太阳能热水器与建筑一体化
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太阳能热水系统与建筑屋顶一体化设计,宜采用的几种方式
太阳能热水系统与建筑屋顶一体化设计,宜采用的几种方式
1 平屋顶建筑上,可通过加高女儿墙、增设装饰性构筑物或修建屋顶水箱间等技术处理措施,以遮蔽太阳能热水系统对建筑形象的影响和改变;
2 平屋顶和坡屋顶建筑上,可将太阳能热水系统作为建筑造型的一部分彰显出来,在产品选型、布置方式、设备安装等方面,宜与建筑的功能、造型、色彩、风格、质感等相协调,形成建筑的整体视觉效果;
3 平屋顶和坡屋顶建筑上,可将太阳能热水系统作为建筑的功能部件来设计,宜做成集热屋面、集热露台、集热平台、集热飘板或集热雨篷等形式,与建筑完美结合。
太阳能热水系统与建筑一体化技术随着人们对可持续发展的日益关注,以太阳能为能源的热水系统成为了绿色建筑中重要的组成部分。
而结合建筑一体化技术,可以进一步提高太阳能热水系统的效能和可靠性,为人们提供更加舒适和环保的居住环境。
太阳能热水系统通过收集太阳能并将其转化为热能,来为建筑提供热水供应。
这项技术的核心是太阳能集热器,它可以将太阳辐射能有效地转化为热能。
然而,传统的太阳能热水系统通常需要将集热器安装在建筑的屋顶上,这给建筑外观和结构带来了一定的影响。
为了解决这一问题,建筑一体化技术应运而生。
建筑一体化技术将太阳能热水系统与建筑的设计和结构相融合,使其不再是建筑的一个附属部分,而是与建筑整体形成有机的一体。
这样一来,太阳能集热器可以被巧妙地隐藏在建筑的外观中,不仅不影响建筑的美观,还能够发挥更好的效能。
在建筑一体化技术中,太阳能集热器可以被安装在建筑的外墙、窗户甚至是屋面上。
这些集热器的设计和材料选择需要与建筑的外观风格和材料相匹配,以确保整体的和谐与美观。
此外,建筑一体化技术还可以通过优化建筑的朝向和采光设计,最大限度地提高太阳能的利用效率。
除了外观的优化,太阳能热水系统与建筑一体化技术还可以通过智能控制系统来提高系统的可靠性和效能。
智能控制系统可以根据室内外温度、太阳辐射情况等因素,智能地控制太阳能集热器的运行和热水供应,以达到最佳的能源利用效果。
同时,智能控制系统还可以与建筑的其他能源系统进行协调,实现能源的优化调配。
太阳能热水系统与建筑一体化技术的应用不仅可以减少建筑的能源消耗和碳排放,还可以降低建筑的运行成本。
通过利用太阳能作为主要能源来源,建筑可以减少对传统能源的依赖,降低能源购买成本。
同时,太阳能热水系统的使用寿命长,维护成本低,进一步降低了建筑的运行成本。
太阳能热水系统与建筑一体化技术还可以提高建筑的舒适性。
太阳能热水系统可以根据季节和天气的变化,智能地调节热水供应的温度和流量,提供舒适的热水体验。
建筑工程中的太阳能建筑一体化设计太阳能作为一种清洁、可再生的能源,被广泛应用于建筑工程中的能源供应。
随着人们对环境保护和可持续发展的关注日益增强,太阳能建筑一体化设计成为了现代建筑工程的重要组成部分。
一、太阳能建筑一体化设计的意义在传统的建筑工程中,建筑只是简单地承载和隔离人类的居住和工作空间,而太阳能建筑一体化设计则将太阳能利用融入到建筑中,提供了更多的功能和价值。
1. 节约能源:太阳能建筑一体化设计能够最大限度地利用太阳能,减少对传统能源的需求,实现能源的节约与减排。
2. 提高建筑性能:太阳能建筑一体化设计将太阳能热利用、光伏发电等技术融入建筑,提高建筑的热舒适性和能源利用效率。
3. 实现可持续发展:太阳能建筑一体化设计以可持续发展为目标,使建筑与自然环境实现良好的融合,更好地满足人们的需求。
二、太阳能建筑一体化设计的主要原则太阳能建筑一体化设计需要遵循一系列原则,以保证设计方案的实用性和可行性。
1. 建筑适应性:太阳能建筑一体化设计需要根据建筑的朝向、气候特点和功能需求,合理安排太阳能设施的布局和性能参数。
2. 能源利用效率:太阳能建筑一体化设计应当最大程度地提高太阳能的吸收、利用和转换效率,确保能源的充分利用。
3. 综合性能优化:太阳能建筑一体化设计需要综合考虑建筑结构、能源系统、环境条件等因素,实现整体性能的最优化。
4. 美观与功能统一:太阳能建筑一体化设计需要将太阳能设施与建筑的外观、功能融为一体,实现美观与功能的统一。
三、太阳能建筑一体化设计的具体应用太阳能建筑一体化设计已经在各类建筑工程中得到了广泛应用,涉及住宅、商业、工业等各个领域。
1. 太阳能建筑外墙:通过将太阳能电池板安装在建筑外墙上,实现太阳能光伏发电和建筑立面的美观统一。
2. 太阳能建筑屋顶:利用太阳能光伏电池板或太阳能热水管路覆盖在建筑屋顶上,实现电力和热能的收集和利用。
3. 太阳能建筑阳台:在建筑阳台上设置太阳能热水器或太阳能光伏电池板,实现太阳能资源的合理利用。
太阳能热水器与建筑一体化浅谈太阳能以其清洁、储量巨大,成本低,无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源。
在新建的工程中太阳能热水器愈来愈得到人们的重视。
特别在多层住宅中,太阳能热水器的应用更是得到了空前的发展。
但在小高层及高层建筑中,太阳能热水器应用普及率较低甚至基本上没有。
目前,在多层住宅上太阳能热水器最为普及的安装方法是安装在屋顶上。
但是,它也存在着很多的缺陷,装在屋顶上的太阳能热水器存在着连接管道较长、热损失大、上屋顶检查、维护较困难、整体性差、管道敷设不规范、热水器安装与建筑外观不协调等,不仅严重影响了城市的景观,而且存在着许多安全隐患。
对于小高层及高层建筑,由于存在给水分区,给水管道工作压力沿高程增加不断增加,管路底部压力不断增大,中低区用户不可能以户内给水向屋顶水箱供水等情况。
因此在高层及小高层上使用类似于多层的各户单独的太阳能热水系统几乎不可能得到实现。
只有太阳能热水器与建筑一体化后才能使太阳能热水器在高层及小高层上得到广泛应用。
太阳能热水器与建筑一体化就是将太阳能热水器与建筑充分结合并实现整体外观的和谐统一。
具体地说,包括以下几点:1.建筑的使用功能与太阳能热水器的利用有机的结合在一起,形成多功能的建筑构件,巧妙高效地利用空间,使建筑可利用太阳能的部分——向阳面或屋顶得以充分利用;2.同步规划设计,同步施工安装,节省太阳热水系统的安装成本和建筑成本,一次安装到位,避免后期施工对用户生活造成的不便以及对建筑结构的损害;4.综合考虑建筑结构和太阳能设备协调和谐,构造合理,使太阳热水系统和建筑融合为一体,不影响建筑的外观;5.如果采用集中式系统,还有利于平衡负荷和设备的利用效率;总之,经过一体化设计和统一安装的太阳能热水系统,在外观上可达到和谐统一,特别是在集中住宅这类多用户使用的建筑中,改变使用者各自为政的局面,易于形成良好的建筑艺术形象。
太阳能热水器其主要组成部分为集热器、水箱、连接管道及自控部件。
太阳热水系统与建筑整合设计运用太阳热水系统的建筑整合设计是将太阳能技术与建筑设计相结合,使太阳能热水系统与建筑相互融合,以最大限度地利用太阳能热水系统提供热水和供暖功能。
在建筑设计阶段就要考虑太阳热水系统的建构。
建筑的建筑设计应该充分考虑到太阳能量的接收和利用。
在房屋设计中,需要考虑太阳能热水器的位置和方向,以确保足够的太阳辐射。
还需要合理安排建筑的建筑材料和窗户的设计,以充分利用太阳能热水系统的效果。
在太阳热水系统的建设阶段,需要对建筑进行合理的布置和整合设计。
建筑物的屋顶和外墙可以安装太阳能热水器和太阳能热水罐,以收集太阳能热水。
还可以在建筑物的地面或庭院设置太阳能热水系统的储水罐,以存储太阳能热水供应。
在太阳热水系统的使用阶段,需要通过建筑的智能控制系统来监控和控制太阳热水系统的运行。
通过智能控制系统,可以根据不同的季节和需求来调整太阳能热水系统的运行模式。
在冬季,可以通过调节太阳热水系统的供热温度和供应时间来满足建筑物的供暖需求。
而在夏季,则可以将太阳能热水系统的热水用于建筑物的热水供应。
太阳热水系统与建筑整合设计的运用可以带来许多好处。
利用太阳能热水系统可以降低建筑物的能源消耗和运营成本。
太阳能热水系统可以利用太阳能热能来提供热水和供暖,从而减少使用传统能源的需求,节省能源成本。
太阳热水系统与建筑整合设计可以减少对环境的影响。
太阳能热水系统是一种清洁能源,使用太阳能来加热水,不会产生二氧化碳等污染物,从而减少对大气和环境的污染。
太阳热水系统与建筑整合设计可以提高建筑物的可持续性和环境友好性。
太阳热水系统的使用可以减少建筑物对传统能源的依赖,提高建筑物的能源利用效率,并减少对自然资源的消耗。
太阳能与建筑一体化的详细阐述及应用
一、未来太阳能发展方向
太阳能一直存在,但是以太阳能热水器方式问世到如今也不过短短三四十年时间,而对于未来太阳能发展方向,那就是太阳能与建筑一体化的实现及推广。
二、【太阳能与建筑一体化】是什么
太阳能与建筑一体化分为两类:
1、太阳能热水器单机与高层建筑一体化;
2、太阳能热水工程与建筑一体化。
三、太阳能热水器单机与高层住宅建筑一体化
太阳能热水器与建筑一体化,初期真空管太阳能居多,需要安装在楼(屋)顶,小区住宅也是中低层居多(12层以下),可以进行比较方便的安装,可是随着高层住宅小区建筑的增加,真空管太阳能已不再合适安装,转而兴起的是壁挂式平板太阳能,可方便安装于阳台、室外墙体等处,占用空间少,可实现集体安装或各家各户独立安装,目前各省也逐步出台相关政策,强制住宅安装太阳能热水器,相应国家节能环保的要求。
四、太阳能热水工程与建筑一体化
太阳能热水工程与建筑一体化是指热水工程应用于不同场所实现不同功用的太阳能热会工程智能型应用,以太阳能为主,配备辅助能源(电、空气能热泵、燃气炉等)实现全天候或者定时供应中高温恒温热水的工程,系统全自动运行,节省人工成本,随着煤电成本的上升以及构建绿色城市的号召,越来越多的高污染燃煤锅炉面临改造,太阳能热水系统工程已成为越来越多单位热水工程的首选。
太阳能热水系统工程根据施工单位要求,综合考量房屋结构、管道走向、用水量水温要求、施工现场联箱方向等多因素,为单位量身建造,应用于宾馆酒店客房及后厨用热水、医院养老院病房及手术室用水、水产畜牧养殖用中高温恒温热水、学校学生洗浴、企业职工洗浴、工厂生产用中高温恒温用水、游泳池沼气池加热、体育场馆洗浴等用途,节能环保,应用前景广阔。
太阳能建筑一体化标准太阳能建筑一体化是指将太阳能利用技术与建筑设计相结合,实现建筑自身的能源供应和利用。
随着人们对可持续发展的关注和对能源资源的日益紧张,太阳能建筑一体化越来越受到关注。
为了规范和推动太阳能建筑一体化的发展,制定太阳能建筑一体化标准显得尤为重要。
首先,太阳能建筑一体化标准需要明确太阳能利用技术在建筑中的应用范围和要求。
这包括太阳能光伏发电系统、太阳能热利用系统等技术的选用和设计原则,以及在建筑中的布局和安装要求。
标准需要对太阳能利用技术的性能指标、安全要求、可靠性要求等进行规定,确保太阳能建筑一体化系统的稳定运行和安全使用。
其次,太阳能建筑一体化标准需要规范建筑设计中的太阳能利用要求。
这包括建筑朝向、采光设计、遮阳设计等方面的规定,以确保建筑能够最大限度地利用太阳能资源,提高能源利用效率。
同时,标准还需要对建筑外墙、屋顶等部位进行规范,以适应太阳能利用设备的安装和使用要求。
另外,太阳能建筑一体化标准还需要考虑建筑与太阳能系统的协同性。
这包括建筑结构与太阳能设备的结合方式、建筑材料对太阳能利用的影响等方面的规定,以确保建筑和太阳能系统能够良好地协同工作,提高整体能源利用效率。
此外,太阳能建筑一体化标准还需要考虑建筑与太阳能系统的维护和管理要求。
这包括太阳能系统的日常维护、故障处理、性能监测等方面的规定,以确保太阳能建筑一体化系统能够长期稳定、安全地运行,延长设备的使用寿命,降低维护成本。
总的来说,太阳能建筑一体化标准的制定对推动太阳能建筑一体化的发展具有重要意义。
通过规范太阳能利用技术的应用、建筑设计中的太阳能利用要求、建筑与太阳能系统的协同性,以及建筑与太阳能系统的维护和管理要求,可以促进太阳能建筑一体化技术的推广应用,提高建筑能源利用效率,推动建筑行业向着更加可持续、环保的方向发展。
因此,各相关部门应积极参与太阳能建筑一体化标准的制定,推动太阳能建筑一体化技术的发展,为建筑行业的可持续发展做出贡献。
太阳能热水系统与建筑一体化设计探讨太阳能热水器与建筑一体化,至少应包括以下四个方面内容:1.在外观上,实现太阳能热水器与建筑的完美结合,合理摆放太阳能集热器,无论在屋顶或立面墙上都要使太阳能集热器成为建筑的一部分,实现两者的协调与统一。
2.在结构上,妥善解诀太阳能集热器的安装问题,确保建筑物的承重、防水等功能不受影响,还要充分考虑太阳能集热器抵御强风、暴雪、冰雹等的功能。
3.在管道布局上,合理布置太阳能循环管路以及冷热水供应管路,尽量减少热水管路的长度,建筑物中都要事先留出所有管路的通口。
4.在系统运行上,要求系统可靠,稳定、安全、易于安装、检修、维护,合理解诀太阳能与辅助能源的匹配,尽可能实现系统的智能化全自动控制。
5.在使用寿命上,目前,中国太阳热水器产业存在的问题主要表现在:●全玻璃真空管是中国太阳热水器主要产品,虽然具有抗冻、高效等优点,但是存在承压能力差、易破碎漏水、不易与建筑结合等问题。
近几年来虽然出现了一些解决上述问题的方法和产品,但并未彻底解决产品和系统的可靠性和经济性问题。
●由于近年来全玻璃真空管及其太阳热水器生产技术的完善和公开,越来越多的小企业进入太阳热水器产业。
再加上产业管理滞后,使整个产业陷入无序竞争的境地,各企业竞相压价,虚假广告随处可见,大中型企业面临严重的威胁。
●在世界太阳能市场始终以平板型太阳热水器为主导产品的形势下,近年来中国平板型太阳热水器的产量却逐年减少,市场份额更是不断下降,这使得中国太阳热水器市场现状与当前世界太阳能市场主流形成了鲜明的反差。
●太阳热水器产品的质量监督和管理不力,国家级太阳热水器产品质量检测中心至今尚未建成,太阳热水器产品质量认证工作更未开展,因而假冒伪劣产品充斥市场,严重影响到太阳热水器在消费者中的声誉。
●太阳热水器与建筑一体化尚处于起步阶段,无论从系统开发、产品标准、设计规范、安装经验、宏观管理等方面都严重滞后。
各个企业的产品互换性差,不便于标准化设计;建筑设计单位缺乏相关的设计规范,不敢贸然设计。
太阳能热水器与建筑一体化
改革开放以来,我国城乡建设发展迅速,建筑面积不断扩大。
近几年城镇每年建成的住宅面积达到4~5亿m2,农村则已达到7~8亿m2。
在目前已经超过360亿m2的累计房屋建筑面积中,严格按照采暖建筑节能标准建造的只有1.3亿m2。
我国住宅单位面积采暖能耗是发达国家的3倍左右,而因为隔热材料质量低、保温效果差等原因造成这些高能耗建筑冬季采暖与夏季空调的使用日益普遍,能源浪费严重。
面对这种状况,如何提高可再生能源的利用程度,扩大可再生能源的利用范围,已经成为了人们在新世纪的重要课题。
而太阳能以其清洁、储量巨大、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源。
目前,我国太阳能的利用技术特别是太阳能光热利用技术日趋成熟,太阳热水器行业经过20年的发展,取得了大批的科技成果,并形成了产业化生产。
相应的,太阳能热水器与建筑一体化作为一项新的课题引起了各界的关注和重视,科研院所、相关企业等部门都在积极的探索和实践。
一太阳能热水器与建筑一体化基本概念太阳能热水器与建筑一体化概括起来讲,就是将太阳能热水器与建筑充分结合并实现整体外观的和谐统一。
具体来讲包括下面几个优点:1.建筑的使用功能与太阳能热水器的利用有机的结合在一起,形成多功能的建筑构件,巧妙高效的利用空间,使建筑可利用太阳能的部分——向阳面或屋顶(如图1)得以充分利用;
图12.同步规划设计,同步施工安装,节省太阳热水系统的安装成本和建筑成本,一次安装到位,避免后期施工对用户生活造成的不便以及对建筑以有结构的损害;
3.综合使用材料,降低了总造价,减轻建筑荷载;
4.综合考虑建筑结构和太阳能设备协调和谐,构造合理,使太阳热水系统和建筑融合为一体,不影响建筑的外观;
5.如果采用集中式系统,还有利于平衡负荷和提高设备的利用效率;
6.太阳的利用与建筑相互促进、共同发展,使其节省能源,为民众受益。
总之,经过一体化设计和统一安装的太阳能热水系统,在外观上可达到和谐统一,特别是在集合住宅这类多用户使用的建筑中,改变使用者各自为政的局面,易于形成良好的建筑艺术形象。
二太阳能热水器与建筑一体化设计基本途径与方法太阳热水器作为一种工业化的技术产品,它与建筑的有机结合,有利于创造富有个性的建筑形体,从而加强住宅的可识别性。
图2为皇明太阳能集团工程:铜陵世界花园。
整齐划一的太阳能热水系统工程,和整洁的建筑、美丽的自然风光完美的结合到了一起,相得益彰,令人赏心悦目。
图 2 图3可是我国建筑行业与太阳能热水器的结合刚刚起步,还存在着很多的问题。
传统的设计方法是在屋顶上安装太阳能热水器。
这是目前最为普及的设计方法,但是它也存在很多的缺陷。
装在屋顶上的太阳热水器存在着连接管道较长,热损失大等缺陷;上屋顶检查或维护较为困难,如果没有统一设计,就会造成布局混乱,与建筑不协调,不美观,破坏建筑形象,影响市容市貌;严重的还会降低太阳能产品在消费者心中的地位。
太阳能热水器安装在建筑物上如果不和谐,就会影响到建筑物的美观和市容的整洁,从某种程度上其实在制约着太阳能热水器与建筑一体化的发展。
所以说,力求做到太阳能热水器与建筑以及周围环境的和谐一致,是这项技术的核心所在。
一谈到太阳能热水器与住宅建筑的一体化设计首先就会考虑到外观与风格的问题。
太阳热水器一体化住宅不完全是简单的形式观念,关键是要改变现有的住宅内在运行系统。
具体的设计原则可以表述为吸取技术美学的手法,体现各类住宅的特点,强调可识别性,利用太阳能构件为建筑增加美学趣味。
太阳热水器一体化住宅设计应考虑居住建筑特点如:平立面、结构和造型较规整;房间的功能性较强;住宅造价大的限制。
在设计中应注意立面设计力求简单,使立面看上去简洁平整。
集热器是收集太阳能的主要部件,其安装的位置应避免其它建筑、树木及建筑自身遮挡阳光。
特别是对于安装在集合住宅南向墙面上的集热器要根据规划中日照间距设置,确定最低的安装高度。
从建筑的角度考虑集热器的维护使用问题,如果集热器安装在平屋顶、阳台等处,维护清洁比较容易进行;如果集热器安装在坡屋顶和南侧窗间墙等处,则要考虑今后使用中的维护问题。
根本目的就是为用户的使用和维护提供方便。
1 立面式住宅上太阳集热器的重复安置可以形成有韵律感的连续立面。
可结合住宅的屋顶、阳台和遮阳板的位置设置集热器,以其特有的韵律感形成太阳能建筑的标志性外观。
在高层集合住宅中如果利用窗户的不同构图或阳台的处理,更易于塑造竖向的垂直韵律效果。
(如图4)
图4
图52 阳台式集热器除了可垂直的排布在窗台之间,还可以与楼房阳台封装结合为一体,带保温壳体的储水箱安装在上层阳台的底部。
或采用直流式热水器通过自来水的压力将热水压入设在卫生间、厨房等用水房间的保温水箱内。
(如图5)在阳台安装的热水器应考虑综合阳台栏板的功能,形成多功能建筑构件,力求实现太阳能热水器和建筑的完美结合,且能最大限度的利用太阳光照,满足多种形式的供水需求。
(如图6)但是在阳台安装的太阳能热水器仍有不足之处。
这种热水器在纬度较低的建筑南墙上安装存在夏季集热量不高的缺点。
故通常可用于较高纬度地区,为获得较大的水压,常采用不需将水箱置于热水器之上的直流式热水系统。
连接热水器和水箱的管径不宜太粗,以便于保温和减少管内存水量。
图63 遮阳棚式集合住宅中还可以将太阳集热器与门窗上的遮阳棚相结合。
这种热水器的特征在于将集热器安装在窗口上方的遮阳托架上,水箱则设在上层窗坎墙处,在起到遮阳作用的同时为用户提供热水,有效地利用了空间。
需要注意的则是要确保安装牢固,以免集热器落下伤人,而由于集热器多是玻璃材质,要考虑在集热器上方加适当的保护措施防止重物砸坏集热器。
(如图7)。
图7 综上所述,在我国集合住宅中发展和推广太阳能利用势在必行,建筑设计、规划设计、建筑物理以及能源科技工作者应进行跨学科的合作,更新设计理念、设计方法,综合解决建筑功能、采暖方式、空间组合及造型等问题,并进行一体化构件的研制,在建筑与太阳能利用一体化设计中做出更大贡献。