探討高校太陽能熱水系統(tǒng)土建預(yù)留問題

摘要 本文根據(jù)中國人民大學(xué)已經(jīng)運行多年的太陽能熱水系統(tǒng)的實際經(jīng)驗，探討了對于需要安裝太陽能熱水系統(tǒng)的新建建筑，在建筑設(shè)計及建筑施工過程中，為太陽能系統(tǒng)所做的統(tǒng)籌設(shè)計或前期預(yù)留應(yīng)注意的幾個問題。 　　0 引言 　　太陽能熱水系統(tǒng)具有潔凈環(huán)保和節(jié)約常規(guī)能源的優(yōu)點。在高校推廣應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)已成為高校節(jié)能減排的措施之一。 　　目前高校太陽能熱水系統(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，高校新建建筑基本上都采用太陽能熱水系統(tǒng)，因此高校新建建筑在設(shè)計以及施工階段就應(yīng)該為太陽能系統(tǒng)做好前期預(yù)留。據(jù)了解，目前高校新建建筑太陽能熱水系統(tǒng)的建筑預(yù)留尚存在不少問題，從而為后期太陽能系統(tǒng)的設(shè)計安裝帶來不便。 　　中國人民大學(xué)已安裝了多處太陽能熱水系統(tǒng)，而且已經(jīng)運行多年。本文根據(jù)這些已經(jīng)投入使用的太陽能熱水系統(tǒng)的運行情況，反思了建筑設(shè)計施工為太陽能熱水系統(tǒng)所做的前期土建預(yù)留應(yīng)注意的幾個問題。 　　1樓頂南立面裝飾造型高出樓頂?shù)母叨葢?yīng)合適 　　由于建筑造型的需要，一些建筑的南立面往往需要設(shè)計裝飾造型。有些南立面的建筑造型往往高出樓頂平面3m以上。如果該樓頂安裝太陽能熱水系統(tǒng)，這將會為后期太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計安裝帶來不便。 　　對于太陽能熱水系統(tǒng)來說，太陽能集熱裝置是獲取太陽能能源的關(guān)鍵。在每天有太陽光照的時間，太陽能集熱部件的采光部分必須被太陽光照射到，才能獲得更多的太陽能。因此太陽能集熱部件應(yīng)盡量擺放在全天不遮光的位置，這也是太陽能集熱部件一般都放在樓頂?shù)脑颉? 　　太陽能集熱器的自重一般都不超過30kg/m2，因此一般的屋面，都可以擺放太陽能集熱部件。但對于土建設(shè)計和施工人員來說，太陽能遮光問題則往往意識不到，這就為后期太陽能的設(shè)計施工帶來不便，有些時候，為了保證太陽能的采光效果，必須加高太陽能集熱裝置的支架，以確保全天的太陽能采光效果，這將帶來太陽能支架成本的顯著增加。 　　從上面的分析敘述可以知道，對于需要在樓頂安裝太陽能系統(tǒng)的新建建筑，其南立面墻樓頂?shù)慕ㄖ煨腿缈赡軇t盡量低一點，以不超過樓頂平面1.5m 為宜。 　　2樓頂屋面設(shè)備間等類似建筑應(yīng)盡可能布置在樓頂屋面的北側(cè) 　　高校太陽能熱水系統(tǒng)往往存在用熱水人數(shù)多，需要的太陽能集熱器面積大，而能夠擺放太陽能集熱裝置的場地又非常有限，因此多數(shù)情況下都需要在建筑屋頂樓面盡可能多地擺放太陽能集熱器。而建筑樓頂往往需要設(shè)置一些樓梯間、設(shè)備間、電梯間等建筑，這些建筑布局的位置對太陽能集熱系統(tǒng)的擺放也有較大影響。 　　如果樓頂屋面建筑布局在樓頂?shù)哪蟼?cè)，那么在太陽光照時，這些樓頂建筑就會在其北面形成陰影。如果把太陽能集熱裝置放置在這些建筑的北側(cè)，就會導(dǎo)致遮光；如果樓頂?shù)倪@些建筑布局在北側(cè)，那么把太陽能集熱裝置放在這些建筑的南側(cè)，就不會形成遮光和陰影，這些樓面場地就可以用來擺放太陽能集熱設(shè)備，從而使得建筑樓頂屋面能夠擺放更多的太陽能采光面積。 　　綜上所述，樓頂屋面設(shè)備間等類似建筑應(yīng)盡可能布置在樓頂屋面的北側(cè)，以便為擺放太陽能集熱設(shè)備提供更多的擺放面積。 　　3太陽能儲熱水箱通風(fēng)設(shè)計 　　為了減少儲熱水箱的散熱，保護儲熱水箱設(shè)備，往往需要為太陽能儲熱水箱設(shè)計建造一個水箱間。建筑設(shè)計預(yù)留儲熱水箱時，應(yīng)注意太陽能儲熱水箱間的通風(fēng)問題。 　　根據(jù)中國人民大學(xué)真空管太陽能熱水系統(tǒng)的運行實踐，在高校寒暑假期間，太陽能熱水系統(tǒng)往往存在太陽能設(shè)備提供的能量過剩問題，導(dǎo)致樓頂水箱溫度過高，開式儲熱水箱的熱水被太陽能集熱裝置加熱到沸騰，導(dǎo)致水蒸氣彌漫整個水箱間。由于土建設(shè)計及施工時，水箱間沒有設(shè)計通風(fēng)窗戶，導(dǎo)致水箱間的水蒸氣不能及時排出水箱間，使得水箱間的一些設(shè)備潮濕腐蝕，電氣線路漏電，導(dǎo)致太陽能系統(tǒng)不能正常運行。后來在水箱間開設(shè)通風(fēng)窗戶后，才解決上述問題。 　　綜上所述，對于土建預(yù)留的太陽能儲熱水箱間，建筑設(shè)計時應(yīng)考慮其通風(fēng)問題。 　　4對于采用太陽能熱水系統(tǒng)的建筑，室內(nèi)熱水供水管路管材的最高工作溫度一定要達到90℃以上 　　對于有常規(guī)能源設(shè)備的供熱水系統(tǒng)，供熱水的溫度都比較容易控制在一定的溫度范圍內(nèi)，國家相關(guān)規(guī)范規(guī)定的供熱水溫度一般小于等于65℃。因此最高工作耐溫70℃的PPR 熱水管材，由于維護方便，成本適中，被廣泛用于建筑熱水的輸水管。 　　對于太陽能熱水系統(tǒng)，由于每天太陽能集熱裝置提供的有效能量與天氣陰晴直接相關(guān)，加之假期期間熱水用量顯著減少，每天太陽能裝置提供的熱水用不完，熱水嚴重過剩，導(dǎo)致太陽能水溫達到90℃以上，甚至沸騰。因此，太陽能系統(tǒng)熱水供水管路的工作耐溫必須達到90℃以上。如果建筑內(nèi)熱水管路的材質(zhì)選用的是PPR熱水管，則將導(dǎo)致PPR熱水管受熱變形甚至脫開等問題。 　　綜上所述，對于采用太陽能熱水系統(tǒng)的建筑，室內(nèi)熱水供水管路管材的高工作溫度一定要達到90℃以上。