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安徽建筑２００８年第２期（总第１５９期）
太阳能热水系统与建筑一体化
ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＢｕｉｌｄｉｎｇ
王
摘
铭
（合肥工业大学建筑与艺术学院，安徽合肥２３０００９）
要：所谓“太阳能建筑一体化”不是简单地将太阳能与建筑相加，而是通过建筑的建造技术与太阳能技术集成，整合出一个崭新的现代化节
能建筑。文章简要介绍其优越性及基本设计原则，重点论述其设计实施途径。关键词：太阳能；一体化设计；热水系统中图分类号：ＴＵ８３２．１＋７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００７－７３５９（２００８）０２－００３２－０３
ＷａｎｇＭｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＡｒｔ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｂｕｉｌｄｉｎｇｉｓｎｏｔｓｉｍｐｌｙｔｏａｄｄｔｈｅｍｔｏｇｅｔｈｅｒｂｕｔｔｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｔｈｅｍｉｎｔｏａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｅｎｅｒｇｙ－ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｂｕｉｌｄｉｎｇ．Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｂｒｉｅｆｌｙｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｂｕｉｌｄｉｎｇａｎｄｔｈｅｎｇｉｖｅｓｍｉｎｕｔｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｉｔｓｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｗａｙｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｓｉｇｎ；ｈｏｔ－ｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍ
１现状与问题
太阳能作为一种可再生的清洁能源，是取之不尽、用之不
起，形成多功能的建筑构件，巧妙高效地利用空间，使得向阳面或建筑屋顶得到充分地利用。
竭的。我国属于太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积２／３以上地区年日照时数大于２０００ｈ，年辐射总量高于６０００ＭＪ／ｍ２，每年地表吸收的太阳能相当于１７万亿吨标准煤的能量。大规模地利用太阳能，是制止污染，改善人类环境的有效途径之一。
目前，我国的太阳能热水器产业发展迅速，市场前景广阔。热水器保有量７５００×１０４ｍ２，太阳能热水器年产量约１５００×
②综合考虑太阳能设备和建筑结构的协调搭配，使得太阳
能热水系统和建筑融合为一体，不影响建筑的外观形象。
③综合使用材料，降低总造价，减轻建筑荷载。
施工安装都应同步，节省太阳能热水系统的④规划设计、
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和对建筑已有结构的损害。
１０４ｍ２，产值约１１０亿元。太阳能热水设备在国内应用的时间还
不长，太阳能设备与住宅的结合还处于初级阶段。同时太阳能热水设备与建筑的结合也存在一系列问题。如在屋顶上零乱的布设（图１），大小不同的规格，横七竖八的管线，金属构件造
成的光反射等，从而造成强烈的视觉污染，影响建筑物美观和建筑立面效果，有时安装不当甚至可能造成安全隐患，因此太阳能与建筑
一体化设计势在必行。
⑤太阳能的利用和建筑相互促进，共同发展，节省能源，造
福于民。
３一体化设计的基本原则
所谓“太阳能建筑一体化”不是简单的将太阳能与建筑相
加，而是通过建筑的建造技术与太阳能技术集成，整合出一个崭新的现代化节能建筑。“太阳能建筑一体化设计”的概念，即从太阳能应用技术和建筑环境美观两方面入手，吸取美学的手法，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。在建筑规划设计时考虑太阳能的利用，通过
图２
２太阳能热水系统与建筑一体化的优越性
把太阳能同建筑结合起来，形成具有独立能源、自我循环
式的新型建筑形式。即用太阳能代替部分常规能源为建筑提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列能源，以满足或部分满足人们的生活和生产的需要。太阳能热水系统与建筑一体化的优越性主要体现在如下几个方面。
合理设计，使其成为整个建筑的一个有机的组成部分，充分利用建筑可利用太阳能的外在部位并实现建筑外在景观的和谐。为了解决上述问题，使在利用太阳能热水设备的同时尽量减少其对建筑的负面影响，使其能与建筑物成为有机的整体。
①建筑的使用功能与太阳能热水器的利用有机结合在一
收稿日期：２００７－１１－０２
作者简介：王铭（１９８２－），男，安徽蚌埠人，毕业于合肥工业大学，硕士，研究方向：建筑设计及其理论。
４一体化设计的实施途径
传统的设计方法存在许多的缺陷：装在屋顶上的太阳能热
４．１建筑层面的一体化设计
水器连接管道较长，热损失大，上屋面检查或维修较为困难；如
第１５卷第２期
王铭太阳能热水系统与建筑一体化
３３
果没有统一的设计，会造成布局混乱，与建筑不协调，破坏建筑的整体形象，影响市容市貌。
太阳能系统要作为建筑构件元素来考虑，利用建筑的手法巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中“整合”设计，把太阳能热水器系统在外面的部分使其建筑构件化，让它成为与建筑的一个适当部位，成为坡屋面、墙面、阳台、窗子等建筑构件相匹配的另一种构件，与建筑有机结合在一起进行整合设计。这样，太阳热水系统科技内容的加入就会使建筑呈现出一种新的造型与外观，增强使用太阳热水系统建筑的表现力。
４．１．１屋面设计
由于建筑物屋面没有遮挡且与阳光接触面广，因此便于太阳能热水设备的采光与集热。为了使集热器与屋顶紧密结合，对于平屋顶通常用覆盖式，对斜屋顶用镶嵌式；同时为减少屋面自重，集热器可替代建筑保温和隔热层并且可以完全取代或部分取代屋顶覆盖层，这样做可以减少成本，提高效益。但在实际设计过程中，建筑的立面完全满足此要求有一定难度。解决办法是屋顶与集热板不完全直接接触，可以用一个支撑连接，这样，在保证集热器最佳倾角的同时，屋顶倾角也可以适当降低。
４．１．２墙体设计
由于建筑物南立面有较好的光照条件，所以可利用窗坎墙将集热器的设计与南立面的墙体相结合。其实质是将平板集热器作为立面墙体的一部分，因此太阳能设备在满足自
图３
身功能的同时也
要满足一定的结构和建筑功能。“集热器墙体”由外到内分别由透光保温涂层、光热转化层、外墙支撑及导热层、集热管、发泡保温层、内墙支撑层、内墙涂抹层等部分组成。当阳光沿某一角度入射墙面，按有效投影截面获取的有效光能透过透光保温涂层，入射至光热转化层，在光热转化层内完全或选择性地转化为热。这种设计中，集热器成为墙体的一部分，所以应使集热装置有一定的强度，并且要满足墙体的保温和美观。
４．１．３阳台设计
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，达到与建筑的完美结合。并能最大限度地利用太阳能光照，满足多种形式的供水需求。对于高层建筑，由于楼盖的面积不能满足建筑所有太阳
图４
能设备的安装，因此人
们可以利用阳台以及向阳面的墙壁等部位。但这样做会影响建筑立面的美观和艺术效果。对于这种情况，可采取分户式系统，每一户可以将集热装置在阳台外壁安装，真空管可横向布置以增添建筑物横向线，丰富立面效果。在南方还可代替栏杆使用，如在南立面从下到上布置连片的集热器，集中提供整栋楼的热水供应。
４．２技术层面的一体化设计４．２．１太阳能集热器的选型
目前，国内使用的太阳集热器类型主要有平板型太阳集热器、真空管太阳集热器、热管真空管太阳集热器、Ｕ形管真空管太阳集热器。平板型太阳集热器保温性能不如真空管太阳集热器，适合在春、
夏、秋三季使用；真空管集热器在－２５℃的低温条件下，仍可产生热水，可一年四季使用，冬季利用太阳能的效率最高，但存在炸管泄漏问题；热管集热器可在－５０℃条件下使用，但热管冷凝端（加热端）表面积仅是真空管的１％，易结水垢，换热效果不如真空管，且使用效果直接受到热管本身质量和寿命的影响，部分热管出现质量下降和衰减问题，不容易被发现，且成本高；Ｕ形管真空管太阳集热器是在真空管的内壁插入了一根Ｕ形的铜管，利用传热介质在Ｕ形铜管内流动将真空管吸收的太阳热能带走，因而可封闭带压循环，不存在炸管泄漏问题，但由于Ｕ形管怕冻，因此必须采用防冻液介质循环，成本相对也高。综上所述，不同类型的产品各有其优缺点。我们认为：选择全玻璃真空管太阳集热器比较合适，热效率高，经济实用，是目前国内市场普遍使用的产品。
４．２．２储水箱与集热器的布置原则
目前市场上销售的家用热水器，以户为单位且水箱与集热部分一体化，这样不仅增加了成本，又提高了故障率，还影响建筑外观。此时可以根据一体化设计的原则，按建筑物本身的用途、外观、面积等的需要，以一个单元、一栋楼房或一个院落为系统进行设计，用热水表对每个热水用户进行计量管理，这样既合理地分配热水用量，又减少热水系统的故障数量。
４．２．３热水供应中的系统设计
太阳能热水系统必须保证２４小时供应热水，这样就需要在系统中配备常规能源，而且应该满足下述条件：①优先使用太阳能；②最少使用常规能源；③系统自动运行无人值守；④２４小时供应热水。将太阳能源、常规能源、水位、水泵、水温等相关控制点按照最佳运行方式编制程序，使控制过程符合人的习惯思维，更加人性化。
４．２．４系统设备中的防冻与放漏设计
我国北方地区冬季气候寒冷，长江流域一带冬季有时也会结冰，真空管太阳能热水器中的真空管和上、下水管经常发生冻坏的现象，因此保证太阳能集热器设备及循环管线不被冻坏才是最重要的。加强保温或加伴热带都不是万全之策，排空集热器中的剩余水才是最可靠的防冻办法。
由于温度的变化及材料的不同，各种建筑放水材料均不能保证在几年中不会渗漏，结构放水最为可靠。为了满足一组多块集热板之间不会漏水，采用集热器母管上下出口的方式并用耐腐蚀的金属材料做顺水槽，借鉴国内外结构防水的先进经验，可以较好地解决集热板四周的放水问题。
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建筑节能技术与应用
２００８年４月
５总结参考文献
［１］［２］［３］［４］［５］
丁国华．太阳能建筑一体化研究、应用及实例［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社．
沈致和．住宅节能原理与设计［Ｍ］．合肥：安徽科学技术出版社，２００６．林武生．太阳能热水系统建筑一体化运用探讨［Ｊ］．广东建设信息，
建筑行业是重要的国民经济的支柱产业之一，从节能、环保和改善人民生活条件等因素考虑，在公共建筑及住宅设计中采用太阳能提供生活热水已是大势所趋。为使太阳能热水利用技术全面步入建筑行业，首先要研究太阳能设备与建筑结构相适应的太阳能热水系统，以太阳能系统工程的方式，在新建住宅楼、公共建筑中应用，使太阳能装置与建筑物同时设计、同时施工、同时投入使用，使太阳能热水技术在建筑的应用达到设计标准化、施工安装的规范化、应用规模化、管理物业化，全面提高太阳能应用的技术水平。
（上接第２７页）
２００６（１１）．魏
曦，刘燕辉，韩亚非．利用建筑方法解决太阳能热水器建筑一
良．太阳能热水系统与建筑一体化［Ｊ］．
体化问题［Ｊ］．建设科技，２００５（１７）．吴彦霖，陈丽华，刘秀萍，申河北建筑工程学院学报，２００６（４）．
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强国际合作、引进先进技术等途径，向社会发布有关方针政策，发布建筑节能产品的需求预测、节能技术发展方向和节能市场信息。要公布鼓励、限制、禁止或淘汰产品目录，并通过监督检查产品和工程质量，处罚违规企业，引导节能产业通过正常竞产业升级、产品配套。逐步形争，致力于建筑节能的结构优化、
成一个政府监管、大众监督、市场调节的完整监管体系，促进建筑节能措施的切实落实。
收给予优惠政策，在既有建筑节能改造和供暖收费制度改革产权单位、供热企业与国家的利益并不完全一致。因中，用户、
而必须由中央财政、地方财政和单位、个人共同负担进行。改造个人、政府补贴各资金采用的方式筹集，即产权单位、“三个三”占３３％。
②引进施工企业参与到改造项目，通过若干年运行，政府
将在所节省的能源费用中提取一部份回补到施工企业。据报道：房子从不节能改造成节能５０％，７年左右可以收回成本。实行商业化运作模式可以加快既有建筑的节能改造。
３．１．４加强既有建筑节能示范工程和节能意识宣传
既有建筑节能是一个融技术、意识、管理为一体的综合性工作，要通过教育和宣传，在全社会营造一个节能大环境，推进节能技术和产品的广泛使用，形成全民节能的社会氛围。
③既有建筑经检测部门检测分析后，把低层房子加层，如４层变成５层或６层，新增房屋售出后的回款回补到既有建筑
的节能改造上，但是在实际操作中可能会面临很多现实性的问题。
３．２形成建筑节能技术体系
建立和完善建筑节能技术体系，建立健全既有建筑节能施技术标准体系，编制覆盖全国范围的配套的建筑节能设计、工、运行和检测标准，以及与之相适应的建筑材料、产品／设备学、研结（及系统）标准；结合大专院校和科研院所，积极推进产、合，加强自主技术创新，强化技术的优化集成和工程化配套，增强技术支撑能力，形成既有建筑节能技术体系，促进既有建筑节能技术产业化的发展。
法规，注意可操作性；可结合新建建筑①制定相应的法律、
的强制性节能标准一起考虑；并给予优惠政策，鼓励节能改造。
规程；做好系统设计和系统改造，对改②编制相应的图集、
造前后的建筑进行系列检测，并进行改造前后的节能效果对比，积累数据，开发出一整套完整的技术体系，用于既有建筑的节能改造。
小区改造为主，结合城市改造，如平改坡工③以区域供暖、
程、立面装饰工程、棚户区改造等，抓重点示范工程。
④国外对于既有建筑节能改造的普遍做法是，由能源管理
公司或者能源服务公司对既有建筑进行评估，做出改造预算以及回报周期的方案，在与房屋所有者签订协议后，向政府申请之后，能源公司负责改造工作，承担风险，贷款，政府给予贴息。
改造后协议期内的收益归能源管理公司所有，这样可以让他们收回投资并有盈利。对于房屋所有者来说，协议期内仍然要按照原先的标准缴纳费用，协议到期后，能源管理公司撤出，以后的收益就全归房屋所有者了。
４结语
既有居住建筑节能技术改造面对多年积累下来问题多、情国家配套政策上以及财政况各不相同的建筑，不论从技术上、
支持上，还有业主的节能意识上，都有一个不断变化的循序渐进的过程。既有建筑的节能改造主要包括：人的节能意识的改造、围护结构和建筑设备的改造。节能改造的关键在于人们对节能的认识和节能对人类可持续发展的作用。对既有建筑进行节能改造，虽然会产生不少投资，但也存在着极其深远的经济与社会效益，是我国解决能源危机的必经之路。
④扶持专业且有实力的节能公司，扶持有科研团队的公司
进行节能改造的检测与评估，创造性地发展一些“节能改造模式”。
３．３实行商业运作模式推动既有建筑的节能改造
要想大面积实行既有建筑的节能改造，必须实行商业运作模式，以保证其良性发展。政策的硬性规定是必要的，但如果能调动起节能公司的热情，掀起行业节能热潮，既有建筑的节能改造工作就将取得重大突破，走出目前的尴尬局面。
参考文献
［１］［２］［３］［４］
杨子江．小城镇既有居住建筑节能改造技术研究［Ｊ］．低温建筑技术，２００６（５）．
王建声，段永辉，杨明宇．浅谈我国建筑节能的管理现状与对策［Ｊ］．节能经济，２００６（４）．储守中，武
进．推进我国建筑节能的对策思路［Ｊ］．决策与信息，
①充分调动社会各种力量如民营经济对既有建筑进行改
造的积极性，建立一整套经济激励制度，经济手段与节能宣传双管齐下，唤起全民的节能意识。比如对节能建筑的收费和税
２００６（６）．
张海文．既有建筑节能改造初探［Ｊ］．建筑节能，２００６（５）．
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安徽建筑２００８年第２期（总第１５９期）
太阳能热水系统与建筑一体化
ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＢｕｉｌｄｉｎｇ
王
摘
铭
（合肥工业大学建筑与艺术学院，安徽合肥２３０００９）
要：所谓“太阳能建筑一体化”不是简单地将太阳能与建筑相加，而是通过建筑的建造技术与太阳能技术集成，整合出一个崭新的现代化节
能建筑。文章简要介绍其优越性及基本设计原则，重点论述其设计实施途径。关键词：太阳能；一体化设计；热水系统中图分类号：ＴＵ８３２．１＋７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００７－７３５９（２００８）０２－００３２－０３
ＷａｎｇＭｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＡｒｔ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｂｕｉｌｄｉｎｇｉｓｎｏｔｓｉｍｐｌｙｔｏａｄｄｔｈｅｍｔｏｇｅｔｈｅｒｂｕｔｔｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｔｈｅｍｉｎｔｏａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｅｎｅｒｇｙ－ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｂｕｉｌｄｉｎｇ．Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｂｒｉｅｆｌｙｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｂｕｉｌｄｉｎｇａｎｄｔｈｅｎｇｉｖｅｓｍｉｎｕｔｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｉｔｓｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｗａｙｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｓｉｇｎ；ｈｏｔ－ｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍ
１现状与问题
太阳能作为一种可再生的清洁能源，是取之不尽、用之不
起，形成多功能的建筑构件，巧妙高效地利用空间，使得向阳面或建筑屋顶得到充分地利用。
竭的。我国属于太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积２／３以上地区年日照时数大于２０００ｈ，年辐射总量高于６０００ＭＪ／ｍ２，每年地表吸收的太阳能相当于１７万亿吨标准煤的能量。大规模地利用太阳能，是制止污染，改善人类环境的有效途径之一。
目前，我国的太阳能热水器产业发展迅速，市场前景广阔。热水器保有量７５００×１０４ｍ２，太阳能热水器年产量约１５００×
②综合考虑太阳能设备和建筑结构的协调搭配，使得太阳
能热水系统和建筑融合为一体，不影响建筑的外观形象。
③综合使用材料，降低总造价，减轻建筑荷载。
施工安装都应同步，节省太阳能热水系统的④规划设计、
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和对建筑已有结构的损害。
１０４ｍ２，产值约１１０亿元。太阳能热水设备在国内应用的时间还
不长，太阳能设备与住宅的结合还处于初级阶段。同时太阳能热水设备与建筑的结合也存在一系列问题。如在屋顶上零乱的布设（图１），大小不同的规格，横七竖八的管线，金属构件造
成的光反射等，从而造成强烈的视觉污染，影响建筑物美观和建筑立面效果，有时安装不当甚至可能造成安全隐患，因此太阳能与建筑
一体化设计势在必行。
⑤太阳能的利用和建筑相互促进，共同发展，节省能源，造
福于民。
３一体化设计的基本原则
所谓“太阳能建筑一体化”不是简单的将太阳能与建筑相
加，而是通过建筑的建造技术与太阳能技术集成，整合出一个崭新的现代化节能建筑。“太阳能建筑一体化设计”的概念，即从太阳能应用技术和建筑环境美观两方面入手，吸取美学的手法，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。在建筑规划设计时考虑太阳能的利用，通过
图２
２太阳能热水系统与建筑一体化的优越性
把太阳能同建筑结合起来，形成具有独立能源、自我循环
式的新型建筑形式。即用太阳能代替部分常规能源为建筑提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列能源，以满足或部分满足人们的生活和生产的需要。太阳能热水系统与建筑一体化的优越性主要体现在如下几个方面。
合理设计，使其成为整个建筑的一个有机的组成部分，充分利用建筑可利用太阳能的外在部位并实现建筑外在景观的和谐。为了解决上述问题，使在利用太阳能热水设备的同时尽量减少其对建筑的负面影响，使其能与建筑物成为有机的整体。
①建筑的使用功能与太阳能热水器的利用有机结合在一
收稿日期：２００７－１１－０２
作者简介：王铭（１９８２－），男，安徽蚌埠人，毕业于合肥工业大学，硕士，研究方向：建筑设计及其理论。
４一体化设计的实施途径
传统的设计方法存在许多的缺陷：装在屋顶上的太阳能热
４．１建筑层面的一体化设计
水器连接管道较长，热损失大，上屋面检查或维修较为困难；如
第１５卷第２期
王铭太阳能热水系统与建筑一体化
３３
果没有统一的设计，会造成布局混乱，与建筑不协调，破坏建筑的整体形象，影响市容市貌。
太阳能系统要作为建筑构件元素来考虑，利用建筑的手法巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中“整合”设计，把太阳能热水器系统在外面的部分使其建筑构件化，让它成为与建筑的一个适当部位，成为坡屋面、墙面、阳台、窗子等建筑构件相匹配的另一种构件，与建筑有机结合在一起进行整合设计。这样，太阳热水系统科技内容的加入就会使建筑呈现出一种新的造型与外观，增强使用太阳热水系统建筑的表现力。
４．１．１屋面设计
由于建筑物屋面没有遮挡且与阳光接触面广，因此便于太阳能热水设备的采光与集热。为了使集热器与屋顶紧密结合，对于平屋顶通常用覆盖式，对斜屋顶用镶嵌式；同时为减少屋面自重，集热器可替代建筑保温和隔热层并且可以完全取代或部分取代屋顶覆盖层，这样做可以减少成本，提高效益。但在实际设计过程中，建筑的立面完全满足此要求有一定难度。解决办法是屋顶与集热板不完全直接接触，可以用一个支撑连接，这样，在保证集热器最佳倾角的同时，屋顶倾角也可以适当降低。
４．１．２墙体设计
由于建筑物南立面有较好的光照条件，所以可利用窗坎墙将集热器的设计与南立面的墙体相结合。其实质是将平板集热器作为立面墙体的一部分，因此太阳能设备在满足自
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身功能的同时也
要满足一定的结构和建筑功能。“集热器墙体”由外到内分别由透光保温涂层、光热转化层、外墙支撑及导热层、集热管、发泡保温层、内墙支撑层、内墙涂抹层等部分组成。当阳光沿某一角度入射墙面，按有效投影截面获取的有效光能透过透光保温涂层，入射至光热转化层，在光热转化层内完全或选择性地转化为热。这种设计中，集热器成为墙体的一部分，所以应使集热装置有一定的强度，并且要满足墙体的保温和美观。
４．１．３阳台设计
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，达到与建筑的完美结合。并能最大限度地利用太阳能光照，满足多种形式的供水需求。对于高层建筑，由于楼盖的面积不能满足建筑所有太阳
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能设备的安装，因此人
们可以利用阳台以及向阳面的墙壁等部位。但这样做会影响建筑立面的美观和艺术效果。对于这种情况，可采取分户式系统，每一户可以将集热装置在阳台外壁安装，真空管可横向布置以增添建筑物横向线，丰富立面效果。在南方还可代替栏杆使用，如在南立面从下到上布置连片的集热器，集中提供整栋楼的热水供应。
４．２技术层面的一体化设计４．２．１太阳能集热器的选型
目前，国内使用的太阳集热器类型主要有平板型太阳集热器、真空管太阳集热器、热管真空管太阳集热器、Ｕ形管真空管太阳集热器。平板型太阳集热器保温性能不如真空管太阳集热器，适合在春、
夏、秋三季使用；真空管集热器在－２５℃的低温条件下，仍可产生热水，可一年四季使用，冬季利用太阳能的效率最高，但存在炸管泄漏问题；热管集热器可在－５０℃条件下使用，但热管冷凝端（加热端）表面积仅是真空管的１％，易结水垢，换热效果不如真空管，且使用效果直接受到热管本身质量和寿命的影响，部分热管出现质量下降和衰减问题，不容易被发现，且成本高；Ｕ形管真空管太阳集热器是在真空管的内壁插入了一根Ｕ形的铜管，利用传热介质在Ｕ形铜管内流动将真空管吸收的太阳热能带走，因而可封闭带压循环，不存在炸管泄漏问题，但由于Ｕ形管怕冻，因此必须采用防冻液介质循环，成本相对也高。综上所述，不同类型的产品各有其优缺点。我们认为：选择全玻璃真空管太阳集热器比较合适，热效率高，经济实用，是目前国内市场普遍使用的产品。
４．２．２储水箱与集热器的布置原则
目前市场上销售的家用热水器，以户为单位且水箱与集热部分一体化，这样不仅增加了成本，又提高了故障率，还影响建筑外观。此时可以根据一体化设计的原则，按建筑物本身的用途、外观、面积等的需要，以一个单元、一栋楼房或一个院落为系统进行设计，用热水表对每个热水用户进行计量管理，这样既合理地分配热水用量，又减少热水系统的故障数量。
４．２．３热水供应中的系统设计
太阳能热水系统必须保证２４小时供应热水，这样就需要在系统中配备常规能源，而且应该满足下述条件：①优先使用太阳能；②最少使用常规能源；③系统自动运行无人值守；④２４小时供应热水。将太阳能源、常规能源、水位、水泵、水温等相关控制点按照最佳运行方式编制程序，使控制过程符合人的习惯思维，更加人性化。
４．２．４系统设备中的防冻与放漏设计
我国北方地区冬季气候寒冷，长江流域一带冬季有时也会结冰，真空管太阳能热水器中的真空管和上、下水管经常发生冻坏的现象，因此保证太阳能集热器设备及循环管线不被冻坏才是最重要的。加强保温或加伴热带都不是万全之策，排空集热器中的剩余水才是最可靠的防冻办法。
由于温度的变化及材料的不同，各种建筑放水材料均不能保证在几年中不会渗漏，结构放水最为可靠。为了满足一组多块集热板之间不会漏水，采用集热器母管上下出口的方式并用耐腐蚀的金属材料做顺水槽，借鉴国内外结构防水的先进经验，可以较好地解决集热板四周的放水问题。
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建筑节能技术与应用
２００８年４月
５总结参考文献
［１］［２］［３］［４］［５］
丁国华．太阳能建筑一体化研究、应用及实例［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社．
沈致和．住宅节能原理与设计［Ｍ］．合肥：安徽科学技术出版社，２００６．林武生．太阳能热水系统建筑一体化运用探讨［Ｊ］．广东建设信息，
建筑行业是重要的国民经济的支柱产业之一，从节能、环保和改善人民生活条件等因素考虑，在公共建筑及住宅设计中采用太阳能提供生活热水已是大势所趋。为使太阳能热水利用技术全面步入建筑行业，首先要研究太阳能设备与建筑结构相适应的太阳能热水系统，以太阳能系统工程的方式，在新建住宅楼、公共建筑中应用，使太阳能装置与建筑物同时设计、同时施工、同时投入使用，使太阳能热水技术在建筑的应用达到设计标准化、施工安装的规范化、应用规模化、管理物业化，全面提高太阳能应用的技术水平。
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２００６（１１）．魏
曦，刘燕辉，韩亚非．利用建筑方法解决太阳能热水器建筑一
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强国际合作、引进先进技术等途径，向社会发布有关方针政策，发布建筑节能产品的需求预测、节能技术发展方向和节能市场信息。要公布鼓励、限制、禁止或淘汰产品目录，并通过监督检查产品和工程质量，处罚违规企业，引导节能产业通过正常竞产业升级、产品配套。逐步形争，致力于建筑节能的结构优化、
成一个政府监管、大众监督、市场调节的完整监管体系，促进建筑节能措施的切实落实。
收给予优惠政策，在既有建筑节能改造和供暖收费制度改革产权单位、供热企业与国家的利益并不完全一致。因中，用户、
而必须由中央财政、地方财政和单位、个人共同负担进行。改造个人、政府补贴各资金采用的方式筹集，即产权单位、“三个三”占３３％。
②引进施工企业参与到改造项目，通过若干年运行，政府
将在所节省的能源费用中提取一部份回补到施工企业。据报道：房子从不节能改造成节能５０％，７年左右可以收回成本。实行商业化运作模式可以加快既有建筑的节能改造。
３．１．４加强既有建筑节能示范工程和节能意识宣传
既有建筑节能是一个融技术、意识、管理为一体的综合性工作，要通过教育和宣传，在全社会营造一个节能大环境，推进节能技术和产品的广泛使用，形成全民节能的社会氛围。
③既有建筑经检测部门检测分析后，把低层房子加层，如４层变成５层或６层，新增房屋售出后的回款回补到既有建筑
的节能改造上，但是在实际操作中可能会面临很多现实性的问题。
３．２形成建筑节能技术体系
建立和完善建筑节能技术体系，建立健全既有建筑节能施技术标准体系，编制覆盖全国范围的配套的建筑节能设计、工、运行和检测标准，以及与之相适应的建筑材料、产品／设备学、研结（及系统）标准；结合大专院校和科研院所，积极推进产、合，加强自主技术创新，强化技术的优化集成和工程化配套，增强技术支撑能力，形成既有建筑节能技术体系，促进既有建筑节能技术产业化的发展。
法规，注意可操作性；可结合新建建筑①制定相应的法律、
的强制性节能标准一起考虑；并给予优惠政策，鼓励节能改造。
规程；做好系统设计和系统改造，对改②编制相应的图集、
造前后的建筑进行系列检测，并进行改造前后的节能效果对比，积累数据，开发出一整套完整的技术体系，用于既有建筑的节能改造。
小区改造为主，结合城市改造，如平改坡工③以区域供暖、
程、立面装饰工程、棚户区改造等，抓重点示范工程。
④国外对于既有建筑节能改造的普遍做法是，由能源管理
公司或者能源服务公司对既有建筑进行评估，做出改造预算以及回报周期的方案，在与房屋所有者签订协议后，向政府申请之后，能源公司负责改造工作，承担风险，贷款，政府给予贴息。
改造后协议期内的收益归能源管理公司所有，这样可以让他们收回投资并有盈利。对于房屋所有者来说，协议期内仍然要按照原先的标准缴纳费用，协议到期后，能源管理公司撤出，以后的收益就全归房屋所有者了。
４结语
既有居住建筑节能技术改造面对多年积累下来问题多、情国家配套政策上以及财政况各不相同的建筑，不论从技术上、
支持上，还有业主的节能意识上，都有一个不断变化的循序渐进的过程。既有建筑的节能改造主要包括：人的节能意识的改造、围护结构和建筑设备的改造。节能改造的关键在于人们对节能的认识和节能对人类可持续发展的作用。对既有建筑进行节能改造，虽然会产生不少投资，但也存在着极其深远的经济与社会效益，是我国解决能源危机的必经之路。
④扶持专业且有实力的节能公司，扶持有科研团队的公司
进行节能改造的检测与评估，创造性地发展一些“节能改造模式”。
３．３实行商业运作模式推动既有建筑的节能改造
要想大面积实行既有建筑的节能改造，必须实行商业运作模式，以保证其良性发展。政策的硬性规定是必要的，但如果能调动起节能公司的热情，掀起行业节能热潮，既有建筑的节能改造工作就将取得重大突破，走出目前的尴尬局面。
参考文献
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王建声，段永辉，杨明宇．浅谈我国建筑节能的管理现状与对策［Ｊ］．节能经济，２００６（４）．储守中，武
进．推进我国建筑节能的对策思路［Ｊ］．决策与信息，
①充分调动社会各种力量如民营经济对既有建筑进行改
造的积极性，建立一整套经济激励制度，经济手段与节能宣传双管齐下，唤起全民的节能意识。比如对节能建筑的收费和税
２００６（６）．
张海文．既有建筑节能改造初探［Ｊ］．建筑节能，２００６（５）．