摘要：作者根據(jù)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于新建工程的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在建筑設(shè)計(jì)和建筑施工過(guò)程中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了探討，為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與土建專業(yè)之間的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、安裝預(yù)留提出了建議。
關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)；土建設(shè)計(jì)；安裝預(yù)留
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以充分利用太陽(yáng)能源加熱熱水，達(dá)到實(shí)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(yáng)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(guó)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(shí)施，符合標(biāo)準(zhǔn)的新建工程基本上都需設(shè)置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，因此在工程設(shè)計(jì)及工程施工階段能否為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)做好前期預(yù)留是保證太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)順利實(shí)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(yáng)能熱水系統(tǒng)的安裝預(yù)留尚存在不少問(wèn)題，從而為后期太陽(yáng)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝帶來(lái)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(yáng)能熱水系統(tǒng)都存在上述這些問(wèn)題，本文根據(jù)這些已經(jīng)投入使用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)工程在設(shè)計(jì)和施工階段，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和建筑設(shè)計(jì)的配合以及太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的安裝預(yù)留應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行反思和探討。
1樓頂南立面高出樓頂?shù)慕ㄖb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(jì)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(yáng)能系統(tǒng)，這將會(huì)為后期太陽(yáng)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝帶來(lái)不便。對(duì)于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能集熱裝置是獲取太陽(yáng)能源的關(guān)鍵。在每天有太陽(yáng)光照的時(shí)間里，太陽(yáng)能集熱部件的采光部分必須被太陽(yáng)光照射到，才能獲得更多的太陽(yáng)能。因此太陽(yáng)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(yáng)能集熱部件一般都放在屋面的原因。太陽(yáng)能集熱部件的自重通常不會(huì)超過(guò)30kg/m2，因此一般上人屋面，都可以擺放太陽(yáng)能集熱部件。但對(duì)于土建設(shè)計(jì)和施工人員來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能被遮光的問(wèn)題則往往意識(shí)不到，這就為后期太陽(yáng)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工帶來(lái)一些問(wèn)題。比如有些時(shí)候，為了保證太陽(yáng)能的采光效果，必須架高太陽(yáng)能集熱裝置支架，才能確保全天的太陽(yáng)能采光效果，而這樣的結(jié)果會(huì)造成太陽(yáng)能支架成本的顯著增加。從上面的分析可以知道，對(duì)于需要在樓頂安裝太陽(yáng)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(guò)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(yáng)能熱水系統(tǒng)往往存在用水人數(shù)多，需要的太陽(yáng)能集熱面積大，而能夠擺放太陽(yáng)能集熱裝置的場(chǎng)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?cái)[放太陽(yáng)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(duì)太陽(yáng)能集熱裝置的擺放也有較大影響。如果屋面建筑設(shè)計(jì)在南側(cè)，那么當(dāng)太陽(yáng)光照時(shí)，這些建筑就會(huì)在其北面形成陰影。如果把太陽(yáng)能集熱裝置放置在這些建筑的北側(cè)，就會(huì)導(dǎo)致遮光；如果屋面建筑設(shè)計(jì)在北側(cè)，那么把太陽(yáng)能集熱裝置放置在這些建筑的南側(cè)，則不會(huì)造成遮光和陰影，屋面這部分場(chǎng)地就可以最大限度地用來(lái)擺放太陽(yáng)能集熱裝置和設(shè)備，從而能夠獲得更多的太陽(yáng)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(jì)在屋面的北側(cè)，以便可以擺放更多的太陽(yáng)能集熱裝置和設(shè)備，提供更大的太陽(yáng)能采光面積。
3建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水箱間的通風(fēng)問(wèn)題
為了減少儲(chǔ)熱水箱散熱，保護(hù)儲(chǔ)熱水箱設(shè)備，需要為太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水箱設(shè)計(jì)建造一個(gè)水箱間。設(shè)計(jì)水箱間時(shí)，應(yīng)注意太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水箱間的通風(fēng)問(wèn)題。筆者根據(jù)真空管太陽(yáng)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(yáng)能熱水系統(tǒng)經(jīng)常存在太陽(yáng)能設(shè)備提供的能量過(guò)剩，導(dǎo)致儲(chǔ)熱水箱溫度過(guò)高的問(wèn)題。開(kāi)式儲(chǔ)熱水箱的熱水被太陽(yáng)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(gè)水箱間。如果水箱間沒(méi)有考慮通風(fēng)設(shè)計(jì)，水箱間里的水蒸汽不能及時(shí)排出，長(zhǎng)年累月，水箱間安裝的設(shè)備就會(huì)因潮濕而逐漸被腐蝕，甚至造成電氣線路漏電，導(dǎo)致太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。而在設(shè)計(jì)并開(kāi)設(shè)了通風(fēng)設(shè)施的水箱間，則基本不會(huì)產(chǎn)生這類問(wèn)題或大大延遲這類問(wèn)題的發(fā)生。因此，在進(jìn)行太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水箱間建筑設(shè)計(jì)時(shí)不能忽視水箱間的通風(fēng)問(wèn)題，并應(yīng)做好通風(fēng)設(shè)施的預(yù)留。
4對(duì)于采用太陽(yáng)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(duì)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(guó)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(jià)格適中，因此被廣泛應(yīng)用于建筑生活熱水的設(shè)計(jì)和施工中。對(duì)于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，由于太陽(yáng)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(yáng)能裝置每天提供的熱水嚴(yán)重過(guò)剩，導(dǎo)致太陽(yáng)能加熱的水溫常常達(dá)到90℃以上，甚至沸騰。因此，太陽(yáng)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(huì)造成PPR管材受熱變形、脫開(kāi)，系統(tǒng)管路無(wú)法正常輸送的問(wèn)題。
綜上所述，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yáng)能建筑設(shè)計(jì).中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
[2]袁家普.太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社.收稿日期：2017-03-23
