陈贵

摘要：目前，能源问题依旧是一个国际性的大难题，各国仍在不断地探索着新能源，而在新能源中最为普遍的就是太阳能。在我国民用太阳能中，运用范围最广的就是太阳能热水系统，本文以既有建筑太阳能热水系统改造为研究对象，分析一些改造的办法，仅供参考。

关键词：太阳能热水系统;既有建筑;节能改造

引言

在科学水平飞速发展的今天，能源问题依旧是一个不容忽视的问题，各国对新能源的探索也从未停息，而在新能源中，获取最容易，应用最为广泛的就是太阳能了。目前国内对于太阳能最基础的运用就是建造大片太阳能光伏场或是在民宅楼顶搭简易的太阳能采集管道，我们常见的太阳能热水器就是其具体的例子之一。既有建筑拆除困难，但是为了响应国家的节能减排计划，作为建筑能耗最大的既有建筑，就必须要改造出新式的节能型既有建筑太阳能热水系统。

1、既有建筑太阳能热水系统节能改造研究背景与意义

1.1既有建筑太阳能热水系统节能改造研究背景

众所周知，我国是世界上最大的发展中国家，同时也是世界上最大的能源生产与消费国，这与我国飞速发展的经济以及人口有着根本的联系。身为最大的发展中国家，发展自然是重中之重，而能源就是发展的动力，自然我国对能源的看重不言而喻。虽然我国地大物博，能源储藏十分丰富，但是能源的开采是十分复杂与困难的，而且坐吃山空，不能总是依赖于这些藏于地下的固态能源，再加上近年来随着传统能源的不断使用，温室气体不断排放，粉尘颗粒的排放量也不断增加，种种迹象都逼迫着我国乃至全世界开发干净的新能源。

在我国大力开展“节能减排”活动的时候，作为我国能耗三大巨头之一的建筑能耗也必须响应国家的号召，大力开展节能减排的新式建筑体系。但是我国的建筑行业主要的研究方向都在于新式的节能减排建筑，却忽略了既有建筑才是我国建筑能耗的主体，但是既有建筑的大框架已经定型无法做出太大的改变，所以只能从既有建筑的新能源运用方面入手，对既有建筑做一些改造，做到节能减排，降低建筑能耗的功能。

1.2既有建筑太阳能热水系统节能改造研究意义

①对既有建筑的大面積进行太阳能热水改造能够使更多的居民使用到更为方便更为节能的热水，大大提高居民生活质量并降低居民耗电并达到降低既有建筑能耗的目的。

②对既有建筑的大面积改造并不仅仅针对屋顶的太阳能板，随着科技的进步，太阳能收集设备也不再是以前千变一律的模样，现在可以使窗户，可以使墙板，也可以是天花板，各式各样的都有，不再受屋顶面积资源的桎梏。

③对既有建筑的大面积改造还可以实现旧住宅区的表层翻新功能，美化城市。

④对既有建筑的大面积改造最根本的就是推进了新能源的使用，完成了节能减排的任务。

2、既有建筑太阳能热水系统现状分析

就目前来说，我国的太阳能热水系统发展是非常迅速的，但是在我国的居民中，不管是城镇居民亦或是农村居民，太阳能热水系统的使用情况都非常不妙。第一，在老式的住房建筑中，太阳能热水系统并未发育完全，所以在建筑居民楼时，设计师并未将太阳能热水系统所需的空间考虑进去，这就为太阳能热水系统的安装造成了困难，其次，太阳能热水系统所采用的管道可能会与原有的居民用水管道产生冲突;第二，就太阳能热水系统的外观而言，其外观大部分与居民楼的外观不一致，安装之后，会显得十分突兀，十分不美观，安装之后，甚至会影响其余住户的采光;第三，在既有建筑的基础上，并非所有的太阳能集热板都能够很好地收集到太阳能，可能会被既有建筑的一些部件所遮挡，这就使得原有可安装面积进一步缩小，其次，收集功能还收到天气因素的严重影响。

3、既有建筑太阳能热水系统节能改造的构造设计

3.1既有建筑太阳能热水系统构造

首先明确一下什么叫太阳能热水系统的构造，传统的太阳能热水系统是由集热系统、储热系统、水管系统、辅助热源等组成的，其中最重要的就是集热系统了，也就是太阳能的收集系统，这一系统直接影响整个太阳能热水系统的工作效率。

3.2既有建筑太阳能热水系统节能改造的构造设计原则

原则一：确保集热系统的高效性。作为整个太阳能热水系统的关键-集热系统，安装位置必须要保证这个系统的高效性，同时还应该具备一定的抗压性，比如风雨的侵蚀亦或是轻微的抗击打能力。

原则二：确保整个系统的安全性。在设计整个系统的安装时，必须考虑那些暴露键的抗腐蚀功能以及强度要求，风力很大的地区还要把风力因素考虑进去，然后，安装太阳能热水系统时打穿的墙壁不能对房屋的强度造成影响。

原则三：确保大面积安装后的美观性。在安装之时，需要劝说用户使用同一品牌的太阳能热水系统，才能够保证最基本的统一美观，然后再集热系统的摆放方面也应该做到整齐划一亦或是形成特定图案的要求，管线系统方面，尽量不要暴露在众目睽睽之下，其次也不能影响用户的基础供水管道。

3.3既有建筑太阳能热水系统改造

3.3.1既有建筑太阳能热水系统集热器常见安装位置分析

集热系统作为整个太阳能热水系统的核心，改造的大部分内容也是围绕其进行的，所以我们先来分析一下常见的集热器安装位置分析。①集热器安装在屋顶区域。当屋顶为平面屋顶时，常利用三脚架支撑集热系统，这样不仅不会减少收集面积，而且还可以空出下层空间给居民使用;当屋顶为斜面时，一般平铺安置在朝南面的屋顶上②集热器安装在墙面上。我们把集热器当做墙面的一部分材料直接安装在外墙上，这样就对集热器的材料要求更高因为这样还需要承担一定的载荷;又或是直接把集热器当做外挂件安装，这样就可以不用考虑承载能力，只需要固定好即可③安装在小型阳台上。使用效果与安装在墙面上相似④安装在窗户上。这一种就需要集热器厂家与窗户厂家密切合作，制作出一种新式的板连窗式集热器，在安装窗户时同步安装上去。

从以上这些集热器的安装方面，我们就可以大致的整理出整个既有建筑太阳能热水系统节能改造的方向，也就是其连接方面的改造。

3.3.2既有建筑太阳能热水系统集热器连接改造

①既有建筑屋顶太阳能集热器连接改造设计。集热器安装在屋顶上，一般适用于高度较低的楼层，因为这样的楼层住户较少，楼顶面积不会过于紧张。而且集热器安装在屋顶上不容易影响到住户的日常生活，也不会占用太多的住户空间。首先是针对平屋顶，一般会采用一定的倾角，之前的集热器生厂厂家集热器三脚架都是随便取的角度，十分不科学也不美观，本次改造就是计算出其最佳角度，使得前后两排的集热器之间的距离达到最小同时不影响各集热器之间的工作。针对斜屋顶，可以浇筑混凝土基座，槽钢作为集热器与混凝土墩的链接纽带，与混凝土之间的固定件链接，提高紧密度的同时不影响各集热器之间的工作。

②既有建筑墙面阳台太阳能集热器连接改造设计。这一类集热器并不局限于低楼层，他可以适应各种类型的楼房，但是安装的位置却必须要研究，必须要能够接收到足够的太阳能，不能被遮盖，需要研究的因素较多，很是麻烦。对其的链接改造就是将以往的壁挂式集热器改造为嵌入式集热器，这样就不容易影响到其他住户的采光。

4、结语

总而言之，既有建筑太阳能热水系统节能改造是在我国全面推进节能减排政策下，建筑业对既有建筑的一次新能源方向的大规模动作，能够极大降低既有建筑能耗并提高居民生活质量，但这一方面的研究目前还很浅显，需要更多的人投入到其中，才能得到更好地改造方案。

参考文献：

[1]苟红淑. 既有建筑太阳能热水系统节能改造应用研究[D]. 西安科技大学， 2016.

[2]沈骅. 既有建筑中太阳能热水系统利用的研究[D]. 浙江工业大学， 2009.

[3]宋哲， 孙玲玲. 既有居住建筑与太阳能热水系统设计的研究[J]. 建材与装饰旬刊， 2010.