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能熱水器來提供生活熱水，同時隨著城市快速發(fā)展，建筑用地資源越來越稀少，許多房地產(chǎn)開發(fā)商早已經(jīng)開始建設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)在各個大中城市角落，對于小高層住宅來說，采用太陽能熱水系統(tǒng)解決生活熱水問題是值得大家討論的問題，小高層住宅成功設計安裝太陽能熱水系統(tǒng)的案例少之又少。本項目是太陽能熱水系統(tǒng)在小高層住宅成功應用的典范。
二、小高層住宅采用太陽能熱水系統(tǒng)需要考慮的幾個問題
1、在選擇不同的太陽能熱水系統(tǒng)方案時，應優(yōu)先選擇系統(tǒng)運行可靠，管理方便，便于攤銷輔助能源費用、冷熱水費用和運行費用成本等，達到管理簡單方便，容易被住戶接受，不產(chǎn)生物業(yè)與住戶的矛盾等。
2、應考慮如何解決住在低層用戶使用太陽能熱水的問題。
3、太陽能系統(tǒng)設計時，應考慮到陰雨天氣時太陽能產(chǎn)熱水不足的問題。為確保熱水供應的可靠性，系統(tǒng)設計應配置輔助加熱系統(tǒng)，以確保用戶全天24小時或定時供應熱水。
4、系統(tǒng)應達到優(yōu)先利用太陽能源加熱熱水，當太陽能不足時，再讓輔助能源補充加熱。實現(xiàn)充分利用太陽能源，降低輔助加熱能源的費用的目的。
5、太陽能熱水系統(tǒng)應合理、可靠、先進；太陽能及輔助加熱系統(tǒng)運行應實現(xiàn)全自動化、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，提高系統(tǒng)的性價比。
6、太陽能熱水系統(tǒng)的布局與擺放應與周圍的建筑物相協(xié)調(diào)，日常使用維護檢修應方便。
7、太陽能熱水系統(tǒng)設計應與建筑工程設計同步進行，前期為安裝太陽能熱水系統(tǒng)預留管線、預埋件等應到位，以方便后期太陽能熱水系統(tǒng)安裝。
三、太陽能熱水系統(tǒng)解決方案選擇
在小高層住宅設計安裝太陽能熱水系統(tǒng)，主要有以下四種解決方案可供選擇。下面對這些解決方案的優(yōu)缺點分別加以分析，然后作出最佳選擇。
解決方案（一）在樓頂每戶安裝一臺家用太陽能熱水器（家用單臺系統(tǒng)）
優(yōu)點：
1、各住戶的太陽能相互獨立，互不影響；
2、運行過程中，不存在收費管理問題；
3、系統(tǒng)投資最低，運行較穩(wěn)定，技術成熟。
4、安裝簡單方便
缺點：
1、低層住戶的太陽能，使用時受到水壓的影響，使用不便，甚至無法使用；
2、各戶的太陽能都是一個獨立的系統(tǒng)，無論哪家的太陽能有問題，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；
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，過多的管道敷設空間受限；
5、不能實現(xiàn)熱水資源共享，熱水資源存在“旱澇不均”的問題。
解決方案（二）安裝一套分體式太陽能熱水系統(tǒng)，集熱單元安裝在陽臺或南墻面上，儲熱水箱放置在室內(nèi)（分戶集熱分戶儲水系統(tǒng)）
優(yōu)點：
1、住戶的太陽能相互獨立，互不影響；
2、運行過程中，不存在收費管理問題；
3、各戶水箱可放置在室內(nèi)方便的地方，如地下室、設備間、衛(wèi)生間、廚房、陽臺、閣樓等位置。
4、系統(tǒng)投資較高，運行較穩(wěn)定，技術成熟。
缺點：
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，采用水泵強制循環(huán)，費電，水泵存在噪音，增加控制功能。
3、應綜合考慮各戶集熱單元安裝位置，否則會破壞建筑立面美觀。、
4、受傾角影響，陽臺型采光效率低，成本高。
5、集熱單元若出問題維修可能不方便，因此需采用高檔產(chǎn)品。
6、不能實現(xiàn)熱水資源共享，熱水資源存在“旱澇不均”的問題。
分戶集熱分戶儲水系統(tǒng)示意圖
解決方案（三）在樓頂安裝一個集中儲水的太陽能熱水系統(tǒng)，通過管道供熱水至每家每戶（集中集熱集中儲水系統(tǒng)）
優(yōu)點：
1、可以實現(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，可以實現(xiàn)與建筑物相協(xié)調(diào)；
3、只有一個系統(tǒng)，運行可靠，上樓維修率低，樓面太陽能可由物業(yè)負責維護管理；
4、系統(tǒng)投資較低，運行較穩(wěn)定，運行成本低，技術成熟。
缺點：
1、輔助能源用量受天氣陰晴影響，不便于核算運行成本和費用；
2、運行過程中，熱水需要收費；收費標準制定不當，易造成物業(yè)和住戶的矛盾。
3、需要在樓頂放置一個大儲熱水箱，建筑設計需考慮樓頂承重問題。
解決方案（四）樓頂安裝集中集熱的太陽能集熱系統(tǒng)，通過管道將熱能送至各戶，并給安裝在各戶家里的儲熱水箱加熱（即集中集熱分戶儲熱系統(tǒng)）
優(yōu)點：
1、各住戶使用自家水箱里的熱水和輔助能源，不存在收費問題；
2、不受樓層高低限制，并可以實現(xiàn)太陽能熱能資源共享；
3、運行過程中，不存在收費管理問題；
4、只有一個系統(tǒng)，運行可靠，上樓維修率低，樓面太陽能可由物業(yè)負責維護管理；
5、可以根據(jù)樓面建筑情況靈活布局，最容易實現(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：
1、為方便使用和安全可靠，應采用承壓型儲熱水箱，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)應特殊設計。
第四種解決方案雖然造價較高，但優(yōu)點突出，不須考慮水箱承重、電輔加熱預留、線路預留、供熱水循環(huán)、熱水計費等問題，是將來小高層住宅統(tǒng)一安裝太陽能熱水器的發(fā)展方向。因此小高層住宅采用太陽能熱水系統(tǒng)應按解決方案四進行設計，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)商對太陽能的投資低于其它幾種方案。
1、太陽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)權歸開發(fā)商所有，供住戶免費使用。
2、各住戶有免費使用太陽能熱源的權力，但用戶如愿意使用太陽能，儲熱水箱由各戶出資購買。
以下是為某房地產(chǎn)開發(fā)公司杭州某住宅小區(qū)設計安裝的集中集熱分戶儲水太陽能熱水系統(tǒng)為例詳細介紹該系統(tǒng)設計實施要點。
四、簡要設計
4．1設計參考依據(jù)
（1）GB/T18713-2002《太陽熱水系統(tǒng)設計、安裝及工程驗收技術規(guī)范》
?。?）GB50364-2005《民用建筑太陽熱水系統(tǒng)應用技術規(guī)范》
?。?）GB50015-2003《建筑給水排水設計規(guī)范》
（4）GB/T17581-1998《真空管太陽集熱器》
?。?）GB/T17049-1997《全玻璃真空太陽集熱管》
?。?）GB/T6424-1997《太陽能集熱器技術條件》
?。?）GB4301-84《太陽能集熱器熱性能試驗方法》
?。?）GB/T15513-1995《太陽能熱水器吸熱體、連接管及其配件秘用彈性材料的評價方法》
?。?）GBJ1788《鋼結構設計規(guī)范》
（10）GB/T12936《太陽能熱利用術語》
?。?1）GB50275《壓縮機、風機、泵安裝工程施工及驗收規(guī)范》
?。?3）用戶要求
4.2設計參數(shù)
?。?）氣象參數(shù)
查有關資料，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?shù)鼐暥刃泵嫔系脑缕骄仗栞椪樟浚∕J/㎡·d）
年太陽輻照量：水平面4129.595MJ/㎡，當?shù)鼐暥葍A角表面5463.685MJ/㎡。
年平均日太陽輻照量：水平面11.303MJ/㎡，當?shù)鼐暥葍A角表面14.969MJ/㎡
年平均日照時數(shù)：1800-2000小時
年平均日日照時數(shù)：4.99小時
年平均溫度：16.45ºC
冷水計算溫度：10ºC
?。?）熱水設計參數(shù)
設計計算人口：1#樓109戶、2#樓79戶、3#樓79戶、4#樓100戶
設計熱水用水量標準：普通戶型儲水水箱容量按150L設計，躍層戶型按200L設計
計算生活熱水溫度：55℃，計算冷水溫度：10℃
?。?）常規(guī)能源費用
電價：0.65元/（KW/h）（2008年，每月50千瓦/時以下不加價，50千瓦/時以上加價0.10元）
?。?）太陽集熱器性能參數(shù)
集熱器類型：國標高效平板集熱器<