太阳能热水器系统与建筑相结合实例分析

　　摘要 本文通过介绍具体的案例，介绍了太阳热水器与建筑结合的一种方式，包括与建筑设计院的合作方式、热水器楼面摆放、屋面管道布置、楼面基础预留、管井预留等，并提出希望，以期真正实现“太阳能建筑”这一理念。

　　引言

　　太阳能热利用现在已经进入了一个崭新的阶段——太阳能设备安装与建筑设计逐渐走近，并向最终接轨的方向发展。目前，由于太阳热水器的普及、太阳能设备厂家的宣传以及人们对绿色、环保、健康的追求，加之城市有关政府部门对市容市貌的要求及规定，使得太阳能热利用设备与建筑特别是住宅　相结合越来越被房地产开发商及建筑设计院所重视，并且成为建筑新的亮点和卖点。

　　如何使太阳能设备与建筑完美结合，不破坏建筑的外观及室内管路系统，并且使太阳能系统正常运行，是摆在太阳能厂家、房地产开发商及建筑设计院面前的一个难题。要达到真正意义上的结合，即太阳能设备作为建筑的必备构件安放在建筑上，还需要多方的共同努力。

　　下面谨以安徽蚌埠“山水华庭”一期工程太阳能与建筑设计结合的案例为例，提出一种解决方案，以期能够抛砖引玉，希望各界有识之士共同推动太阳能与建筑结合的发展。

　　沟通合作

　　“山水华庭”一期工程共有１０幢住宅楼，设计有８种户型，楼层高低各不相同，每一户型均是平顶跟尖顶两种房顶交错。平顶靠南部分有与尖顶高度相同的排气口，太阳热水器安装难度较大，因此需要我们与建筑设计院共同合作，拿出一套可行的解决方案。

　　合作之初双方先进行技术方面的沟通，主要涉及屋面承重、整体布置、安装固定方式、太阳能专用管道预留、屋面上管路如何布置等问题。接下来，由太阳能厂家和建筑设计院共同参与有关太阳能系统与建筑接口的设计。鉴于整体图纸已经确定，经研究，决定仅在原有图纸上改进和附加。由建筑院提供原始图纸，我们根据建筑图纸设计屋面热水器及管路布置图、室内热水管路系统图包括预留管井位置　以及屋面预留图，然后由设计院修改定稿并做出建筑施工图纸，工程方负责施工。

　　方案设计

　　屋面布置

　　该工程前期１０幢楼的８种户型，每种户型的结构是相同的，屋面情况也一样，只是楼层数不同。因此，可以按户型确定屋面布置情况，包括热水器布置、管路布置以及楼顶预留管井位置等，初步确定热水器屋面布置情况。

　　由于楼顶是斜屋面与平顶交错的形式，屋脊要比平顶高出２ｍ左右，而且平顶的前部中央有与屋脊等高的１ｍ３左右的装饰柱，因此热水器不宜摆放在平顶上，只能布置于斜屋面上。因斜屋面的长度有限，需要分两排进行太阳热水器的布置（如图１）。

　　楼面管道布置

　　由于太阳热水器集中摆放在斜屋面上，为了避免破坏屋面防水层及阁楼层管道杂乱等现象，上下水管道布置于屋面上，分左右两个方向引下斜屋顶，汇集到平顶上的预留太阳能管道井口如图１　。每一排热水器管道汇集到一起集中保温，外表面喷涂与屋面相同颜色的防护漆，并使管道固定在热水器支架上，离开屋面一定距离，以利于屋面排水（如图２）。

　　屋面基础预留

　　为了达到与建筑结合更好的效果，同时，也使热水器处于屋脊等处的避雷带的防护区域内，采用前屋面式热水器，即热水器固定在斜屋面上。此种热水器的支架与屋面平行，为了方便热水器的固定，要在屋面防水施工之前做预留水泥支墩、预埋钢板等预埋件。水泥支墩上表面要与屋面平行，也可在水泥支墩上表面预埋钢板，用来安装热水器时焊接固定件。

　　该工程是直接预埋钢筋，钢筋高出找平层１８０ｍｍ如图３　，在瓦面下用混凝土加固。在预埋钢筋位置要挂的瓦上对应位置打孔，使钢筋穿过瓦面并把瓦挂好，瓦与预埋钢筋的缝隙用防水水泥做好防水处理。

　　另外楼面上还要预留太阳能管道井的出口，用来引入太阳热水器的上下水管道，其位置由室内卫生间位置确定。

　　管井预留

　　由于热水器安放在楼顶，上下水管道要从热水器连接到室内，因此需要在建筑施工时预留太阳能管道井，用来走太阳热水器的上下水管道。管井可隐藏也可明置。如条件允许，最好隐藏于墙内，不仅美观而且为室内节省了空间。

　　由于该工程建筑结构已定型，只能附加预留管井。在卫生间适合地方比如马桶旁边的墙角处，与室内排水管路合理布置　预留管井，可做成圆形或长方形。本次是预留中１５０ｍｍＰＶＣ穿线管，并在管井离地面一定距离该工程距离为８０ｍｍ　处留一管道口中８０ｍｍ以上　，用来引出热水管道及维修用（如图４）。

　　水设施系统

　　太阳能热水管路作为整个建筑水设施系统的附加部分，融合到整个系统中去，要和谐统一如图５　。

　　前景展望

　　由于该工程是对外与建筑设计院合作设计，不是在建筑设计最初把太阳能装置安装考虑到整体设计中去，而是在整体建筑成形后再附加设计，在设计太阳能装置安装方案时受到建筑结构的限制。另外，由于经验不足，相关的预留方式有待进一步研究，以使各种结合方式更丰富、更灵活。

　　目前，太阳能与建筑结合只是作为建筑整体的“后天”附加设施，难免有些不和谐，还不够浑然天成，但作为未来太阳能建筑的雏形，已经具有相当重要的意义。真正意义上的太阳能与建筑结合应该是在建筑的最初设计阶段不是图纸设计阶段而是在构思建筑造型及功能的阶段　把太阳能利用考虑到建筑的造型及结构中去，使这种建筑不只是传统意义上的建筑与太阳能装置结合在一起，而是建筑为太阳能利用提供载体，太阳能装置美化建筑、提供能源，真正实现“太阳能建筑”这一理念。

　　在未来的诸多建筑中，“太阳能建筑”必将成为一支“生力军”，受到人们的关注与喜爱。因为“太阳能建筑”符合社会发展的需求，符合绿色环保的现代生活理念，真正节省常规能源，造福于人类社会，并且有助于我们留给子孙后代蔚蓝的天、洁白的云。