一、前言
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(yáng)能熱水器來(lái)提供生活熱水，同時(shí)隨著城市快速發(fā)展，建筑用地資源越來(lái)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竹般出現(xiàn)在各個(gè)大中城市角落，對(duì)于小高層住宅來(lái)說(shuō)，采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)解決生活熱水問(wèn)題是值得大家討論的問(wèn)題，小高層住宅成功設(shè)計(jì)安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的案例少之又少。本項(xiàng)目是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在小高層住宅成功應(yīng)用的典范。
二、小高層住宅采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)需要考慮的幾個(gè)問(wèn)題
1、在選擇不同的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)方案時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇系統(tǒng)運(yùn)行可靠，管理方便，便于攤銷輔助能源費(fèi)用、冷熱水費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用成本等，達(dá)到管理簡(jiǎn)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(yáng)能熱水的問(wèn)題。
3、太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到陰雨天氣時(shí)太陽(yáng)能產(chǎn)熱水不足的問(wèn)題。為確保熱水供應(yīng)的可靠性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)配置輔助加熱系統(tǒng)，以確保用戶全天24小時(shí)或定時(shí)供應(yīng)熱水。
4、系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到優(yōu)先利用太陽(yáng)能源加熱熱水，當(dāng)太陽(yáng)能不足時(shí)，再讓輔助能源補(bǔ)充加熱。實(shí)現(xiàn)充分利用太陽(yáng)能源，降低輔助加熱能源的費(fèi)用的目的。
5、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)合理、可靠、先進(jìn)；太陽(yáng)能及輔助加熱系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)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(jià)，提高系統(tǒng)的性價(jià)比。
6、太陽(yáng)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(hù)檢修應(yīng)方便。
7、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑工程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，前期為安裝太陽(yáng)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(yáng)能熱水系統(tǒng)安裝。
三、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)解決方案選擇
在小高層住宅設(shè)計(jì)安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，主要有以下四種解決方案可供選擇。下面對(duì)這些解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)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(tái)家用太陽(yáng)能熱水器（家用單臺(tái)系統(tǒng)）
優(yōu)點(diǎn)：
1、各住戶的太陽(yáng)能相互獨(dú)立，互不影響；
2、運(yùn)行過(guò)程中，不存在收費(fèi)管理問(wèn)題；
3、系統(tǒng)投資最低，運(yùn)行較穩(wěn)定，技術(shù)成熟。
4、安裝簡(jiǎn)單方便
缺點(diǎn)：
1、低層住戶的太陽(yáng)能，使用時(shí)受到水壓的影響，使用不便，甚至無(wú)法使用；
2、各戶的太陽(yáng)能都是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，無(wú)論哪家的太陽(yáng)能有問(wèn)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(hù)；
3、擺放不方便，不易與建筑物相協(xié)調(diào)，影響觀瞻；
4、各戶上下兩根管道，過(guò)多的管道敷設(shè)空間受限；
5、不能實(shí)現(xiàn)熱水資源共享，熱水資源存在“旱澇不均”的問(wèn)題。
解決方案（二）安裝一套分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，集熱單元安裝在陽(yáng)臺(tái)或南墻面上，儲(chǔ)熱水箱放置在室內(nèi)（分戶集熱分戶儲(chǔ)水系統(tǒng)）
優(yōu)點(diǎn)：
1、住戶的太陽(yáng)能相互獨(dú)立，互不影響；
2、運(yùn)行過(guò)程中，不存在收費(fèi)管理問(wèn)題；
3、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(yáng)臺(tái)、閣樓等位置。
4、系統(tǒng)投資較高，運(yùn)行較穩(wěn)定，技術(shù)成熟。
缺點(diǎn)：
1、集熱單元安裝需安全、牢靠，否則易存在安全隱患；
2、采用自然循環(huán)效果不理想，采用水泵強(qiáng)制循環(huán)，費(fèi)電，水泵存在噪音，增加控制功能。
3、應(yīng)綜合考慮各戶集熱單元安裝位置，否則會(huì)破壞建筑立面美觀。、
4、受傾角影響，陽(yáng)臺(tái)型采光效率低，成本高。
5、集熱單元若出問(wèn)題維修可能不方便，因此需采用高檔產(chǎn)品。
6、不能實(shí)現(xiàn)熱水資源共享，熱水資源存在“旱澇不均”的問(wèn)題。
分戶集熱分戶儲(chǔ)水系統(tǒng)示意圖
解決方案（三）在樓頂安裝一個(gè)集中儲(chǔ)水的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，通過(guò)管道供熱水至每家每戶（集中集熱集中儲(chǔ)水系統(tǒng)）
優(yōu)點(diǎn)：
1、可以實(shí)現(xiàn)熱水資源共享，不受樓層高低限制；
2、便于根據(jù)建筑情況靈活布局，可以實(shí)現(xiàn)與建筑物相協(xié)調(diào)；
3、只有一個(gè)系統(tǒng)，運(yùn)行可靠，上樓維修率低，樓面太陽(yáng)能可由物業(yè)負(fù)責(zé)維護(hù)管理；
4、系統(tǒng)投資較低，運(yùn)行較穩(wěn)定，運(yùn)行成本低，技術(shù)成熟。
缺點(diǎn)：
1、輔助能源用量受天氣陰晴影響，不便于核算運(yùn)行成本和費(fèi)用；
2、運(yùn)行過(guò)程中，熱水需要收費(fèi)；收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)制定不當(dāng)，易造成物業(yè)和住戶的矛盾。
3、需要在樓頂放置一個(gè)大儲(chǔ)熱水箱，建筑設(shè)計(jì)需考慮樓頂承重問(wèn)題。
解決方案（四）樓頂安裝集中集熱的太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，通過(guò)管道將熱能送至各戶，并給安裝在各戶家里的儲(chǔ)熱水箱加熱（即集中集熱分戶儲(chǔ)熱系統(tǒng)）
優(yōu)點(diǎn)：
1、各住戶使用自家水箱里的熱水和輔助能源，不存在收費(fèi)問(wèn)題；
2、不受樓層高低限制，并可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱能資源共享；
3、運(yùn)行過(guò)程中，不存在收費(fèi)管理問(wèn)題；
4、只有一個(gè)系統(tǒng)，運(yùn)行可靠，上樓維修率低，樓面太陽(yáng)能可由物業(yè)負(fù)責(zé)維護(hù)管理；
5、可以根據(jù)樓面建筑情況靈活布局，最容易實(shí)現(xiàn)與建筑物相協(xié)調(diào)；
6、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(diǎn)：
1、為方便使用和安全可靠，應(yīng)采用承壓型儲(chǔ)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。
2、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(jì)。
第四種解決方案雖然造價(jià)較高，但優(yōu)點(diǎn)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(jì)費(fèi)等問(wèn)題，是將來(lái)小高層住宅統(tǒng)一安裝太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展方向。因此小高層住宅采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)按解決方案四進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(duì)太陽(yáng)能的投資低于其它幾種方案。
1、太陽(yáng)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(fèi)使用。
2、各住戶有免費(fèi)使用太陽(yáng)能熱源的權(quán)力，但用戶如愿意使用太陽(yáng)能，儲(chǔ)熱水箱由各戶出資購(gòu)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(jì)安裝的集中集熱分戶儲(chǔ)水太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)為例詳細(xì)介紹該系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施要點(diǎn)。
四、簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)
4．1設(shè)計(jì)參考依據(jù)
?。?）GB/T18713-2002《太陽(yáng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》
?。?）GB50364-2005《民用建筑太陽(yáng)熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》
?。?）GB50015-2003《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》
?。?）GB/T17581-1998《真空管太陽(yáng)集熱器》
?。?）GB/T17049-1997《全玻璃真空太陽(yáng)集熱管》
?。?）GB/T6424-1997《太陽(yáng)能集熱器技術(shù)條件》
?。?）GB4301-84《太陽(yáng)能集熱器熱性能試驗(yàn)方法》
?。?）GB/T15513-1995《太陽(yáng)能熱水器吸熱體、連接管及其配件秘用彈性材料的評(píng)價(jià)方法》
（9）GBJ1788《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
（10）GB/T12936《太陽(yáng)能熱利用術(shù)語(yǔ)》
?。?1）GB50275《壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》
（13）用戶要求
4.2設(shè)計(jì)參數(shù)
?。?）氣象參數(shù)
查有關(guān)資料，杭州：緯度30º14’，經(jīng)度120º10’，高度41.7m
全年各月平均室外氣溫、水平面/當(dāng)?shù)鼐暥刃泵嫔系脑缕骄仗?yáng)輻照量（MJ/㎡·d）
年太陽(yáng)輻照量：水平面4129.595MJ/㎡，當(dāng)?shù)鼐暥葍A角表面5463.685MJ/㎡。
年平均日太陽(yáng)輻照量：水平面11.303MJ/㎡，當(dāng)?shù)鼐暥葍A角表面14.969MJ/㎡
年平均日照時(shí)數(shù)：1800-2000小時(shí)
年平均日日照時(shí)數(shù)：4.99小時(shí)
年平均溫度：16.45ºC
冷水計(jì)算溫度：10ºC
（2）熱水設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)計(jì)算人口：1#樓109戶、2#樓79戶、3#樓79戶、4#樓100戶
設(shè)計(jì)熱水用水量標(biāo)準(zhǔn)：普通戶型儲(chǔ)水水箱容量按150L設(shè)計(jì)，躍層戶型按200L設(shè)計(jì)
計(jì)算生活熱水溫度：55℃，計(jì)算冷水溫度：10℃
（3）常規(guī)能源費(fèi)用
電價(jià)：0.65元/（KW/h）（2008年，每月50千瓦/時(shí)以下不加價(jià)，50千瓦/時(shí)以上加價(jià)0.10元）
?。?）太陽(yáng)集熱器性能參數(shù)
集熱器類型：國(guó)標(biāo)高效平板集熱器<