太阳热水系统与建筑整合设计探讨

【摘 要】随着太阳热水系统在建筑行业的应用，要求建立建筑与太阳热水系统的有效整合，进而最大限度的发挥太阳热水系统对整个建筑行业的促进作用。本文笔者从太阳热水系统与建筑整合的概念着手，分析了当前太阳热水系统与建筑整合的必然性，进而探讨了进行二者整合的有效途径，目的是为太阳热水系统与建筑整合提供指导和借鉴，进而推动建筑行业的健康发展。

【关键字】太阳能；热水；太阳热水系统；建筑；整合；途径

随着新能源在建筑行业的应用，太阳热水系统在建筑行业得到了广泛的应用，为人们提供了更加便捷的高效的服务，推动了建筑行业的快速发展。但是在热水系统的应用中，还存在着诸多问题，需要进行改革，特别是加强太阳热水器与建筑的整合，实现太阳热水系统与建筑的一体化。

1太阳热水系统与建筑整合的概述

太阳热水系统与建筑的整合是指在建筑师的指导下，通过对设计场地的综合分析和研究，实现二者的有效结合，既要达到生态系统的要求，又能够为人们的生活提供优质的服务。因此，建筑师要加强对建筑环境的分析，包括当地的温度、气候、纬度以及日照等设计条件，以此为依据，选择合适的太阳热水系统，确保其型号、质量、集热器的面积以及安装的部位符合建筑的要求，进而为建筑的设计提供有力的支持。

总体而言，建筑与太阳热水系统的整合是为了减少热水设备对建筑的负面影响，进而实现与建筑的有机结合，真正的实现一体化的发展，重点从太阳能应用技术与建筑的环境美观两个方面考虑，真正的做到：充分利用建筑物的向阳部位进行太阳热水系统的安装；做到与小区的规划，建筑的设计以及验收同步进行，进而节约太阳热水系统的成本；外观上和谐统一，进行完美结合；进行设计时，可以将太阳热水系统作为建筑构件来使用，并发挥承担建筑的功能。

2 太阳热水系统与建筑整合的必要性

太阳热水系统的应用，对促进建筑的发展起到了积极的促进作用，使用的范围不断扩大，同时也暴露出了较多的问题，严重的影响了太阳热水系统功能的发挥，并对建筑本身产生了较为负面的影响。

在太阳热水系统的应用中，存在着产品的质量和性能难以达到规定的要求的问题，进而影响了服务的质量，难以满足人们生活的需要。其次，对太阳热水系统的设计缺乏合理性，未与建筑进行有效的整合，出现影响景观或者是安全的问题，不利于建筑和太阳热水系统的可持续发展。

因此，需要对太阳热水系统与建筑进行整合，即加强二者的结合，实现一体化的发展，进而充分发挥太阳热水系统对建筑的促进作用。同时在对太阳热水系统与建筑整合的过程中，要综合考虑多种因素，例如地区的条件、住宅的类型、平面布局、建筑外观、热水用量、使用工况、集热器形式与性、系统配置、运行方式、安装接口的形式与尺寸、安全性、维修以及经济技术的分析等等。这就需要坚持一定的整合原则，即在充分利用太阳能的基础上，根据热水器的位置和热水用量选择合适的热水系统，同时对各个设备和部件的安装要从建筑设计的整体着手。

3 太阳热水系统与建筑整合设计

鉴于太阳能热水系统对人们生活的重要影响以及对建筑整体的作用，需要合理设计太阳热水系统，做到与建筑的相互结合，真正的实现二者的整合，进而对建筑的整体起到积极的促进作用。太阳热水系统作为建筑的一个关键部分，实现与建筑的整合，需要从以下几个方面着手：

3.1太阳热水系统与墙体的结合

要想实现太阳热水系统与建筑的有效整合，需要加强太阳热水系统与墙体的结合，在建筑中，南立面有着很好的采光条件，因此可以利用窗坎墙实现集热器与南立面墙体的有效结合，即将平板的集热器作为立体墙面的一部分，这就需要提升太阳热水系统的功能，既要满足自身的功能，同时还要符合建筑物的结构和建筑功能。这样就可以加强对集热器墙体的设计，利用相应的材料，实现二者的整合，一般而言，集热器墙体的设计由内到外分别是透光保温涂层、光热转化层、外墙支撑以及导热层、集热管、发泡保温层、内墙支撑层以及内墙的涂膜层等。这样在太阳照射时，光线恶意一定的角度射入墙面，利用有效投影截面获得的有效光能通过透光保温涂层，入射到光热转化层，并在光热转化层内进行热能的转化，一般是完全转化或者是选择性转化，进而发挥了太阳热水系统的作用。在太阳热水系统与墙面的有效结合的设计中，将集热器作为了墙体的一部分，这就需要其装置具备一定的强度，同时还要满足墙体的保温和美观，避免对建筑的景观和安全性的破坏。

3.2 太阳热水系统与屋面的结合

就建筑物的屋面而言，不如墙面遮挡和接触阳光的面广，因而更加适合太阳热水系统中各个设备的采光和集热。为了实现太阳热水系统与屋面的有效结合，需要针对不同的屋面特征采取不同形式的太阳热水系统设计，一般而言，对于平屋顶通常采用的是覆盖式，对于斜屋顶此阿勇的是镶嵌式。前者要根据地域确定倾斜的角度，并且根据集热器的种类和尺寸制定构架，同时将构架固定在与屋面连接的基座上，这样可以满足泛水的要求，后者具有很好的视觉效果，但是其安全性要求较高，需要增加防水层，避免出现漏水的现象。于此同时，为了减少屋面本身的重量，可以将集热器替代建筑的保温或者是隔热层，并且可以对屋顶的覆盖层进行部分甚至是完全取代，一方面大大的提高了各个部分的效益，另一方面很大程度上节约了建筑材料，进而减少了建筑的总成本。

就我国太阳热水系统与屋面结合的一个实验性工程便是云南昆明的一个温水游泳馆，采用的是轻钢网架结构，太阳能平板集热器完全取代了屋顶的覆盖层，实现了太阳热水系统与屋面的一体化，是太阳热水系统与建筑有效整合的一个典范，

3.3 太阳热水系统与阳台的结合

在建筑设计中，特别是高层的建筑中，仅仅利用楼盖难以满足各个用户安装太阳能设备的需求，因此在对太阳热水系统的设计中，要充分利用好阳台或者是向阳面的墙壁等部位，但是这样在很大程度上会对建筑物的美观造成负面的影响，使整个建筑物缺乏艺术的效果。因此在太阳热水系统与阳台结合的过程中，要充分考虑建筑的实际情况，从整体着眼，优化太阳热水系统设计的方案。为了避免太阳热水系统对建筑美感的影响，需要采用分户式系统，即每一户在阳台的外壁安装集热装置，对于真空管的安装可以进行适当的设计，如横向布置，进而丰富建筑的立体效果，此外，在南方的建筑物中，可以用此方法替代栏杆，例如可以在南立面布置连片的集热器，顺序从下到上，这样可以为整栋楼提供热水供应，满足整个楼居民的热水需求，同时可以将贮水箱放置在阳台内，实现了建筑的整体美观。但是在实现太阳热水系统与阳台的有效结合的过程中，要充分考虑其安全性，可以在阳台的下方布置绿化等进行防护，避免集热器的损坏甚至脱落。

4 结束语

通过分析，将太阳热水系统与建筑相结合 具有显著的优势，不仅充分发挥了太阳热水系统的作用，并且避免了太阳热水系统对建筑物的美观的影响，真正的实现了二者的一体化。因此需要建筑师加强对太阳热水系统与建筑整合的认识，学习一些热水系统的知识，为实现二者的有效整合奠定坚实的基础。在建筑设计的发展中，与太阳热水系统整合是发展的必然选择，实现了资源的有效利用，实现了建筑行业的可持续发展。

参考文献：

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