太阳能热水装置本身有别于建筑,但其作用必须通过建筑的整体才能充分显示。住宅太阳能热水器一体化的设计将与现有住宅在形式和风格上存在比较明显的差别,在样式各异的住宅中独树一帜,无论对住户还是开发商,其独特的可识别性都是有吸引力的。
目前对太阳能已有一定的研究,但对太阳能热水器一体化住宅的外观设计常走向两个极端,一种是设计时忽视太阳能热水器的设备,在立面造型完成后将需要的设备简单安装上;另一种则是只相辅相成。失去建筑立面整体的平衡感。太阳能热水装置本身有别于建筑,但其作必须通过建筑的整体才能充分显示。下面就太阳能热水器与住宅建筑设计的有机结合进行讨论。
太阳能热水器在平屋顶安装时,要注意集热器的平面安装位置。应当尽量减少水平管路的长度, 将集热器置于卫生间的上方。优点是此处的楼板为现浇混凝土结构,有利于设置管路和固定支架。
如果用户选用了直流式热水器,则集热器可以直接水平安装在屋顶上方,减小风荷载,增加系统的安全性。而且,由于集热管和反射板的遮挡使屋面的隔热作用有所加强,从而降低住宅顶层夏季室内温度,也使构造连接的热桥效应减至最小。调试时,安装人员根据当地的位置和自然地理情况旋转集热管,将吸热体的角度调整为最佳,就可以达到比较好的集热效率。
一般循环式太阳能集热器均需要一定的倾角,利用坡屋顶的结构坡度是很自然的。由于坡屋顶楼面下一般有吊顶空间,可以容纳横向管路,所以集热器的平面位置可以比较灵活。
在设计中,最好选择集热器与储水箱分离的热水系统,将储水箱置于吊顶内,可以减少屋面的荷载。在采用自然循环时,要求集热器不高于水箱水位;而采用强制循环则没有这种限制。
另一方面,我国出现了质量分布比较均匀的水箱—集热器一体化太阳能热水器。屋脊式太阳能热水器克服了单管上下水不能24小时随时用热水及操作繁琐的缺点,上水无需任何操作,通常天气热水随开随用;结构独特,适合于人字形屋顶,重心低,安装极其方便、稳固。坡屋顶横管式太阳能热水器最适合坡屋顶平房或楼房,水箱外形像“饼干”一样平贴于斜屋面,克服了各种太阳能热水器重心高、在坡屋顶上安装困难等缺点,安全可靠,外形平整,成片安装整齐美观,已大量被房地产公司配套安装。其共同的特点是水箱与集热器结合在一起,降低了管路的造价。