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太阳能住宅的设计原则
作者:佚名 来源:建设工程教育网 点击量: 发布时间:2012-5-6 8:21:33
缓的倾角更有利于集热器接受太阳漫射辐射,可以不必另行安装支架。由于坡屋顶正常视高一般可见,集热器可以起到丰富其外观的作用。缺点是施工会牵扯到防水的问题,技术上相对复杂。

  1)平屋顶的安装

  太阳能热水器在平屋顶安装时,要注意集热器的平面安装位置。应当尽量减少水平管路的长度,将集热器置于卫生间的上方。优点是此处的楼板为现浇混凝土结构,有利于设置管路和固定支架。

  如果用户选择循环式热水器,则集热装置必须按一定角度倾斜安装,集热器须外加支架与屋面结构相连接。支架的冷轧钢板的厚度不应当小于2mm,不锈钢板的厚度不应小于1.5mm。屋面构造上可以在柔性防水上另加40mm厚混凝土刚性防水层,预埋铁件与支架焊接或螺栓连接。

  如果用户选用了直流式热水器,则集热器可以直接水平安装在屋顶上方,减小风荷载,增加系统的安全性。而且,由于集热管和反射板的遮挡,使屋面的隔热作用有所加强,从而降低住宅顶层夏季室内温度,也使构造连接的热桥效应减至最小。调试时,安装人员根据当地的位置和自然地理情况旋转集热管,将吸热体的角度调整为最佳,就可以达到比较好的集热效率。

  2)坡屋顶的安装

  一般循环式太阳能集热器均需要一定的倾角,利用坡屋顶的结构坡度是很自然的。由于坡屋顶楼面下一般有吊顶空间,可以容纳横向管路,所以集热器的平面位置可以比较灵活。

  在设计中,最好选择集热器与储水箱分离的热水系统,将储水箱置于吊顶内,可以减少屋面的荷载。在采用自然循环时,要求集热器不高于水箱水位;而采用强制循环则没有这种限制。

  另一方面,我国出现了质量分布比较均匀的水箱— 集热器一体化太阳能热水器。屋脊式太阳能热水器克服了单管上下水不能24小时随时用热水及操作繁琐的缺点,上水无需任何操作,通常天气热水随开随用,结构独特,适合于人字形屋顶,重心低,安装极其方便、稳固。坡屋顶横管式太阳能热水器最适合坡屋顶平房或楼房,水箱外形像“ 饼干”一样平贴于斜屋面,克服了各种太阳能热水器重心高、在坡屋顶上安装困难等缺点,安全可靠,外形平整,成片安装整齐美观,已大量被房地产公司配套安装。其共同的特点是水箱与集热器结合在一起,降低了管路的造价。

  (2)墙面与阳台

  在墙面或阳台安装太阳能热水器,可以减小管路的长度。对于高层住宅是其他安装方式不能替代的。而且其位置往往处于立面的视觉焦点,可以成为立面构成的重要因素,这也更加符合一体化设计的思想。由于与用水端没有足够的高差,所以在墙面或阳台安装的系统必须采用顶水式管路。而且同坡屋顶一样,应尽量选择集热器与储水箱分离的系统,可以减小坠落伤人的概率。根据使用情况的不同,构件连接可以分为固定式和活动式两种情况。

  1)固定式

  固定式是指热水器在安装后用户不再移动其位置或角度。所以要求集热器在安装之初就能够达到比较好的效率,而且又不会造成立面的混乱或造成不安全因素。很明显,斜向悬挑的固定集热器无论在力学上还是心理上,都会形成不安全因素。所以在当今的技术条件下,比较现实可行的方案是在竖直墙面上安装直流式横向集热管和在阳台倾斜栏板上安装热管式或平板式集热器。集热器可单独悬挂于建筑物向阳的阳台或外墙窗口下方,彻底解决高层建筑低层住房想装却怕管道太长及屋顶无法安装诸多难题。水箱悬挂于阳台地面或室内墙角。全自动,拧开龙头即可用热水。管道基本不在室外,冬季不怕冻结,由于独特的聚光专利技术,以及消除集热器表面落灰的方便条件,冬季水温比屋顶式高得多。

  2)活动式

  活动式连接是指集热器可以由用户控制而在支架滑轨上运动,使其可以贴于竖直墙面,也可以斜出以达到最佳的集热效果。活动式连接是循环式集热器常常采用的方式。比较理想的一种情况是将支架安装在窗户的上方,除支架外其余部分可以收起。使用时,将集热器放至适当位置和角度,在集热同时起到遮阳的作用,尤其适合夏季太阳高度角比较高的情况。在外挑支架上设有档位,可使集热器在不同季节分别处于最佳的倾角。集热器的打开和收起可利用下端的拉杆完成。缺点是由于集热器已经位于窗上过梁位置,该层已没有足够空间容纳水箱,所以采用自然循环时水箱必须置于其上一层户内。但如果大规模建造或采用强制循环,则上述不便也不成为问题。此外,活动式连接还可以应用在阳台的竖直栏杆或栏板外侧。

  3 结语

  住宅太阳能热水器一体化的设计将与现有住宅在形式和风格上存在比较明显的差别,在样式各异的住宅中独树一帜,无论对住户还是开发商,其独特的可识别性都是有吸引

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