太阳能在建筑节能中的应用

摘要：作为可再生能源的太阳能热利用技术是实施我国“节能降耗”战略的重要途径。近年来，建筑工程中的太阳能热水系统安装往往自成系统，并作为建筑的后置设备进行安装，造成太阳能热水器在建筑上布置极为不合理，其固定、防风、避雷等安全措施也得不到保障，也给城市景观、建筑的安全使用带来极为不利的影响。为使太阳能热水系统安全可靠、性能稳定，且与建筑和周边环境协调统一，就需要推广建筑太阳能一体化施工。所谓建筑太阳能一体化施工，就是将太阳能的产品及构件与建筑同步设计，同步施工，同步验收；并做到与建筑进行有机的结合。

关键词：建筑 节能 太阳能 利用 施工 应用

Abstract: as the renewable energy in solar thermal utilization technology in our country is implementation "saving energy and reducing consumption" strategy of important ways. In recent years, the construction project of the solar hot water system installation often become the system, and as a building or equipment installation, cause the solar energy water heater on the building layout is not reasonable, and the fixed, wind, and lightning strikes and other security measures also can't get safeguard, also give city landscape, the safety of the building use bring extremely unfavorable influences. To make solar hot water system safe and reliable, stable performance, and with the building and the surrounding environment harmonious and unified, will need to promote the integration of building solar energy construction. The so-called building solar energy integration construction, is the solar energy products and components and architectural synchronization design, simultaneous construction, synchronous acceptance; And do it and building the organic union.

Keywords: building energy efficiency of solar energy construction application

中图分类号： TU201.5文献标识码：A 文章编号：

一、国家政府对发展光热的相关政策

我国在“国家战略产业规划”和“十二五”规划中明确指出发展太阳能热利用产业。据统计，目前，包括北京出台的《廉租房、经济适用房及两限房建设技术导则》，其中指出，经济适用房和廉租房应采用太阳能热水系统，并优先使用集中式太阳能热水系统。两限房提倡采用太阳能热水系统。当太阳能热水系统不能完全满足需求时，可采用太阳能热水系统与辅助技术系统相结合的方式。太阳能热水系统宜与建筑一体化设计和施工。凡用集中式太阳能热水系统时应设分户计量装置。当前我国共有20个省(市、区)和80多个城市出台了太阳能强制安装政策和优惠政策，要求新建建筑有条件的必须安装太阳能热水系统。”2010年国家能源局、财政部、农业部对可再生能源开发利用基础较好、成绩突出、发展目标明确、管理体制健全的108个县(市)开展“国家首批绿色能源示范县”建设，并对示范县建设予以支持。其中，太阳能热水及太阳能采暖是重点项目。

我国“十二五”可再生能源发展的基本思路为：发电技术规模化和终端综合利用产业化(重点是太阳能热利用、生物质利用、地热利用)。全面推广太阳能热利用，为能源安全做出更大的成绩。此外，一系列重大可再生能源工程的建设也已明确。如“十二五”期间，中国将推动新能源示范城市建设。在示范城市推广太阳能热利用，用项目推动产业发展。“全面推广太阳能热利用，这说明国家对我们行业的重视程度，同时为我们行业提供了很好的发展机遇。”企业应充分把握机遇，树立标杆项目，以“坚持科技进步、扩大应用领域、促进产业升级、扩大市场范围”为战略指导思想，加快太阳能热利用产业发展，为惠及民生和我国节能减排作出应有的贡献。

据统计河北省中南部地区年太阳能辐射量大于3500兆焦耳／平方米，属太阳能资源较丰富地区之一。远在70年代市民就开始安装多种形式的太阳能热水器，丰富的太阳能资源为实施建筑太阳能一体化施工，提供了有利的保障。

二、太阳能一体化住宅小区构建介绍

该多层住宅小区工程建筑总面积283256m2，单体建筑35幢，该小区工程全部采用太阳能淋浴给水系统，单体太阳能集热器3408台。为减少在太阳能系统安装施工过程中极易出现的破坏屋面防水、固定刚度不足等问题，按设计要求实行建筑太阳能一体化施工，以做到建筑施工与太阳能系统施工有机结合，并提高太阳能系统地安全性、建筑物的整体外观质量和美观程度。

1、建筑太阳能一体化设计

该小区由河北省著名建筑设计研究院设计。设计部门首先对该拟建住宅小区进行周围环境的实地考察，包括建筑所处地点纬度、年日照时间、年太阳辐射强度、年环境温度等；然后对其建筑功能（最高日热水量、供水方式、用水温度、用水点位置等）以及热水器安装条件（场地面积、形状、建筑结构承载力、遮挡情况等）进行了充分的论证；提出了建筑样样能一体化的初步设计方案。

1.1 民用建筑太阳能热水系统设计要点及主要设计步骤

根据《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中（以下简称GB50364-2005）建筑给排水专业人员在太阳能企业技术人员的配合下，依据规范GB50364-2005的要求，对太阳能热水系统进行设计，同时并应符合国家其它现行有关标准的要求。

1.2 太阳能热水系统类型的确定：

设计人员根据整个小区建筑物的平面布置、立面效果以及结构形式等综合因素，依据规范GB50364-2005表4.2.6选择系统类型，选择其类型、色泽和安装位置，做到建筑物整体及周围环境相协调。

该小区统一采购某太阳能公司生产的真空管太阳能集热器，管材为铝塑复合管新型材料（屋面部分管道均用聚乙烯发泡保温材料保温），连接方式为热熔连接，室内管道明装。

2、建筑太阳能一体化施工

2.1 施工组织

参建各方（主要是监理、施工企业）建立健全质量技术管理体系。明确施工技术质量控制措施，确保满足设计质量要求；建筑太阳能由具有太阳能安装专业施工资质的队伍施工并制定专项施工方案组织施工。要求认真执行技术交底制度，了解安装系统的技术控制要点以及管道连接、防腐防冻等重要工序的质量控制，对容易出现的质量通病做好预控，避免出现固定不牢、破坏防水层、出现渗漏等质量问题。

通过技术培训及设计交底，提高现场质量管理人员的技术素质和责任意识。对于设计内容不详实或未通过政策、技术性施工图纸审查的，不能组织施工。施工前应对太阳能热水器的规格尺寸、管道井、固定预埋件、系统布置、节点做法、防雷设置等内容作详细了解，严格按图纸中所选用的做法图集进行施工质量预控，确保太阳能系统与建筑结构结合合理、安装维修方便和使用安全。

施工前检查太阳能系统设备材料及配件质量证明文件，并对集热器的生产厂家、规格等进行批量验收检验，并做详细记录，保证原材料及成品的质量。

2.2 施工工艺与方法

竖向墙外明装管道的施工工艺流程：太阳能系统给水管、溢流管背后土建质量检查验收安装水压试验一验收；屋面管道、集热器施工工艺流程：预埋固定件检查集热器安装固定连接管道通水检查防腐保温及防雷施工系统验收

2.3 质量检查

与太阳能集热器连接并穿越防水层的管道，周围加做防水附加层，泛水高度以及细部处理按规范《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242--2002）要求执行。

集热器方位设置要合理，一般是朝向正南或南偏西5°；安装倾角与工程所在地的地理纬度基本相同，集热器多排矩阵布置时，前后两排间要留出适当距离，一般为前排垂直高度的2倍左右。集热器的固定应与结构施工时的预埋件作可靠连接，如果出现后置埋件，则需要做拉拔试验，保证太阳能系统的抗风能力。

太阳能热水器按图纸要求设置避雷装置，并与建筑避雷网带做可靠连接，不得直接使用热水器作为接闪器。

3、太阳能系统检查与验收

3.1 施工资料

经对小区内每一项建筑太阳能工程的资料检查，施工用成品、半成品等材料的质量合格证明文件齐全有效，通水、水质检验报告以及其它验收资料符合相关规定及要求。

3.2 安装外观质量

经对小区内每栋住宅工程中的太阳能热水器安装部分进行全数检查。没有发现施工质量不合格或存在使用安全隐患的项目，集热器位置、间距等尺寸符合设计要求，防风、防腐、防冻、防雷以及固定形式能满足使用要求。集热器固定支架根部与周围屋面防水结合合理，细部做法符合要求。

三、结论

1、 在质量技术措施可靠的前提下，建筑太阳能一体化的施工质量能够得到保证。

2、 建筑太阳能一体化是把太阳能的利用纳入工程的总体设计中来，把建筑、技术和美学融为一体，太阳能设施成为建筑的一部分，相互间有机结合，取代了传统太阳能的结构所造成的对建筑的外观形象的影响。

3、 太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，避免了二次安装，降低了成本。同时能够节约煤炭、电力资源，减少二氧化硫、灰尘等排放物对空气的污染。太阳能与建筑一体化是未来太阳能技术发展的方向。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。