4． 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與薄板鋼骨住宅一體化設(shè)計(jì)方案
以下以一個(gè)設(shè)計(jì)方案為例進(jìn)行太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與薄板鋼骨住宅一體化設(shè)計(jì)。
4.1 工程概況：
4.1.1 本別墅方案擬采用薄板鋼骨體系，地下一層，建筑面積80.5㎡；地上二層，建筑面積304.3㎡。
4.1.2 屋頂形式：
本方案為四坡式坡屋頂，主要材料屋面瓦采用水泥瓦或?yàn)r青瓦，屋面排水采用四坡有組織排水，通過(guò)檐溝及水落管排出。
4.2 分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
4.2.1 水箱的容積及集熱器面積的確定：
水箱的容積根據(jù)用水人數(shù)及人均用水量來(lái)估算，按國(guó)家頒布的《室內(nèi)給排水熱力供應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)劃》規(guī)定，淋浴用水（水溫40℃）每人每次35～40L，本方案按7人考慮， 按照太陽(yáng)能產(chǎn)品廠家樣本中分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的型號(hào)，可選水箱容積300L的類型，集熱器面積為5～6㎡。
4.2.2 太陽(yáng)能集熱器的安裝方位及角度：
太陽(yáng)能集熱器的安裝方位集熱器的布置方位是朝向正南,允許向西偏離15°以內(nèi),否則將影響熱水器表面的太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度。
集熱器理想傾角的確定,根據(jù)全年使用經(jīng)驗(yàn)公式：a=ψ+(5°～10°)
式中a----集熱器的傾角；ψ----當(dāng)?shù)鼐暥取?BR> 本方案屋架斜度為5/10、7/10，是由于考慮到屋頂?shù)拿烙^，角度不宜過(guò)大。需要說(shuō)明的是，屋架斜度應(yīng)綜合建筑美觀、屋頂空間的使用以及太陽(yáng)能集熱器的集熱效率等因素來(lái)確定，并不是僅僅依據(jù)太陽(yáng)能集熱器的集熱效率這一個(gè)因素來(lái)確定。
4.3 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合的設(shè)計(jì)原則
1. 建筑屋頂應(yīng)盡可能采用坡屋頂形式，因?yàn)槠挛蓓斉c平屋頂相比可以使同等面積的集熱器集熱效率提高。
2. 建筑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到集熱器的清潔、檢修或更換等問(wèn)題。
3. 集熱器應(yīng)盡可能避開(kāi)樹(shù)木、建筑物或建筑物本身體型所造成的遮擋，在做方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮集熱器的位置以及與建筑如何完美的結(jié)合。
4.儲(chǔ)水箱盡量放在室內(nèi)，以利于儲(chǔ)水箱保溫。儲(chǔ)水箱上面及周圍應(yīng)能容納1人的作業(yè)空間。儲(chǔ)水箱和集熱器的安裝應(yīng)滿足建筑物所處部位的承載要求，必要時(shí)可請(qǐng)結(jié)構(gòu)人員復(fù)核建筑荷載。
4.4 經(jīng)濟(jì)性分析和環(huán)保效益分析
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)一次投資,多年受益，已經(jīng)具有比較明顯的經(jīng)濟(jì)可行性，商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力比較明顯。有數(shù)據(jù)表明，一臺(tái)集熱器面積為1.5m2的太陽(yáng)能熱水器，15年間比燃?xì)狻㈦姛崴骺晒?jié)約近萬(wàn)元。這樣，一套300升的分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可節(jié)約近4萬(wàn)元。
據(jù)有關(guān)資料計(jì)算，每平方米太陽(yáng)能熱水器在北京周圍區(qū)域每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤123.6kg；減排SO2 3.46kg；減排CO2 394.8kg；減排CO 2.5kg；減排煙塵1.9kg。若按以上數(shù)據(jù)計(jì)算，本工程每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤618 kg；減排SO2 17.3；減排CO2 1974 kg；減排CO 12.5 kg；減排煙塵9.5 kg。
5. 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合的應(yīng)用展望
以上對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與薄板鋼骨住宅一體化進(jìn)行了初步研究，太陽(yáng)能集熱器與住宅屋面有機(jī)結(jié)合，為人們提供生活熱水，這只是太陽(yáng)能利用的初級(jí)階段，太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用應(yīng)向高級(jí)階段發(fā)展，那就是將太陽(yáng)能技術(shù)與住宅采暖、空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，使之能替代燃煤、燃?xì)狻⑷加偷确绞健?BR> 漢堡伯拉姆菲爾德生態(tài)村是德國(guó)的一個(gè)利用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)供暖的建筑項(xiàng)目，是德國(guó)城市中比較早利用太陽(yáng)能技術(shù)的居住區(qū)，見(jiàn)圖8。該生態(tài)村中，主要采用了太陽(yáng)能集熱技術(shù)，以此替代傳統(tǒng)的天然氣作為采暖的能源。在每戶住宅的屋頂，安裝了大量的太陽(yáng)能集熱器，太陽(yáng)能集熱器總面積達(dá)到3000m2，占所有建筑屋頂面積的49%。通過(guò)太陽(yáng)能集熱器來(lái)加熱水，然后把熱水輸送到供暖中心的儲(chǔ)水罐里，這些儲(chǔ)存的熱水可以為居民提供采暖和生活熱水。通過(guò)這套系統(tǒng)，可以滿足生態(tài)村中住戶的生活熱水和冬季采暖中相當(dāng)大一部分需求，每年可以節(jié)省以前由常規(guī)性能源提供的約0.8兆度的能量，占生態(tài)村所有能耗的49%，同時(shí)也減輕了對(duì)環(huán)境的污染，每年可以少排放約158t的CO2 。
由以上實(shí)例可以看出，住宅屋頂大面積安裝太陽(yáng)能集熱器將是未來(lái)生態(tài)居住社區(qū)的普遍景象。
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與薄板鋼骨住宅一體化是太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)和住宅產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，這方面的研究需要對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和薄板鋼骨住宅體系都要有深入的了解，我們期待著太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)廠家能研制出更多質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、科技含量高的產(chǎn)品，與我們一同攜手為中國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
以下以一個(gè)設(shè)計(jì)方案為例進(jìn)行太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與薄板鋼骨住宅一體化設(shè)計(jì)。
4.1 工程概況：
4.1.1 本別墅方案擬采用薄板鋼骨體系，地下一層，建筑面積80.5㎡；地上二層，建筑面積304.3㎡。
4.1.2 屋頂形式：
本方案為四坡式坡屋頂，主要材料屋面瓦采用水泥瓦或?yàn)r青瓦，屋面排水采用四坡有組織排水，通過(guò)檐溝及水落管排出。
4.2 分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
4.2.1 水箱的容積及集熱器面積的確定：
水箱的容積根據(jù)用水人數(shù)及人均用水量來(lái)估算，按國(guó)家頒布的《室內(nèi)給排水熱力供應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)劃》規(guī)定，淋浴用水（水溫40℃）每人每次35～40L，本方案按7人考慮， 按照太陽(yáng)能產(chǎn)品廠家樣本中分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的型號(hào)，可選水箱容積300L的類型，集熱器面積為5～6㎡。
4.2.2 太陽(yáng)能集熱器的安裝方位及角度：
太陽(yáng)能集熱器的安裝方位集熱器的布置方位是朝向正南,允許向西偏離15°以內(nèi),否則將影響熱水器表面的太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度。
集熱器理想傾角的確定,根據(jù)全年使用經(jīng)驗(yàn)公式：a=ψ+(5°～10°)
式中a----集熱器的傾角；ψ----當(dāng)?shù)鼐暥取?BR> 本方案屋架斜度為5/10、7/10，是由于考慮到屋頂?shù)拿烙^，角度不宜過(guò)大。需要說(shuō)明的是，屋架斜度應(yīng)綜合建筑美觀、屋頂空間的使用以及太陽(yáng)能集熱器的集熱效率等因素來(lái)確定，并不是僅僅依據(jù)太陽(yáng)能集熱器的集熱效率這一個(gè)因素來(lái)確定。
4.3 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合的設(shè)計(jì)原則
1. 建筑屋頂應(yīng)盡可能采用坡屋頂形式，因?yàn)槠挛蓓斉c平屋頂相比可以使同等面積的集熱器集熱效率提高。
2. 建筑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到集熱器的清潔、檢修或更換等問(wèn)題。
3. 集熱器應(yīng)盡可能避開(kāi)樹(shù)木、建筑物或建筑物本身體型所造成的遮擋，在做方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮集熱器的位置以及與建筑如何完美的結(jié)合。
4.儲(chǔ)水箱盡量放在室內(nèi)，以利于儲(chǔ)水箱保溫。儲(chǔ)水箱上面及周圍應(yīng)能容納1人的作業(yè)空間。儲(chǔ)水箱和集熱器的安裝應(yīng)滿足建筑物所處部位的承載要求，必要時(shí)可請(qǐng)結(jié)構(gòu)人員復(fù)核建筑荷載。
4.4 經(jīng)濟(jì)性分析和環(huán)保效益分析
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)一次投資,多年受益，已經(jīng)具有比較明顯的經(jīng)濟(jì)可行性，商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力比較明顯。有數(shù)據(jù)表明，一臺(tái)集熱器面積為1.5m2的太陽(yáng)能熱水器，15年間比燃?xì)狻㈦姛崴骺晒?jié)約近萬(wàn)元。這樣，一套300升的分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可節(jié)約近4萬(wàn)元。
據(jù)有關(guān)資料計(jì)算，每平方米太陽(yáng)能熱水器在北京周圍區(qū)域每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤123.6kg；減排SO2 3.46kg；減排CO2 394.8kg；減排CO 2.5kg；減排煙塵1.9kg。若按以上數(shù)據(jù)計(jì)算，本工程每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤618 kg；減排SO2 17.3；減排CO2 1974 kg；減排CO 12.5 kg；減排煙塵9.5 kg。
5. 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合的應(yīng)用展望
以上對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與薄板鋼骨住宅一體化進(jìn)行了初步研究，太陽(yáng)能集熱器與住宅屋面有機(jī)結(jié)合，為人們提供生活熱水，這只是太陽(yáng)能利用的初級(jí)階段，太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用應(yīng)向高級(jí)階段發(fā)展，那就是將太陽(yáng)能技術(shù)與住宅采暖、空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，使之能替代燃煤、燃?xì)狻⑷加偷确绞健?BR> 漢堡伯拉姆菲爾德生態(tài)村是德國(guó)的一個(gè)利用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)供暖的建筑項(xiàng)目，是德國(guó)城市中比較早利用太陽(yáng)能技術(shù)的居住區(qū)，見(jiàn)圖8。該生態(tài)村中，主要采用了太陽(yáng)能集熱技術(shù)，以此替代傳統(tǒng)的天然氣作為采暖的能源。在每戶住宅的屋頂，安裝了大量的太陽(yáng)能集熱器，太陽(yáng)能集熱器總面積達(dá)到3000m2，占所有建筑屋頂面積的49%。通過(guò)太陽(yáng)能集熱器來(lái)加熱水，然后把熱水輸送到供暖中心的儲(chǔ)水罐里，這些儲(chǔ)存的熱水可以為居民提供采暖和生活熱水。通過(guò)這套系統(tǒng)，可以滿足生態(tài)村中住戶的生活熱水和冬季采暖中相當(dāng)大一部分需求，每年可以節(jié)省以前由常規(guī)性能源提供的約0.8兆度的能量，占生態(tài)村所有能耗的49%，同時(shí)也減輕了對(duì)環(huán)境的污染，每年可以少排放約158t的CO2 。
由以上實(shí)例可以看出，住宅屋頂大面積安裝太陽(yáng)能集熱器將是未來(lái)生態(tài)居住社區(qū)的普遍景象。
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與薄板鋼骨住宅一體化是太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)和住宅產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，這方面的研究需要對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和薄板鋼骨住宅體系都要有深入的了解，我們期待著太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)廠家能研制出更多質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、科技含量高的產(chǎn)品，與我們一同攜手為中國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。