太阳能热水系统在绿色建筑的建议

通过对上海地区74个已建成实施的绿色建筑进行现场调研，重点分析了太阳能热水系统在绿色建筑项目中的落实情况、运行实效以及存在的问题，并对造成问题的原因进行了总结，提出了改进措施建议，为今后在绿色建筑中更好的应用该技术提供有益的参考。

1前言

自2008年我国开展“绿色建筑评价标识”工作以来，我国绿色建筑得到了较为快速的发展，绿色建筑技术得到了较为广泛的应用，绿色建筑面积初具规模。截至2018年2月底，全国共有10176个项目获得了绿色建筑评价标识485个项目获得了绿色建筑运行标识。此外，还有一大批正在进行绿色生态城区建设实践的新区和绿色建筑示范工程，这对引导我国城市建设向绿色生态可持续发展方向转变，具有重要意义。在获得可喜成绩的同时，应该看到运行标识项目仅占4.76%。

因此，绿色建筑运行效果和绿色建筑技术的适应性，是否存在问题，均无法确定。而我国绿色建筑已经从第一阶段的引导性发展，向注重实效的第二阶段发展，因此，探究绿色建筑技术在实际项目中的应用情况具有很强的必要性。太阳能热水系统作为市场上推广时间最早，技术成熟度最高的绿色建筑节能技术，其运行实效如何，值得深入了解、分析。基于以上原因，本文笔者选取上海市典型的并已投入运行的73个绿色建筑进行现场调研在此，本文仅就太阳能热水系统，在绿色建筑中的运行效果、存在的问题进行原因分析，并提出改进相应的措施及建议，以供参考和借鉴。

2样本构成

在调研的73个绿色建筑中，由47个公建，和26个居建组成。经统计，在设计采用阶段，太阳能热水在公建项目和居建项目中的采用数量分别为23个、6个，占比分别为48.9%、23.1%；在落实阶段，太阳能热水在公建项目和居建项目中的采用数量分别为21个、6个，占比分别为44.7%、23.1%；太阳能热水在公建和居建项目中的总落实比例分别为91.4%、100.0%。同时，在公建项目中，太阳能热水应用比例随绿色建筑星级提高而增高，而在居建中太阳能热水整体上应用比例很低。此外，太阳能热水在公建和居建项目中的落实比例都非常高。

3应用形式及规模

3.1应用形式

在调研的项目中，太阳能热水装置的使用形式有：水平热管集热器、全玻璃真空管太阳能集热器、壁挂式太阳能热水器、平板式太阳能集热器，与其对应的采用比例为3.8%、11.5%、11.5%、73.1%，可见平板式太阳能集热器为主要采用形式。对于太阳能热水装置的安装部位，公建一般都放置在屋顶，而居建放置在屋顶和阳台上的皆有。对于供水方式，项目中采用的形式有集中供热水系统、集中-分散供热水系统和分散供热水系统，且以后两者居多。

3.2应用规模

就应用规模而言，在调研的项目中，太阳能热水装置提供的热水量比例在10%~100%范围之间，整体上波动很大，但是相对而言，公建项目提供热水量比例较低，居建较高。究其原因，对于公建，由于其屋顶造型及他机电设备的影响，其屋顶可用面积较居建要小，且一般公建项目所在地建筑密度较大，建筑间隔较小，造成建筑之间相互遮挡，导致公建项目太阳能热水系统提供的热水量比例较低。而对于居建，其屋顶除了设置水箱外，其他机电设备较少，这使其屋顶可用于设置太阳能热水集热装置的有效面积相对较大。除此之外，居建项目还可以在阳台设置壁挂式太阳能热水器，这些都使得居建提供的太阳能热水比例较高。

4实效分析

经调研，太阳能热水系统在使用中存在以下问题：

1）供水温度不满足要求，即太阳能热水系统在使用过程中，出现夏季供水温度过热而冬季供水温度过低的情况。其原因可能是太阳能热水系统的控制系统部分出现问题，水温传感器点位设置不合理或故障，导致太阳能集热装置产生的热水，在汇水过程中温度产生了误差，从而造成了供水系统夏热冬冷的问题。

2）夏季太阳能热水供水量充足，而冬季供水量不足。出现此问题原因是：一方面是夏季太阳能辐照量充足，而冬季太阳辐照量明显不如夏季；另一方面的原因是在设计太阳能热水系统时，未根据项目建筑类型和用水特点，对太阳能热水集热面积做出充分的论证。

3）太阳能热水系统产生的热水量冬季足够、夏季不足。出现此问题原因是：由于设计未考虑部分使用，未设计控制阀门，所有太阳能系统必须同时开启及关闭，灵活性较差，不能按需提供生活热水。

4）安装面积问题。周边建筑或自身屋顶部分装饰性构件对太阳能集热装置存在的遮挡，从而大大影响了太阳能集热装置的敷设面积。对于已安装的项目，则影响了太阳能集热装置的集热效率。

5）安装角度问题。设置于屋顶的太阳能集热装置，在施工安装时，基本水平安装，使得靠近屋顶广告牌的集热装置受遮挡比较严重，一定程度上影响了太阳能集热装置的集热效率。

6）在居建、公建中，皆存在阳台壁挂式太阳能热水器被拆除的现象。发生这种现象的原因主要有：占用阳台空间、存在安全隐患、使用效果不好。

5结论及建议

太阳能热水系统作为一项投入产出比较高的可再生能源技术，目前已越来越广泛的应用于绿色建筑中。为了更好的应用此项技术，为了保证太阳能热水系统的使用效果，根据以上出现的问题，提出以下建议：

1）在进行太阳能热水系统的设计时，需在太阳能热水技术分析报告中，增加针对项目周边建筑情况、项目建筑类型、冬夏季用水特点等方面影响因素的分析。并在综合以上分析的基础上，确定太阳能集热器的敷设面积。

2）在公建、居建中，在设置阳台壁挂式时，应精细化太阳能热水系统建筑一体化设计，减少空间的占用和遮挡，消除用户的安全忧虑。同时，考虑建筑密度问题，为保障集热效率，应只在建筑单体逆向的一定楼层设置太阳能热水装置，而不应该全部楼层都设置太阳能热水装置。

3）对于屋面既设置屋顶绿化、又设置太阳能热水的项目，可在屋面建造简易开敞式构筑物，在构筑物顶部设置太阳能集热装置，在构筑物遮阴处可以种植对阳光要求不是很高的植被，同时构筑物下也可用作休息场所，做到空间的立体化应用。

4）保证施工质量，注重施工细节，如太阳能集热装置的安装角度、控制阀门的安装、系统的调试。同时，当建筑屋顶结构、设备安置及周边情况发生变化，应据此灵活施工，以保证集热效果和效率。

5）太阳能热水系统中系统的集成控制与辅助能源的控制方案对系统运行性能影响很大，在进行设计时，应对所采取的方案进行充分的论证。

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