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导语:对于太阳能热水器与住宅建筑的一体化设计,并非简单的叠加,而是在设计之初就要考虑到太阳能热水器的各个构件与建筑设计元素进行有机结合。在之前的调研中,我们不难发现,太阳能热水器与住宅建筑的结合方式多种多样,但是仍然存在着许多问题,外观上的问题影响视觉效果;构造上的问题影响建筑本身质量;安装上的问题影响使用效率和安全等。
01了解太阳能热水器一体化设计,需要注意预埋杆件的牢固程度等问题
1、太阳能热水器与建筑阳台一体化设计
阳台是整个住宅建筑中最突出、最灵活的构件,由于其突出性和灵活性,住宅阳台是发挥美学优势最大化的部位。真空管式集热器与阳台的栏杆肌理相似,而平板式集热器则与阳台的栏板肌理相似。由此可以看出,太阳能集热器与阳台的结合会把一体化发挥到最大化。
在阳台与太阳能热水器的结合中,同样需要注意到预埋杆件的牢固程度、阳台的保温、管线的隐藏以及后期的维护修理等问题。太阳能热水器与阳台结合一般有两种方式,一种是作为附加构件外挂于阳台栏板上,还有一种是直接作为阳台栏板,成为阳台构件的一部分。
太阳能集热器外挂在阳台栏板或栏杆上时,与建筑的外墙相似,也有直立式和倾斜式两种形式,直立式的集热器可以外挂在栏板上也可以镶嵌在其中,根据不同的阳台形式来决定。由于阳台栏板材料不同,其结合后的立面效果也不同。
太阳能集热器直接作为阳台栏板构件,成为了阳台的一部分,起到了维护结构的作用,真正做到了太阳能热水器与建筑的一体化。既能满足集热器的集热功能,又能丰富建筑外观,美化建筑的造型。此种做法一体化的程度最高,同时也方便维护检修。
2、太阳能热水器与建筑女儿墙一体化设计
在建筑允许的情况下,太阳能集热器也可以安装在建筑的女儿墙上,此种方式相比于安装在平屋顶上更为巧妙,可以为建筑的整体造型风格增添色彩。但是对女儿墙的要求比较高,要考虑到面积、宽度、高度等因素,以及承受荷载、预埋杆件和高空坠落等问题。常见的布置方式有直立式、挑檐式和悬挂式。
3、太阳能热水器与空调机位一体化设计
随着人民生活水平的提高,空调已经不再是以往百姓眼中的奢侈品了,近几年来,越来越多的住户开始使用空调来调节室内的空气和温度了。同时,各大房地产公司也把空调机位作为现代住宅建筑所必要的构件来设计,空调机位成为了除阳台和凸窗之外,另一个在建筑中突出的部位。
太阳能热水器与空调机位的结合也会产生特殊的外观造型效果。由于真空管式集热器与空调机位的木质格栅或是金属格栅肌理十分相似,可以设计成用真空管集热器来代替格栅的方式,空调外挂机放置在底部,最外面是面积适当的真空管集热器,在形成有机立面效果的同时,又能形成一个小型的微环境,有助于延长集热系统和空调外挂机的寿命。
综上所述,太阳能热水器与建筑的结合方式有很多种,不同形式的结合方式适用于不同类型的建筑,要根据实际情况而定。除此之外,还有一些小的细节问题,比如说要注意好支架和预埋杆件连接处的防水处理,不然一旦连接构件出现生锈的情况,带来安全隐患的同时,还会污染周围的墙体,造成不好的视觉效果。
02了解供热水范围、管线管道和储水箱的布置,不影响室内的使用空间
1、供热水范围
对于供热水的范围,宜采用分散式供热水系统。前文提到过,分散式供热水系统是采用太阳能集热器和水箱分离的形式,分别供给各用户所需的热水,因此每户可以分别运作,互相之间各不影响,既方便了管理,又避免了不必要的纠纷,并且还提高了用水效率,非常适合高层住宅建筑使用。
而对于低层和多层住宅建筑,除了采用分散式供热水系统外,也可以采用集中——分散式供热水系统。因为这种供热水系统的一体化程度较高,正好满足了多层和低层的住宅对于外观的高要求;并且由于多层和低层住宅的高程不高,布置在屋顶的集热器对于最底层的住户在集热效率方面并没有太大的影响,所以在构造和使用效率方面都满足要求。
2、管线管道的布置
前文提到过,对于管线和管道的要求有两点,一是不破坏建筑的保温系统,二是不影响建筑的室内空间。由于在建筑设计之初就考虑到了太阳能热水器,所以以上两个问题都可以方便的解决。集热器的管线可以通过预埋好的套管进入室内,需要做好套管处的保温防水处理,可以采用岩棉填实后做发泡处理的做法。
管线进入室内后,为了不影响室内的使用空间,需要将其埋设在墙体中或是楼板中,对于室内管线的设计,有以下三种方式,即隐藏在吊顶或是线脚中;预埋在墙体内;以及铺设在地板内部。
三种做法均能很好地将管线隐藏起来,不妨碍室内的使用空间,同时对于效率也没有影响。相比于埋设在墙体和地板内的两种做法,隐藏于吊顶线脚的做法要更为容易,并且检修起来也十分方便,不需要太大的工程量。
3、储水箱的布置
在住宅建筑中,常采用分散式或是集中——分散式供热水系统,其特点是储水箱分别位于各个用户的室内,既提高效率又方便管理。前文提到了储水箱的位置最好靠近于集热器的位置,这样可以提高用水效率。
但是在大多数低层或多层住宅中,由于屋顶的面积满足全部用户集热器的要求,并且考虑到这些住宅的高程对管线的热损失也并没有太大的影响,所以集热器往往会被全部布置在屋顶。这种情况下的储水箱就会放置在厨房及卫生间等需要用到热水的房间,虽然对于热水的使用效率有些许的影响,但是不妨碍卧室及客厅等主要房间的使用。
而对于高层住宅,由于屋顶的面积不能满足所有用户的需求,所以集热器设计在阳台上或是南向的墙体上,储水箱依然可以放置在厨房或是卫生间内。但是我们可以通过设计来使得储水箱靠近集热器放置而同时不影响到室内空间的正常使用。
结语:在现代建筑中特别是高层建筑中,过高过大的体量导致了自然通风等技术方面的问题,因此只能采取机械通风和机械送风的方式,越来越多的机房则开始出现在了楼顶屋面层。设计师们在面对这些问题时,巧妙地采用延长玻璃幕墙的做法,通过突出的幕墙来达到对楼顶的遮挡效果,在不破坏原有秩序的基础上,更美化了建筑的外观。