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简易太阳能房屋设计方案图（这个简易的太阳能还有哪些细节需要注意）

房屋设计 2年前(03-16) 525

本篇文章给大家谈谈简易太阳能房屋设计方案图，以及这个简易的太阳能还有哪些细节需要注意对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。本文目录一览： 1、谁知道太阳能热水器简易制作方案？（适用于小学5年级的）

本篇文章给大家谈谈简易太阳能房屋设计方案图，以及这个简易的太阳能还有哪些细节需要注意对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

1、谁知道太阳能热水器简易制作方案？（适用于小学5年级的）
2、设计一套以太阳能为主要能源的环保型家庭能源方案（提示：从太阳能利用、储存和建筑节能方面考虑）
3、高层建筑怎样装太阳能
4、.太阳能住宅设计方案
5、太阳能小屋的设计
6、下图为我国北方某建筑设计院设计的一幢高效利用太阳能的房屋模型。读图回答题。小题1:绝热窗户设计成倾

谁知道太阳能热水器简易制作方案？（适用于小学5年级的）

水箱为太阳热水器的储水装置，其由内胆、保温层、外壳组成。水箱内胆***用进口304不锈钢板经自动氩弧焊焊接加工制成，由于304不锈钢板含碳量低，因此焊缝质量高，不易锈蚀；45mm聚氨脂整体发泡形成的保温层，保证了太阳热水器的热效率大于50%；水箱外壳***用彩色喷涂，强度高，经空晒冷冻实验证明：在水箱局部温度高达200°C的情况下，外壳不会因为聚氨酯膨胀而变形胀裂，并且在平均温度为-15°C的低温情况下，聚氨酯的受冷压缩亦不会对彩板外壳造成影响。

集热管是选用全玻璃真空太阳集热管。其外形如同一根拉长的暖壶内胆，管内的吸收表面是***用直流反应溅射沉积技术制备而成的渐变铝-氮/铝选择性吸收涂层。因涂层具有高吸收率（大于93%），低发射率（小于6%）的优点，所以在很大程度上增强了太阳热水器的集热效率。

太阳热水器的支架***用优质430不锈钢板材加工成型，外形美观，牢固可靠。但因材料为不锈钢板，且加工工序复杂，所以成本高，劳动强度大

　电热水器分为即热式和储热式两种。即热式需20A以上电流，一般家庭不适用。储热式电热水器又分为敞开式和封闭式两类。早期的储热式电热水器多为敞开式或开口式的，其结构简单，体积不大，靠吊在高处的压力喷淋，水流量较小，但价格较低，适合于人口少，家境不很富裕，仅做洗浴使用的家庭购买。敞开式电热水器由于没有对内胆设计承压性能，故不能向其他管路多处供水，功能有限。封闭式电热水器的内胆是密封的，水箱内水压很大，其内胆可耐压，故可多路供水，既可用于淋浴，也可用于盆浴，还可用于洗衣、洗菜，价格相对较贵，一般在千元左右。储热式电热水器可自动恒温保温，停电时可照样供应热水。目前国内市场上的电热水器主要是封闭储热式电热水器，它不必分室安装，不产生有害气体，干净卫生，且可方便地调温。

封闭储热式电热水器的工作原理非常简单，它们使用一根电加热管，通电之后给水提供热量。内胆储存热水并承载压力0.6MPa（约6kg/cm2），外壳保温。产品间的区别首先体现在加热管上，有浸没型的，即直接与要加热的水接触，也有隔离型的。加热管有1.2、1.5及2.5KW等功率可供选择。加热管由一个温控器来控制，能设定所需温度并保持内胆中的水温恒定，且在40℃～75℃范围内可调。定时产品系列的时间控制系统能带来最大限度的能源节省，再配以分时电表，可节省大量电费。有的产品还具备大屏幕液晶显示屏、单键飞梭的操作界面和实时故障监测功能。电热水器必须安装压力安全阀，以确保超压泄压。为了尽可能减少热量散失，在壳与内胆之间还***用了聚氨酯或高密度泡沫塑料的加厚保温层。

热水器关键部件

1）内胆

内胆是热水器的核心部件，直接影响热水器的安全性能、使用性能和工作寿命。用户在选择热水器时应关心热水器内胆钢板的材质是否为含钛合金、厚度是否足够厚、焊接工艺是否先进可靠、搪瓷釉料质量是否保证、涂搪烧结工艺是否先进等。

2）电加热管

电加热管的质量直接关系到热水器的使用安全。因此，在选购热水器时，除了关心电加热管的功率大小外，更重要的是关心电加热管的电气性能。

3）镁阳极棒(镁棒)

镁是电化学序列中电位最低的金属，生理上无毒。因此，用来制成镁棒保护内胆非常理想。镁棒的大小直接关系到保护内胆时间的长短和保护效果的大小，镁棒越大，保护效果越好，保护时间越长。

4）保温层的选择

热水器的保温层的好坏直接影响到热水器的保温性能。决定保温性能的主要因素是保温层材料和保温层厚度。目前常用的保温材料有：石棉、海绵、泡沫塑料、聚氨脂发泡等。在这几种保温材料中，聚氨脂发泡保温性能最好，泡沫塑料保温性能次之，石棉和海绵因其难以与热水器紧密贴合，一般只作为热水器辅助保温材料。

5）防倒流技术选择

为了防止电热水器因外部停水造成电棒干烧，所有的电热水器均***用了防倒流技术。目前大多数厂家***用的防倒流技术是选用带止回功能的安全阀（俗称为有芯安全阀）来实现的。但这一技术存在的问题是：热水器在工作时，由于内胆中的水的热胀冷缩作用，有部分水会通过阀芯的内泄功能向管路中泄出，泄出时易使热水器管路局部产生振动共鸣而发出异常响声；同时存在的安全隐患是，安全阀的内泄功能常常会因水垢堵塞而失效，从而使内胆的工作压力增高，使热水器的使用寿命下降。

5、热水器控制方式

电热水器按其对水加热温度控制方式不同分为：机械、数显和数控三种型式。

1）机械式控制电热水器

机械式电热水器温度控制的主要元件为一机械式旋钮调节的温度控制器，该温控器通常由测温探头、可调式驱动机构和一对电触点组成。当探头处温度上升时，探头内的介质（液体或气体）膨胀，并通过毛细管推动驱动机构，使电触点动作。电触点的动作温度可通过可调式驱动机构进行调节或使电触点处常开状态。

机械式热水器用温控器主要特点是：动作温度可在一定范围内连续调节，操作简单方便，价格低廉。适合一般家庭使用。缺点是温度控制方式单一，只能实现循环加热一种方式。

2）数显型控制电热水器（SX）

数显型电热水器控制系统通常由显示板、主控制板、强电板和温度传感器组成。显示板用于显示现在温度、设置温度、故障代码和定时数的信息，还可以利用控制面板上的按键和旋钮来进行设置操作。主控制板是控制系统的核心，用于对温度信息的处理和对热水器的运行过程实施控制。强电板用于提供系统所需电源、实施强电驱动及漏电检测。温度传感器用于***集温度信息。

3）数控型电热水器（SK）

数控型电热水器由显示板、主控制板、强电板和温度传感器组成。显示板上的LCD显示屏用于显示工作模式、加热状态、现在温度、设置温度、设置菜单、时钟、定时时段、故障代码等信息，还可以利用板上按键进行设置操作。主控制板是控制系统核心，用于对温度信息的处理和对热水器的运行过程实施控制。强电板用于提供系统所需电源、实施强电驱动及漏电检测。过温检测和常温检测温度传感器用于***集温度信息。答案补充里面是不锈刚铁皮，接着是发泡液，外面是铁皮

设计一套以太阳能为主要能源的环保型家庭能源方案（提示：从太阳能利用、储存和建筑节能方面考虑）

民用建筑光伏发电系统解决方案又称为户用分布式光伏发电系统解决方案，是针对普通居民家庭住宅设计的光伏发电解决方案，一般功率范围在1KW-10KW,可以根据客户需求和住宅屋顶情况进行灵活配置。

该系统主要由光伏组件、逆变器、蓄电池（可选）、光伏防雷交直流箱及监控系统组成，可以安装在自家院内、屋顶、墙面等区域，发电量可以全部上网、全部自用或自发自用余电上网，由用户自行选择。

节约每一度电，杜绝家电污染：

每个家庭都应努力做到以下几点:a、把白炽灯改成第四代LED光源，在同样的亮度下，其耗电量只是白炽灯的十分之一，但寿命却是白炽灯的50倍。

要选用无氯绿色环保家电和太阳能家电系列，比如:使用太阳能发电器、太阳灶、太阳能灯、太阳能帽、太阳能手电筒、太阳能干燥器、太阳能热水器、地板***暖系统等，既节能环保，又安全方便，既为国家的节能环保工作做出贡献，又使家庭引导了绿色生尚生活新潮流。

选购空调时要考虑最适合房间大小的匹数。而且夏季空调温度设定在26-28℃。

简易太阳能房屋设计方案图（这个简易的太阳能还有哪些细节需要注意）

高层建筑怎样装太阳能

随着我国能源的紧缺和《可再生能源法》的颁布和实施，太阳能等作为可再生能源，在建筑中的应用越来越受到人们的重视，许多地方***出台了一系列的文件强制要求小高层住宅安装太阳能热水器。目前，高层建筑不适宜太阳能集热工程安装的一些理论阻碍了太阳能在城市普及的步伐，建筑商不敢冒然投资，许多太阳能企业面对高层建筑也是望而却步。其实能不能安装，终归于技术和安全方面问题的解决，以及有没有实行太阳能热水器与建筑“一体化”设计。像日利达太阳能上海经纬城市绿洲大型太阳能集热供水系统工程，就科学合理地解决了14至21层太阳能安装问题，终结了制约太阳能与高层建筑一体化纵深发展的困局。

一、实例

上海经纬城市绿洲位于宝山区祁连北块地区，是香港房产大鳄经纬集团投资建设的大型生态家园基地，占地面积约1平方公里，总建筑面积达150万平方米。经纬城市绿洲是一个集规划、交通、环境、文化、教育、商圈、医疗、运动、智能、服务十项全能的国际时尚社区，在2003年度上海市住宅区规划设计项目评选中获得银奖。

面对高层住户的太阳能安装障碍，日利达早有准备。在安装技术上，日利达公司***用高端U型管式分体壁挂式太阳能热水器，太阳能集热器与水箱分离，集热器安装在墙体外侧，水箱置于室内。独具的嵌入式设计，在集热器的后边安装空调外机，从而达到一位双用，既节约了空间，一排排时尚美观的太阳能集热器又变身为建筑艺术品和避阳工具，如同百叶窗，实现了太阳能与高层建筑的完美结合；在产品质量和安全上，日利达高端U型管式分体壁挂式太阳能热水器坚持了日利达一直以来的“高能效标准”，具有防风、防冻、热效率高、水温均衡等诸多优越性能，无论住在几楼的小区住户，都能在家享受到温度适宜的热水；在与建筑的结合上，日利达根据2500多家住户特点全部***用个性化设计，仅定制的真空管长度就有88cm——180cm共达20多种规格，一个工程个性化设计数量之多，堪称太阳能行业之最。最主要的是，日利达参与了房屋设计的全过程，真正实现了太阳能与建筑的完美结合。

此次上海经纬城市绿洲大型太阳能集热工程，日利达致力于突破太阳能与高层建筑结合的技术难题，完善太阳能设计和安装的个性化方案，提升工程项目附加值，做到了效果、质量、成本的最优组合。这对将来太阳能和房产行业的精细化合作，打造现代节能建筑，具有重要的借鉴意义。

二、小高层住宅***用太阳能热水系统需要考虑的几个问题

1、在选择不同的太阳能热水系统方案时，应优先选择系统运行可靠，管理方便，便于摊销辅助能源费用、冷热水费用和运行费用成本等，达到管理简单方便，容易被住户接受，不产生物业与住户的矛盾等。

2、应考虑如何解决住在低层用户使用太阳能热水的问题。

3、太阳能系统设计时，应考虑到阴雨天气时太阳能产热水不足的问题。为确保热水供应的可靠性，系统设计应配置辅助加热系统，以确保用户全天24小时或定时供应热水。

4、系统应达到优先利用太阳能源加热热水，当太阳能不足时，再让辅助能源补充加热。实现充分利用太阳能源，降低辅助加热能源的费用的目的。

5、太阳能热水系统应合理、可靠、先进；太阳能及辅助加热系统运行应实现全自动化、智能化；在保证工程质量和效果的前提下，尽可能降低工程造价，提高系统的性价比。

6、太阳能热水系统的布局与摆放应与周围的建筑物相协调，日常使用维护检修应方便。

7、太阳能热水系统设计应与建筑工程设计同步进行，前期为安装太阳能热水系统预留管线、预埋件等应到位，以方便后期太阳能热水系统安装。

三、太阳能热水系统解决方案选择

在小高层住宅设计安装太阳能热水系统，主要有以下四种解决方案可供选择。下面对这些解决方案的优缺点分别加以分析，然后作出最佳选择。

解决方案（一）在楼顶每户安装一台家用太阳能热水器（家用单台系统）

优点：

1、各住户的太阳能相互独立，互不影响；

2、运行过程中，不存在收费管理问题；

3、系统投资最低，运行较稳定，技术成熟。

4、安装简单方便

缺点：

1、低层住户的太阳能，使用时受到水压的影响，使用不便，甚至无法使用；

2、各户的太阳能都是一个独立的系统，无论哪家的太阳能有问题，都要上楼顶维修，因此上楼维修的频率最高，不便于楼顶管理和维护；

3、摆放不方便，不易与建筑物相协调，影响观瞻；

4、各户上下两根管道，过多的管道敷设空间受限；

5、不能实现热水资源共享，热水资源存在“旱涝不均”的问题。

解决方案（二）安装一套分体式太阳能热水系统，集热单元安装在阳台或南墙面上，储热水箱放置在室内（分户集热分户储水系统）

优点：

1、住户的太阳能相互独立，互不影响；

2、运行过程中，不存在收费管理问题；

3、各户水箱可放置在室内方便的地方，如地下室、设备间、卫生间、厨房、阳台、阁楼等位置。

4、系统投资较高，运行较稳定，技术成熟。

缺点：

1、集热单元安装需安全、牢靠，否则易存在安全隐患；

2、***用自然循环效果不理想，***用水泵强制循环，费电，水泵存在噪音，增加控制功能。

3、应综合考虑各户集热单元安装位置，否则会破坏建筑立面美观。、

4、受倾角影响，阳台型***光效率低，成本高。

5、集热单元若出问题维修可能不方便，因此需***用高档产品。

6、不能实现热水资源共享，热水资源存在“旱涝不均”的问题。

分户集热分户储水系统示意图

解决方案（三）在楼顶安装一个集中储水的太阳能热水系统，通过管道供热水至每家每户（集中集热集中储水系统）

优点：

1、可以实现热水资源共享，不受楼层高低限制；

2、便于根据建筑情况灵活布局，可以实现与建筑物相协调；

3、只有一个系统，运行可靠，上楼维修率低，楼面太阳能可由物业负责维护管理；

4、系统投资较低，运行较稳定，运行成本低，技术成熟。

缺点：

1、辅助能源用量受天气阴晴影响，不便于核算运行成本和费用；

2、运行过程中，热水需要收费；收费标准制定不当，易造成物业和住户的矛盾。

3、需要在楼顶放置一个大储热水箱，建筑设计需考虑楼顶承重问题。

解决方案（四）楼顶安装集中集热的太阳能集热系统，通过管道将热能送至各户，并给安装在各户家里的储热水箱加热（即集中集热分户储热系统）

优点：

1、各住户使用自家水箱里的热水和辅助能源，不存在收费问题；

2、不受楼层高低限制，并可以实现太阳能热能资源共享；

3、运行过程中，不存在收费管理问题；

4、只有一个系统，运行可靠，上楼维修率低，楼面太阳能可由物业负责维护管理；

5、可以根据楼面建筑情况灵活布局，最容易实现与建筑物相协调；

6、集热系统集中放置在屋面位置，各户贮水箱放置在各户室内方便的位置。

缺点：

1、为方便使用和安全可靠，应***用承压型储热水箱，并带有电加热功能。因此水箱成本高，从而造成系统成本较高。

2、为避免各住户由于贮水箱温度不同，热量互混现象，电气控制系统应特殊设计。

第四种解决方案虽然造价较高，但优点突出，不须考虑水箱承重、电辅加热预留、线路预留、供热水循环、热水计费等问题，是将来小高层住宅统一安装太阳能热水器的发展方向。因此小高层住宅***用太阳能热水系统应按解决方案四进行设计，如果房地产开发商受投资限制，可以***用以下方法解决。该解决方法，可以使房产开发商对太阳能的投资低于其它几种方案。

1、太阳能集中集热和通到各住户的管路部分由开发商出资，产权归开发商所有，供住户***。

2、各住户有***太阳能热源的权力，但用户如愿意使用太阳能，储热水箱由各户出资购买。

以下是为某房地产开发公司杭州某住宅小区设计安装的集中集热分户储水太阳能热水系统为例详细介绍该系统设计实施要点。

四、简要设计

4．1设计参考依据

（1）GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》

（2）GB50364-2005《民用建筑太阳热水系统应用技术规范》

（3）GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》

（4）GB/T17581-1998《真空管太阳集热器》

（5）GB/T17049-19***《全玻璃真空太阳集热管》

（6）GB/T6424-19***《太阳能集热器技术条件》

（7）GB4301-84《太阳能集热器热性能试验方法》

（8）GB/T15513-1995《太阳能热水器吸热体、连接管及其配件秘用弹性材料的评价方法》

（9）GBJ1788《钢结构设计规范》

（10）GB/T12936《太阳能热利用术语》

（11）GB50275《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》

（13）用户要求

.太阳能住宅设计方案

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。

1 设计原则

太阳能热水器一体化住宅的造型设计应当充分考虑到其居住建筑的特点。首先，无论是高层住宅还是多层住宅，都是由套型组成，没有大空间，平、立面结构和造型一般比较规整；其次，房间的功能性限制大，非常强调自然***光和自然风；第三，住宅受造价限制较大，外墙也应当尽量平直。由于住宅的这些特点，在造型处理上可以有大的体量变化，但一般很难打破层、套等单元性因素的限制。实际中常常利用相同元素的重复、增减来达到艺术效果。从这一点来看，住宅的造型设计较之公共建筑更有难度。但从另一角度来看，住宅内部严谨的结构性和功能的主导地位非常符合技术美学所强调的逻辑性及目的性。太阳能热水器一体化的设计在住宅中表现技术美学是可行的，当然高层住宅、多层住宅有自己的特点，应当区别对待。

（1）高层住宅

高层住宅本身就标志着现代科学技术在建筑工程领域的成就，太阳能热水器一体化的设计可与之相辅相成。由于管线和住户密度的原因，高层建筑中的太阳能集热器常常安装在墙面和阳台，顶部的集热器只能为上部几层提供热水。所以首先讨论竖用。直面上集热器与建筑的协调。

首先，可以利用较大面积的集热器加强垂直构思。我国的高层住宅，特别是塔式住宅，平面会有一些变化，但其体形特征多为高耸挺拔。进一步加强垂直构思，可以使其更富于现代风格。集热器可以集中连续布置，也可以与窗或阳台的凹凸处理结合形成竖向的划分，使整个建筑在垂直方向上形成强烈的韵律感。太阳能热水器的水箱应当尽量放置于室内，以免破坏立面整体效果，常常选用强制循环式或直流式集热器，并***用顶水式的管路。

集热器的利用还可以体现在住宅部件和材料的处理上。近年高层住宅，常在顶部或外凹部拉梁***用特有的体形或符号来加强标志性，以避免单调的感觉。太阳能集热器由于***用了吸收性涂层而具备特殊的色泽和质感，其表面非常光亮，如果将其与高层顶部的电梯间或水箱间结合，既可以起到装饰的作用，也能为上部几层的住户提供生活热水。在一些热带或亚热带地区的住宅中，常***用大面积的玻璃窗，但又必须配备遮阳构件，利用出挑的集热板充当遮阳体。由它形成的阴影增加了造型的虚实对比和空间的层次。

（2）多层住宅

多层住宅太阳能热水器一体化设计首先可以从形式和体量出发，由于集热器需要南向的坡屋面或墙作为安装的依托，争取尽量多的实体面积和可利用空间就成为一体化住宅形体设计的指导思想。通常可以使用退阶和半接地式的设计。通过立体构成的切割手法，使整个体量的横断面类似于台阶或三角形。

太阳能热水器一体化设计还可以借助局部的构件来表达技术特征和现代风格，因为受功能的影响，多层住宅体型的变化常会受到局限，此时局部的处理和构件的形式将起到重要的作用。

2 构造方案与系统选择

太阳能热水器一体化住宅外观设计的美学原则和手法以及构造方案与系统选择，是建筑师对太阳能热水系统所做的二次产品设计和加工，是实现“ 一体化”的关键步骤。内容包括安装部位选择和构造方案设计，既要考虑到保证太阳能热水器的工作效率，又要与住宅的结构、使用功能以及美观相协调。为了保证足够的日照时数，集热器可能的安装位置包括屋顶和南向的外墙和阳台。下面就不同的安装部位进行讨论。

（1）屋顶部位

当太阳能热水器安装在屋顶时，由于其位置较高，可以形成自然压头，管路选择比较灵活，既可以选择顶水式，也可以选择落水式。相应集热器类型也有较大的自由度，自然循环式、强制循环式和直流式均可。但住宅屋顶形式有平屋顶和坡屋顶之分，所以需要重点解决太阳能设备与不同屋顶形式的有机结合和连接。

就热水器的安装而言，平屋顶的优点是施工比较方便，集热器或支架与屋顶结构的连接技术难度较小。而且平屋顶在一般视点是无法看到的，因此不需过多考虑集热器的外形与建筑立面的协调。考虑到由高层或其他位置能够看到平屋顶的情况，集热器只需排列整齐即可。而坡屋顶安装太阳能热水器，根据其坡度不同，可以直接将集热器安装在屋顶，也可以用支架安装，但都要做到不影响房屋的使用和外观。实际上，我国许多住宅的坡屋顶都是相对稍缓。稍缓的倾角更有利于集热器接受太阳漫射辐射，可以不必另行安装支架。由于坡屋顶正常视高一般可见，集热器可以起到丰富其外观的作用。缺点是施工会牵扯到防水的问题，技术上相对复杂。

1）平屋顶的安装

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。

如果用户选择循环式热水器，则集热装置必须按一定角度倾斜安装，集热器须外加支架与屋面结构相连接。支架的冷轧钢板的厚度不应当小于2mm，不锈钢板的厚度不应小于1.5mm。屋面构造上可以在柔性防水上另加40mm厚混凝土刚性防水层，预埋铁件与支架焊接或螺栓连接。

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。

2）坡屋顶的安装

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***用自然循环时，要求集热器不高于水箱水位；而***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。

（2）墙面与阳台

在墙面或阳台安装太阳能热水器，可以减小管路的长度。对于高层住宅是其他安装方式不能替代的。而且其位置往往处于立面的视觉焦点，可以成为立面构成的重要因素，这也更加符合一体化设计的思想。由于与用水端没有足够的高差，所以在墙面或阳台安装的系统必须***用顶水式管路。而且同坡屋顶一样，应尽量选择集热器与储水箱分离的系统，可以减小坠落伤人的概率。根据使用情况的不同，构件连接可以分为固定式和活动式两种情况。

1）固定式

固定式是指热水器在安装后用户不再移动其位置或角度。所以要求集热器在安装之初就能够达到比较好的效率，而且又不会造成立面的混乱或造成不安全因素。很明显，斜向悬挑的固定集热器无论在力学上还是心理上，都会形成不安全因素。所以在当今的技术条件下，比较现实可行的方案是在竖直墙面上安装直流式横向集热管和在阳台倾斜栏板上安装热管式或平板式集热器。集热器可单独悬挂于建筑物向阳的阳台或外墙窗口下方，彻底解决高层建筑低层住房想装却怕管道太长及屋顶无法安装诸多难题。水箱悬挂于阳台地面或室内墙角。全自动，拧开龙头即可用热水。管道基本不在室外，冬季不怕冻结，由于独特的聚光专利技术，以及消除集热器表面落灰的方便条件，冬季水温比屋顶式高得多。

2）活动式

活动式连接是指集热器可以由用户控制而在支架滑轨上运动，使其可以贴于竖直墙面，也可以斜出以达到最佳的集热效果。活动式连接是循环式集热器常常***用的方式。比较理想的一种情况是将支架安装在窗户的上方，除支架外其余部分可以收起。使用时，将集热器放至适当位置和角度，在集热同时起到遮阳的作用，尤其适合夏季太阳高度角比较高的情况。在外挑支架上设有档位，可使集热器在不同季节分别处于最佳的倾角。集热器的打开和收起可利用下端的拉杆完成。缺点是由于集热器已经位于窗上过梁位置，该层已没有足够空间容纳水箱，所以***用自然循环时水箱必须置于其上一层户内。但如果大规模建造或***用强制循环，则上述不便也不成为问题。此外，活动式连接还可以应用在阳台的竖直栏杆或栏板外侧。

3 结语

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。更为重要的是，这种一体化的设计所代表的是一种新生事物，其前途和生命力都是无可***的。

太阳能小屋的设计

在设计太阳能小屋时，需在建筑物外表面（屋顶及外墙）铺设光伏电池，光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用，并将剩余电量输入电网。不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大，且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响，如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式（贴附或架空）等。因此，在太阳能小屋的设计中，研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。

附件1-7提供了相关信息。请参考附件提供的数据，对下列三个问题，分别给出小屋外表面光伏电池的铺设方案，使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大，而单位发电量的费用尽可能小，并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益（当前民用电价按0.5元/kWh计算）及投资的回收年限。

在求解每个问题时，都要求配有图示，给出小屋各外表面电池组件铺设分组阵列图形及组件连接方式（串、并联）示意图，也要给出电池组件分组阵列容量及选配逆变器规格列表。

在同一表面***用两种或两种以上类型的光伏电池组件时，同一型号的电池板可串联，而不同型号的电池板不可串联。在不同表面上，即使是相同型号的电池也不能进行串、并联连接。应注意分组连接方式及逆变器的选配。

问题1：请根据山西省大同市的气象数据，仅考虑贴附安装方式，选定光伏电池组件，对小屋（见附件2）的部分外表面进行铺设，并根据电池组件分组数量和容量，选配相应的逆变器的容量和数量。

问题2：电池板的朝向与倾角均会影响到光伏电池的工作效率，请选择架空方式安装光伏电池，重新考虑问题1。

问题3：根据附件7给出的小屋建筑要求，请为大同市重新设计一个小屋，要求画出小屋的外形图，并对所设计小屋的外表面优化铺设光伏电池，给出铺设及分组连接方式，选配逆变器，计算相应结果。

附件1：光伏电池组件的分组及逆变器选择的要求

附件2：给定小屋的外观尺寸图