太阳能热水系统与居住建筑阳台整合设计研究

【摘要】：随着居民生活用水需求的增长,节约资源、绿色无污染的太阳能热水系统在居住建筑中得到广泛应用。在太阳能热水系统与居住建筑一体化的设计中,通常建筑屋顶是集热器放置的首选位置。而对于高层住宅而言,居住人口多,集热面积需求较大,仅采用屋顶集热方式不能满足所有住户用热需求。这时集热器则需要在建筑立面上拓展。由于阳台的位置及空间属性,目前太阳能热水系统结合阳台设置已成为高层住宅太阳能热水系统一体化的发展趋势。 本论文通过查阅图籍资料、实地调研等对国内外太阳能热水系统与居住建筑阳台一体化设计应用现状进行分析,总结提出了太阳能热水系统与居住建筑阳台一体化设计中存在的问题,并以山东地区为例,分别从外观设计、集热设计、构造优化设计三个方面入手,探讨了适宜于山东地区的太阳能热水系统与居住建筑阳台整合设计策略：1)在外观设计方面,提出了适宜于山东地区的阳台式太阳能热水系统的类型,并根据集热器在阳台安装位置的不同,提出了三种外观结合形式的设计方法。并从美学角度进一步提出了阳台集热器作为几何元素和建筑设计审美元素来丰富建筑立面的设计手法：2)在集热设计方面,借助日照分析软件及太阳能热水系统与建筑一体化软件主要对阳台集热器布置形式、布置高度以及低层住户的集热补偿措施进行定量分析。提出了不同规划布局形式下阳台集热器的合理布置起始层数、阳台集热器布置的最佳朝向及合理倾角范围以及不满足集热要求的低层住户的集热补偿措施。3)在构造优化设计方面,提出了不同外观形式的集热器与阳台结合连接的优化措施及构造做法。 最后,将以上研究成果应用于济南某小区住宅楼的工程案例中,借助太阳能热水系统组件作为建筑立面设计表达的元素,丰富了建筑立面造型效果,并与高层居住小区环境空间形成了有机融合,同时有效解决了高层住宅集热器规模化安装的难题,提升了居民的生活品质,为建筑师进行太阳能热水系统与居住建筑阳台一体化设计提供参考。 【关键词】：太阳能热水系统 居住建筑 阳台 整合设计
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU822;TU226
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的和意义10
• 1.3 国内外研究现状10-16
• 1.3.1 国外研究现状10-11
• 1.3.2 国内研究现状11-16
• 1.4 研究内容与方法16-17
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 研究方法16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第2章 住宅建筑立面利用太阳能热水系统现状调研18-41
• 2.1 住宅立面利用太阳能热水系统的特点18-21
• 2.2 住宅立面太阳能热水系统应用情况调研21-35
• 2.2.1 太阳能热水系统应用于住宅墙面的调研21-24
• 2.2.2 太阳能热水系统应用于住宅阳台的调研24-35
• 2.3 山东地区住宅阳台应用太阳能热水系统现状及存在的问题35-40
• 2.3.1 山东地区太阳能热水系统应用于住宅阳台的现状调研35-38
• 2.3.2 山东地区阳台式太阳能热水系统相关图集规范调研38-39
• 2.3.3 山东地区太阳能热水系统应用于住宅阳台存在的问题39-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第3章 太阳能热水系统与住宅阳台整合设计策略41-91
• 3.1 太阳能热水系统与阳台结合设计的原则41
• 3.2 太阳能热水系统与住宅阳台结合的外观设计策略41-57
• 3.2.1 阳台式太阳热水系统类型的适配性及选择42-46
• 3.2.2 太阳能热水系统与住宅阳台外观结合形式46-53
• 3.2.3 太阳能集热器结合住宅阳台设置的立面表现手法53-57
• 3.3 住宅阳台太阳能热水系统集热设计分析57-77
• 3.3.1 阳台集热器的朝向及安装倾角的确定57-63
• 3.3.2 阳台集热器的立面布置高度63-74
• 3.3.3 低层住户阳台的集热补偿措施74-76
• 3.3.4 结论76-77
• 3.4 住宅阳台安装太阳能热水系统的构造优化设计77-89
• 3.4.1 太阳能集热器结合阳台栏板设置的构造做法78-87
• 3.4.2 太阳能集热器结合阳台窗设置的构造做法87-88
• 3.4.3 贮热水箱、管线一体化构造设计88-89
• 3.5 本章小结89-91
• 第4章 案例分析91-108
• 4.1 工程简介91-93
• 4.2 太阳能热水系统与住宅阳台一体化设计93-105
• 4.2.1 规划布局与日照分析93-95
• 4.2.2 案例阳台的集热设计分析95-103
• 4.2.3 住宅阳台安装太阳集热器外观及构造设计分析103-104
• 4.2.4 水箱及管路设计104-105
• 4.3 经济投资收益分析与环境效益分析105-107
• 4.4 本章小结107-108
• 第5章 结论与展望108-111
• 5.1 研究成果与创新108-109
• 5.2 论文不足之处及后续的研究109-111
• 参考文献111-114
• 后记114-115
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况115

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