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為了節(jié)能減排及建筑節(jié)能，許多新建建筑考慮采用太陽能熱水器來提供生活熱水，同時隨著城市快速發(fā)展，建筑用地資源越來越稀少，許多房地產(chǎn)開發(fā)商早已經(jīng)開始建設(shè)小高層及高層住宅小區(qū)，提高土地利用率，于是小高層住宅如雨后春筍般出現(xiàn)在各個大中城市角落。對于小高層住宅來說，采用太陽能熱水系統(tǒng)解決生活熱水問題是值得大家討論的問題。小高層住宅成功設(shè)計安裝太陽能熱水系統(tǒng)的案例少之又少，本項目是太陽能熱水系統(tǒng)在小高層住宅成功應(yīng)用的典范。

采用太陽能熱水系統(tǒng)需要考慮的幾個問題

1、在選擇不同的太陽能熱水系統(tǒng)方案時，應(yīng)優(yōu)先選擇系統(tǒng)運行可靠，管理方便，便于攤銷輔助能源費用、冷熱水費用和運行費用成本等，達到管理簡單方便，容易被住戶接受，不產(chǎn)生物業(yè)與住戶的矛盾等。

2、應(yīng)考慮如何解決住在低層用戶使用太陽能熱水的問題。

3、太陽能系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)考慮到陰雨天氣時太陽能產(chǎn)熱水不足的問題。為確保熱水供應(yīng)的可靠性，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)配置輔助加熱系統(tǒng)，以確保用戶全天24小時或定時供應(yīng)熱水。

4、系統(tǒng)應(yīng)達到優(yōu)先利用太陽能源加熱熱水，當(dāng)太陽能不足時，再讓輔助能源補充加熱。實現(xiàn)充分利用太陽能源，降低輔助加熱能源的費用的目的。

5、太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)合理、可靠、先進；太陽能及輔助加熱系統(tǒng)運行應(yīng)實現(xiàn)全自動化、智能化；在保證工程質(zhì)量和效果的前提下，盡可能降低工程造價，提高系統(tǒng)的性價比。

6、太陽能熱水系統(tǒng)的布局與擺放應(yīng)與周圍的建筑物相協(xié)調(diào)，日常使用維護檢修應(yīng)方便。

7、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)與建筑工程設(shè)計同步進行，前期為安裝太陽能熱水系統(tǒng)預(yù)留管線、預(yù)埋件等應(yīng)到位，以方便后期太陽能熱水系統(tǒng)安裝。

太陽能熱水系統(tǒng)解決方案選擇

在小高層住宅設(shè)計安裝太陽能熱水系統(tǒng)，主要有以下四種解決方案可供選擇。下面對這些解決方案的優(yōu)缺點分別加以分析，然后作出最佳選擇。

解決方案一

在樓頂每戶安裝一臺家用太陽能熱水器（家用單臺系統(tǒng)），優(yōu)點是各住戶的太陽能相互獨立，互不影響；運行過程中，不存在收費管理問題；系統(tǒng)投資最低，運行較穩(wěn)定，技術(shù)成熟；安裝簡單方便。缺點是低層住戶的太陽能，使用時受到水壓的影響，使用不便，甚至無法使用；各戶的太陽能都是一個獨立的系統(tǒng)，無論哪家的太陽能有問題，都要上樓頂維修，因此上樓維修的頻率最高，不便于樓頂管理和維護；擺放不方便，不易與建筑物相協(xié)調(diào)，影響觀瞻；各戶上下兩根管道，過多的管道敷設(shè)空間受限；不能實現(xiàn)熱水資源共享，熱水資源存在"旱澇不均"的問題。

解決方案二

系統(tǒng)投資較高，運行較穩(wěn)定，技術(shù)成熟。缺點是集熱單元安裝需安全、牢靠，否則易存在安全隱患；采用自然循環(huán)效果不理想，采用水泵強制循環(huán)，費電，水泵存在噪音，增加控制功能。應(yīng)綜合考慮各戶集熱單元安裝位置，否則會破壞建筑立面美觀。受傾角影響，陽臺型采光效率低，成本高。集熱單元若出問題維修可能不方便，因此需采用高檔產(chǎn)品。不能實現(xiàn)熱水資源共享，熱水資源存在"旱澇不均"的問題。

安裝一套分體式太陽能熱水系統(tǒng)，集熱單元安裝在陽臺或南墻面上，儲熱水箱放置在室內(nèi)（分戶集熱分戶儲水系統(tǒng)）。優(yōu)點是住戶的太陽能相互獨立，互不影響；運行過程中，不存在收費管理問題；各戶水箱可放置在室內(nèi)方便的地方，如地下室、設(shè)備間、衛(wèi)生間、廚房、陽臺、閣樓等位置。

解決方案三

在樓頂安裝一個集中儲水的太陽能熱水系統(tǒng)，通過管道供熱水至每家每戶（集中集熱集中儲水系統(tǒng)）。優(yōu)點是可以實現(xiàn)熱水資源共享，不受樓層高低限制；便于根據(jù)建筑情況靈活布局，可以實現(xiàn)與建筑物相協(xié)調(diào)；只有一個系統(tǒng)，運行可靠，上樓維修率低，樓面太陽能可由物業(yè)負責(zé)維護管理；系統(tǒng)投資較低，運行較穩(wěn)定，運行成本低，技術(shù)成熟。缺點是輔助能源用量受天氣陰晴影響，不便于核算運行成本和費用；運行過程中，熱水需要收費；收費標(biāo)準(zhǔn)制定不當(dāng)，易造成物業(yè)和住戶的矛盾。需要在樓頂放置一個大儲熱水箱，建筑設(shè)計需考慮樓頂承重問題。

解決方案四

樓頂安裝集中集熱的太陽能集熱系統(tǒng)，通過管道將熱能送至各戶，并給安裝在各戶家里的儲熱水箱加熱（即集中集熱分戶儲熱系統(tǒng)）。優(yōu)點是各住戶使用自家水箱里的熱水和輔助能源，不存在收費問題；不受樓層高低限制，并可以實現(xiàn)太陽能熱能資源共享；運行過程中，不存在收費管理問題；只有一個系統(tǒng)，運行可靠，上樓維修率低，樓面太陽能可由物業(yè)負責(zé)維護管理；可以根據(jù)樓面建筑情況靈活布局，最容易實現(xiàn)與建筑物相協(xié)調(diào)；集熱系統(tǒng)集中放置在屋面位置，各戶貯水箱放置在各戶室內(nèi)方便的位置。缺點是為方便使用和安全可靠，應(yīng)采用承壓型儲熱水箱，并帶有電加熱功能。因此水箱成本高，從而造成系統(tǒng)成本較高。為避免各住戶由于貯水箱溫度不同，熱量互混現(xiàn)象，電氣控制系統(tǒng)應(yīng)特殊設(shè)計。

第四種解決方案雖然造價較高，但優(yōu)點突出，不須考慮水箱承重、電輔加熱預(yù)留、線路預(yù)留、供熱水循環(huán)、熱水計費等問題，是將來小高層住宅統(tǒng)一安裝太陽能熱水器的發(fā)展方向。因此小高層住宅采用太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)按解決方案四進行設(shè)計，如果房地產(chǎn)開發(fā)商受投資限制，可以采用以下方法解決。該解決方法，可以使房產(chǎn)開發(fā)商對太陽能的投資低于其他幾種方案。

1、太陽能集中集熱和通到各住戶的管路部分由開發(fā)商出資，產(chǎn)權(quán)歸開發(fā)商所有，供住戶免費使用。

2、各住戶有免費使用太陽能熱源的權(quán)力，但用戶如愿意使用太陽能，儲熱水箱由各戶出資購買。

以下是為某房地產(chǎn)開發(fā)公司杭州某住宅小區(qū)設(shè)計安裝的集中集熱分戶儲水太陽能熱水系統(tǒng)為例詳細介紹該系統(tǒng)設(shè)計實施要點。

工程概況

本工程位于杭州市留下鎮(zhèn)，杭州的地理位置為：緯度30°14′，經(jīng)度120°10′，高度41.7m,該住宅小區(qū)為由4棟11層板式小高層德式風(fēng)格住宅組成。用戶要求根據(jù)用戶提供的建筑圖紙設(shè)計太陽能熱水系統(tǒng)，方案為太陽能熱水系統(tǒng)基本形式按集中-分散式太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計；獨立的分戶式太陽能熱水系統(tǒng)；用戶認為適合本小區(qū)的其他方案。

其中集中集熱模塊采用平板集熱器，集熱系統(tǒng)采用承壓系統(tǒng)，內(nèi)充介質(zhì)防凍液，防結(jié)垢，防凍、耐腐蝕，提高系統(tǒng)使用壽命。

根據(jù)用戶提供的建筑圖紙，認為該小區(qū)適合采用方案（1），但考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性及與建筑結(jié)合美觀程度等因素，本次設(shè)計根據(jù)方案（1）進行設(shè)計，同時進一步完善系統(tǒng)方案。

太陽能集熱系統(tǒng)放置在屋頂，太陽能為間接式供水系統(tǒng)。每戶一個儲熱水箱放置在戶內(nèi)，太陽能通過每戶住宅儲熱水箱內(nèi)的換熱器為用戶制備熱水，本系統(tǒng)全天24小時供應(yīng)熱水；電加熱作為輔助能源，太陽能集熱器統(tǒng)一安裝在屋面上。

集熱系統(tǒng)設(shè)計

目前，國內(nèi)使用的太陽能集熱器主要有平板集熱器、真空管集熱器、熱管集熱器。但是平板集熱器、真空管集熱器、熱管集熱器各有優(yōu)缺點，由于該小高層屋面為坡屋面，為了實現(xiàn)與建筑一體化，該小高層住宅小區(qū)設(shè)計采用平板集熱器。按每平方米集熱器的流量為0.015kg/（m2·s）計算，集熱系統(tǒng)的流量為2700L/h,此流量即為集熱系統(tǒng)的流量。該系統(tǒng)經(jīng)過一年多時間的運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，獲得了該房地產(chǎn)開發(fā)商及用戶的肯定，集中集熱分戶儲水太陽能熱水系統(tǒng)是太陽能熱水系統(tǒng)在高層住宅應(yīng)用中的發(fā)展方向。在此拋磚引玉，與大家共同探討適合小高層住宅的太陽能熱水系統(tǒng)。