太阳能热水器与建筑一体化
将太阳能热水器与建筑充分结合并实现整体外观的和谐统一。主要优点是:
❶建筑的使用功能与太阳能热水器的利用有机地结合在一起,形成多功能的建筑构件,巧妙高效地利用空间,使建筑可利用太阳能的部分——向阳面或屋顶得以充分利用。
❷同步规划设计,同步施工安装,节省太阳热水系统的安装成本和建筑成本,一次安装到位,避免后期施工对用户生活造成的不便以及对建筑结构的损害。
❸综合使用材料,降低了总造价,减轻建筑荷载。
❹综合考虑建筑结构和太阳能设备协调和谐,构造合理,使太阳能热水系统和建筑融合为一体,不影响建筑的外观。
❺如果采用集中式系统,还有利于平衡负荷和提高设备的利用效率。
❻太阳能的利用与建筑相互促进、共同发展,节省能源,民众受益。太阳热水器作为一种工业化产品,与建筑的有机结合,有利于创造富有个性的建筑形体,从而加强住宅的可识别性,力求做到与建筑以及周围环境的和谐一致。太阳能热水器与建筑的一体化设计具体的设计原则为吸取技术美学的手法,体现各类住宅的特点,强调可识别性,利用太阳能构件为建筑增加美学趣味。
在具体设计中,集热器是收集太阳能的主要部件,其安装的位置应避免其他建筑、树木及建筑自身遮挡阳光。集热器安装方式有:
❶立面式。住宅上太阳集热器的重复安置可以形成有韵律感的连续立面。可结合住宅的屋顶、阳台和遮阳板的位置设置集热器,以其特有的韵律感形成太阳能建筑的标志性外观。在高层集合住宅中如果利用窗户的不同构图或阳台的处理,更易于塑造竖向的垂直韵律效果。
❷阳台式。集热器除了可垂直的排布在窗台之间,还可以与楼房阳台封装结合为一体,带保温壳体的储水箱安装在上层阳台的底部。或采用直流式热水器通过自来水的压力将热水压入设在卫生间、厨房等用水房间的保温水箱内。在阳台安装的热水器应考虑综合阳台栏板的功能,形成多功能建筑构件,力求实现太阳能热水器和建筑的完美结合,且能最大限度地利用太阳光照,满足多种形式的供水需求。但是在阳台安装的太阳能热水器仍有不足之处。这种热水器在纬度较低的建筑南墙上安装存在夏季集热量不高的缺点。故通常可用于较高纬度地区,为获得较大的水压,常采用不需将水箱置于热水器之上的直流式热水系统。连接热水器和水箱的管径不宜太粗,以便于保温和减少管内存水量。
❸遮阳棚式。集合住宅中还可以将太阳集热器与门窗上的遮阳棚相结合。这种热水器的特征在于将集热器安装在窗口上方的遮阳托架上,水箱则设在上层窗坎墙处,在起到遮阳作用的同时为用户提供热水,有效地利用了空间。需要注意的是要确保安装牢固,以免集热器落下伤人。此外,由于集热器多是玻璃材质,要考虑在集热器上方加适当的保护措施防止重物砸坏集热器。在我国集合住宅中发展和推广太阳能利用势在必行,建筑设计、规划设计、建筑物理以及能源科技工作者应进行跨学科的合作,更新设计理念、设计方法,综合解决建筑功能、采暖方式、空间组合及造型等问题,并进行一体化构件的研制,在建筑与太阳能利用一体化设计中做出更大贡献。