎(chǔ)上，并非所有的太陽能集熱板都能夠很好地收集到太陽能，可能會被既有建筑的一些部件所遮擋，這就使得原有可安裝面積進一步縮小，其次，收集功能還收到天氣因素的嚴(yán)重影響。

3、既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能改造的構(gòu)造設(shè)計

3.1既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)構(gòu)造

首先明確一下什么叫太陽能熱水系統(tǒng)的構(gòu)造，傳統(tǒng)的太陽能熱水系統(tǒng)是由集熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、水管系統(tǒng)、輔助熱源等組成的，其中最重要的就是集熱系統(tǒng)了，也就是太陽能的收集系統(tǒng)，這一系統(tǒng)直接影響整個太陽能熱水系統(tǒng)的工作效率。

3.2既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能改造的構(gòu)造設(shè)計原則

原則一：確保集熱系統(tǒng)的高效性。作為整個太陽能熱水系統(tǒng)的關(guān)鍵-集熱系統(tǒng)，安裝位置必須要保證這個系統(tǒng)的高效性，同時還應(yīng)該具備一定的抗壓性，比如風(fēng)雨的侵蝕亦或是輕微的抗擊打能力。

原則二：確保整個系統(tǒng)的安全性。在設(shè)計整個系統(tǒng)的安裝時，必須考慮那些暴露鍵的抗腐蝕功能以及強度要求，風(fēng)力很大的地區(qū)還要把風(fēng)力因素考慮進去，然后，安裝太陽能熱水系統(tǒng)時打穿的墻壁不能對房屋的強度造成影響。

原則三：確保大面積安裝后的美觀性。在安裝之時，需要勸說用戶使用同一品牌的太陽能熱水系統(tǒng)，才能夠保證最基本的統(tǒng)一美觀，然后再集熱系統(tǒng)的擺放方面也應(yīng)該做到整齊劃一亦或是形成特定圖案的要求，管線系統(tǒng)方面，盡量不要暴露在眾目睽睽之下，其次也不能影響用戶的基礎(chǔ)供水管道。

3.3既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)改造

3.3.1既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)集熱器常見安裝位置分析

集熱系統(tǒng)作為整個太陽能熱水系統(tǒng)的核心，改造的大部分內(nèi)容也是圍繞其進行的，所以我們先來分析一下常見的集熱器安裝位置分析。①集熱器安裝在屋頂區(qū)域。當(dāng)屋頂為平面屋頂時，常利用三腳架支撐集熱系統(tǒng)，這樣不僅不會減少收集面積，而且還可以空出下層空間給居民使用;當(dāng)屋頂為斜面時，一般平鋪安置在朝南面的屋頂上②集熱器安裝在墻面上。我們把集熱器當(dāng)做墻面的一部分材料直接安裝在外墻上，這樣就對集熱器的材料要求更高因為這樣還需要承擔(dān)一定的載荷;又或是直接把集熱器當(dāng)做外掛件安裝，這樣就可以不用考慮承載能力，只需要固定好即可③安裝在小型陽臺上。使用效果與安裝在墻面上相似④安裝在窗戶上。這一種就需要集熱器廠家與窗戶廠家密切合作，制作出一種新式的板連窗式集熱器，在安裝窗戶時同步安裝上去。

從以上這些集熱器的安裝方面，我們就可以大致的整理出整個既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能改造的方向，也就是其連接方面的改造。

3.3.2既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)集熱器連接改造

①既有建筑屋頂太陽能集熱器連接改造設(shè)計。集熱器安裝在屋頂上，一般適用于高度較低的樓層，因為這樣的樓層住戶較少，樓頂面積不會過于緊張。而且集熱器安裝在屋頂上不容易影響到住戶的日常生活，也不會占用太多的住戶空間。首先是針對平屋頂，一般會采用一定的傾角，之前的集熱器生廠廠家集熱器三腳架都是隨便取的角度，十分不科學(xué)也不美觀，本次改造就是計算出其最佳角度，使得前后兩排的集熱器之間的距離達到最小同時不影響各集熱器之間的工作。針對斜屋頂，可以澆筑混凝土基座，槽鋼作為集熱器與混凝土墩的鏈接紐帶，與混凝土之間的固定件鏈接，提高緊密度的同時不影響各集熱器之間的工作。

②既有建筑墻面陽臺太陽能集熱器連接改造設(shè)計。這一類集熱器并不局限于低樓層，他可以適應(yīng)各種類型的樓房，但是安裝的位置卻必須要研究，必須要能夠接收到足夠的太陽能，不能被遮蓋，需要研究的因素較多，很是麻煩。對其的鏈接改造就是將以往的壁掛式集熱器改造為嵌入式集熱器，這樣就不容易影響到其他住戶的采光。

4、結(jié)語

總而言之，既有建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能改造是在我國全面推進節(jié)能減排政策下，建筑業(yè)對既有建筑的一次新能源方向的大規(guī)模動作，能夠極大降低既有建筑能耗并提高居民生活質(zhì)量，但這一方面的研究目前還很淺顯，需要更多的人投入到其中，才能得到更好地改造方案。

參考文獻：

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