建筑太陽能在多層住宅工程中的應用

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引言

　　作為可再生能源的太陽能熱利用技術是實施我國“節(jié)能降耗”戰(zhàn)略的重要途徑。近年來，建筑工程中的太陽能熱水系統(tǒng)安裝往往自成系統(tǒng)，并作為建筑的后置設備進行安裝，造成太陽能熱水器在建筑上布置極為不合理，其固定、防風、避雷等安全措施也得不到保障，也給城市景觀、建筑的安全使用帶來極為不利的影響。為使太陽能熱水系統(tǒng)安全可靠、性能穩(wěn)定，且與建筑和周邊環(huán)境協(xié)調統(tǒng)一，就需要推廣建筑太陽能一體化施工。所謂建筑太陽能一體化施工，就是將太陽能的產品及構件與建筑同步設計，同步施工，同步驗收；并做到與建筑進行有機的結合。

　　河北省邢臺市位于河北省南部，日照時數(shù)2800小時，年太陽能輻射量大于3500兆焦耳／平方米，屬太陽能資源較豐富地區(qū)之一。遠在70年代市民就開始安裝多種形式的太陽能熱水器。目前有太陽能熱水器生產企業(yè)20余家，年產太陽能集熱面積18萬m²，可滿足1200萬m²民用建筑的需求。本地的河北晶龍集團是世界最大的單晶硅生產基地，被國家科技部認定為“國家火炬計劃寧晉太陽能硅材料產業(yè)基地”；河北光源太陽能公司是省級高新技術企業(yè)，擁有13項國家專利，達到了國內外先進水平；河北三環(huán)太陽能有限公司被列為河北省太陽能利用科研基地，2006年河北省獨家首批通過國家CGC產品質量認證。這些資源為實施建筑太陽能一體化施工，打造“太陽能建筑城”提供了有利的技術保障。

　　邢臺市溫馨家園住宅小區(qū)工程建筑總面積283256m²，單體建筑35幢，該小區(qū)工程全部采用太陽能淋浴給水系統(tǒng)，單體太陽能集熱器3408臺。為減少在太陽能系統(tǒng)安裝施工過程中極易出現(xiàn)的破壞屋面防水、固定剛度不足等問題，按設計要求實行建筑太陽能一體化施工，以做到建筑施工與太陽能系統(tǒng)施工有機結合，并提高太陽能系統(tǒng)地安全性、建筑物的整體外觀質量和美觀程度。

　　1、建筑太陽能一體化設計

　　邢臺市溫馨家園住宅小區(qū)邢臺市建筑設計研究院設計。設計部門首先對該擬建住宅小區(qū)進行周圍環(huán)境的實地考察，包括建筑所處地點緯度、年日照時間、年太陽輻射強度、年環(huán)境溫度等；然后對其建筑功能（最高日熱水量、供水方式、用水溫度、用水點位置等）以及熱水器安裝條件（場地面積、形狀、建筑結構承載力、遮擋情況等）進行了充分的論證；提出了建筑樣樣能一體化的初步設計方案。

　　1.1 民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)設計要點及主要設計步驟

　　根據(jù)《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應用技術規(guī)范》中（以下簡稱GB50364-2005）建筑給排水專業(yè)人員在太陽能企業(yè)技術人員的配合下，依據(jù)規(guī)范GB50364-2005的要求，對太陽能熱水系統(tǒng)進行設計，同時并應符合國家其它現(xiàn)行有關標準的要求。

　　1.2 太陽能熱水系統(tǒng)類型的確定：

　　設計人員根據(jù)整個小區(qū)建筑物的平面布置、立面效果以及結構形式等綜合因素，依據(jù)規(guī)范GB50364-2005表4.2.6選擇系統(tǒng)類型，選擇其類型、色澤和安裝位置，做到建筑物整體及周圍環(huán)境相協(xié)調。

　　該小區(qū)統(tǒng)一采購邢臺市某太陽能公司生產的真空管太陽能集熱器，管材為鋁塑復合管新型材料（屋面部分管道均用聚乙烯發(fā)泡保溫材料保溫），連接方式為熱熔連接，室內管道明裝。

　　2、建筑太陽能一體化施工

　　2.1 施工組織

　　參建各方（主要是監(jiān)理、施工企業(yè)）建立健全質量技術管理體系。明確施工技術質量控制措施，確保滿足設計質量要求；建筑太陽能由具有太陽能安裝專業(yè)施工資質的隊伍施工并制定專項施工方案組織施工。要求認真執(zhí)行技術交底制度，了解安裝系統(tǒng)的技術控制要點以及管道連接、防腐防凍等重要工序的質量控制，對容易出現(xiàn)的質量通病做好預控，避免出現(xiàn)固定不牢、破壞防水層、出現(xiàn)滲漏等質量問題。

　　通過技術培訓及設計交底，提高現(xiàn)場質量管理人員的技術素質和責任意識。對于設計內容不詳實或未通過政策、技術性施工圖紙審查的，不能組織施工。施工前應對太陽能熱水器的規(guī)格尺寸、管道井、固定預埋件、系統(tǒng)布置、節(jié)點做法、防雷設置等內容作詳細了解，嚴格按圖紙中所選用的做法圖集進行施工質量預控，確保太陽能系統(tǒng)與建筑結構結合合理、安裝維修方便和使用安全。

　　施工前檢查太陽能系統(tǒng)設備材料及配件質量證明文件，并對集熱器的生產廠家、規(guī)格等進行批量驗收檢驗，并做詳細記錄，保證原材料及成品的質量。

　　2.2 施工工藝與方法

　　豎向墻外明裝管道的施工工藝流程：太陽能系統(tǒng)給水管、溢流管背后土建質量檢查驗收→安裝→水壓試驗一驗收；屋面管道、集熱器施工工藝流程：預埋固定件檢查→集熱器安裝固定→連接管道→通水檢查→防腐保溫及防雷施工→系統(tǒng)驗收

　　2.3 質量檢查

　　與太陽能集熱器連接并穿越防水層的管道，周圍加做防水附加層，泛水高度以及細部處理按規(guī)范《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50242--2002）要求執(zhí)行。

　　集熱器方位設置要合理，一般是朝向正南或南偏西5°；安裝傾角與工程所在地的地理緯度基本相同，集熱器多排矩陣布置時，前后兩排間要留出適當距離，一般為前排垂直高度的2倍左右。集熱器的固定應與結構施工時的預埋件作可靠連接，如果出現(xiàn)后置埋件，則需要做拉拔試驗，保證太陽能系統(tǒng)的抗風能力。

　　太陽能熱水器按圖紙要求設置避雷裝置，并與建筑避雷網帶做可靠連接，不得直接使用熱水器作為接閃器。

　　3、太陽能系統(tǒng)檢查與驗收

　　3.1 施工資料

　　經對小區(qū)內每一項建筑太陽能工程的資料檢查，施工用成品、半成品等材料的質量合格證明文件齊全有效，通水、水質檢驗報告以及其它驗收資料符合相關規(guī)定及要求。

　　3.2 安裝外觀質量

　　經對小區(qū)內每棟住宅工程中的太陽能熱水器安裝部分進行全數(shù)檢查。沒有發(fā)現(xiàn)施工質量不合格或存在使用安全隱患的項目，集熱器位置、間距等尺寸符合設計要求，防風、防腐、防凍、防雷以及固定形式能滿足使用要求。集熱器固定支架根部與周圍屋面防水結合合理，細部做法符合要求。

　　4、結論

　　4.1 在質量技術措施可靠的前提下，建筑太陽能一體化的施工質量能夠得到保證。

　　4.2 建筑太陽能一體化是把太陽能的利用納入工程的總體設計中來，把建筑、技術和美學融為一體，太陽能設施成為建筑的一部分，相互間有機結合，取代了傳統(tǒng)太陽能的結構所造成的對建筑的外觀形象的影響。

　　4.3 太陽能與建筑一體化是將太陽能利用設施與建筑有機結合，避免了二次安裝，降低了成本。同時能夠節(jié)約煤炭、電力資源，減少二氧化硫、灰塵等排放物對空氣的污染。太陽能與建筑一體化是未來太陽能技術發(fā)展的方向。