太阳能热水系统与建筑屋顶一体化结构的设计

发布时间：2020-08-03 11:13

【摘要】：在常规能源日益紧张的今天,建筑节能已然成为建筑设计发展的必然趋势。太阳能热水系统与建筑一体化已越来越引起人们的关注,并逐渐成为建筑节能的主要研究方向。本文从建筑设计角度出发,针对太阳能建筑一体化的结构形式进行设计分析,特别是对建筑屋顶各种太阳能集热形式的比较,提出适合于不同地区的屋顶太阳能热利用的结构形式,并且对太阳能屋顶热利用形式进行简要评估。本论文的研究内容如下：一、对太阳能热水系统与建筑一体化的结构设计进行分析,研究不同形式的太阳能热水系统与建筑一体化的结合特点。二、分析太阳能热水系统集热器、储热水箱和管道系统的布局,以及整体式、分体式太阳能热水系统与建筑一体化的结合特点。三、对建筑屋顶的太阳能集热形式进行结构设计研究,分析其设计要点；分析建筑朝南方向和其他方位角的情况下分别对应的集热器最佳倾角,以及建筑方位角与最佳倾角的关系；定量计算了集热器与不同形式的屋顶结合时的有效集热面积、空间利用率和屋顶面积等,并进行分析比较,提出了一种通道式双坡集热屋顶的结构形式,可有效解决屋顶的利用率低和集热器维修方便性差、缺乏安全保障等问题。四、以太阳能热水系统的寿命周期和建筑全寿命周期为计算周期,对太阳能屋顶集热形式进行评估分析,包括集热规模、节能效益、经济效益和环保效益等的评估。在考虑了系统设备的更换,设备的运营费用,系统的集热效率,投资成本,热量损失等因素的影响之后,确定了评估的数学模型和计算方法。并以广州地区的各屋顶集热形式为例,对所建立的数学模型进行实例分析与验证。本论文的研究有助于太阳能热水系统在建筑上的推广应用和太阳能热水系统综合效益的科学评定,还能为决策者在选择和评价太阳能热水系统时提供直观的依据。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU318;TK515
【图文】：

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倾角与玮度的差值随着当地yN度的降低，差值越大。逡逑（２）当建筑的朝向不是正南方位时，为了得到全年最大的集热量，在不同的建筑逡逑方位角，选择对应的集热器倾角。图３－２为各城市在不同方位角下对应的最佳倾角，逡逑从图中可以看出，随着建筑偏离正南方位的角度越大，其对应的最佳倾角越小，当方逡逑位角的值为９０°时，即为正东或正西安装时，集热器的最佳倾角接近于零。这是因为逡逑建筑方位角偏离正南方向越大，集热器接受大的太阳福射的有效面积越小，同时接收逡逑太阳福射的时间变短，集热量减少。此时，应当相应的减小集热器的最佳倾角，以增逡逑加集热器的集热时间，提高集热器的得热量。逡逑（３）在最佳倾角的情况下，随着建筑方位角的逐渐增大，对应的年平均日太阳福逡逑射量逐渐减少，而且在不同yN度地区下降的幅度也不一样。由表３－５、图３－３可以看出

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必须安装一定面积的太阳能热水器，所以以色列几乎所有建筑物的屋顶上都密布着太逡逑阳能热水器，这是以色列一道独特的风景线。而现在，以色列已经成为当今世界上利逡逑用太阳能技术最为领先的国家，其家用太阳能热水器的平均拥有量在全球名列前茅，逡逑实际上，这只是以色列开发利用太阳能计划的一小部分（图１－４）。逡逑

【参考文献】