4.2 建筑设计

4.2.1 建筑设计应根据选择的系统类型和所需的集热器总面积，确定集热器的类型与规格尺寸、安装位置，明确贮热水箱容积和重量、外形尺寸、给水排水设施要求及管线走向。合理确定系统各组成部件在建筑中的空间位置，并满足其所在部位的防水、排水等技术要求。建筑设计应为系统检修提供便利条件。

4.2.2 太阳能集热器安装在建筑屋面、阳台、墙面或建筑其他部位，不应有任何障碍物遮挡阳光，满足全天有不少于4h的日照时数要求。可通过日照分析确定集热器的安装部位。

    有效日照时数的时间段为中午12点前后各4h，即8：00～16：00时段中连续4h为有效日照时间。

    为满足建筑通风和采光要求，建筑设计时平面往往不大规整，凹凸较多，容易造成建筑自身对阳光的遮挡。此外，对于体形为L形、U形的建筑平面，也要避免自身的遮挡。

4.2.3 本条为强制性条文。建筑设计应考虑太阳能集热器安装在建筑屋面、阳台、墙面或建筑其他部位，为防止集热器损坏而坠落伤人，除应将集热器在建筑物上固定牢固可靠外，应采取必要的技术措施，如设置挑檐、入口处设置雨篷，或建筑周围进行绿化种植使人不易靠近等。

4.2.4 太阳能集热器可直接构成建筑屋面、阳台栏板或墙面，在满足热水供应的同时，首先应满足该建筑部位的结构安全和建筑保温、隔热、防水、安全防护等要求。

4.2.5 本条是对太阳能集热器安装在建筑平屋面的要求。

    太阳能集热器通过支架和基座固定在屋面上。集热器根据当地的纬度选择适当的方位角和倾角。除太阳能集热器的方向、安装倾角和设置间距等应符合现行国家标准《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T 18713的规定外，还应做好集热器支架和基座处的防水。除屋面设置防水层外，该部位应设置附加防水层。附加防水层宜空铺，空铺宽度应大于200mm。为防止卷材防水层收头翘边，避免雨水从开口处渗入防水层下部，应按设计要求将收头处密封。卷材防水层用压条钉压固定，或用密封材料封严。

    集热器周围应设置检修通道，屋面出入口和人行通道均应设置刚性防护层以保护防水层不被破坏，一般在屋面铺设水泥砖(板)，按上人屋面处理。

4.2.6 本条是对太阳能集热器安装在建筑坡屋面的要求。

    太阳能集热器无论是顺坡嵌入屋面还是顺坡架空在屋面上，为使与屋面统一，其坡度宜与屋面坡度一致。而屋面坡度取决于屋面材料和集热器安装倾角。

    当屋面为沥青瓦、波形瓦和装配式轻型屋面时，坡度不应小于20％，块瓦屋面坡度不应小于30％，金属板屋面坡度不应小于5％，防水卷材屋面，屋面坡度不应小于3％。

    现行国家标准《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T 18713的要求，集热器安装最佳倾角等于当地纬度，以使集热器接收到更多的阳光。如系统侧重在夏季使用，其倾角宜为当地纬度减10°；如系统侧重在冬季使用，其倾角宜为当地纬度加10°。太阳能热水系统多为全天候使用，集热器安装倾角为当地纬度＋10°～—10°之间。这对于一般情况下的平板型集热器和真空管集热器都是适用的。

    当然，对于东西向水平放置的全玻璃真空管集热器，安装倾角可适当减少；对于墙面上安装的各种太阳能集热器，更是一种特例了。

    集热器安装在坡屋面时，建筑师需根据屋面材料和集热器接收阳光的最佳倾角确定屋面坡度。

    集热器安装在屋面上，安装人员应为专业人员，除应严格遵守安全规则外，建筑设计还应为安装人员提供安全的工作环境，确保安装人员的安全。一般可在屋脊处设置钢架或挂钩用以支撑连接在安装人员腰部的安全带。钢架或挂钩应能承受至少2名安装人员、集热器和安装工具的荷载。

    坡屋面在安装集热器附近的适当位置应设置出屋面人孔，作为检修出口。

    架空设置的集热器宜与屋面同坡，且有一定的架空高度，以保证屋面排水通畅。架空高度一般不宜大于100mm，太高不易与屋面形成一体。

    嵌入屋面设置的集热器与四周屋面及穿出屋面管路均应做好防水，防止屋面发生渗漏。首先屋面穿管应预先埋设套管，其次四周应用密封材料封严。集热器与屋面交接处应设置挡水盖板。

    设置在坡屋面的集热器采用支架与预埋在屋面结构层上的预埋件固定牢固，并应承受风荷载和雪荷载。

    当集热器作为屋面板时，应满足屋面承重、保温、隔热和防水等要求。

4.2.7 本条为强制性条文。提出了太阳能集热器安装在建筑阳台的要求。

    太阳能集热器可放置在阳台栏板上或直接构成阳台栏板。低纬度地区，由于太阳高度角较大，阳台栏板或集热器应有适当倾角，以便接收到较多的阳光。

    作为阳台栏板的集热器应有足够的强度和防护高度，以保证使用者安全。现行国家标准《民用建筑设计通则》GB 50352规定：栏杆应以坚固、耐久的材料制作，并能承受荷载规范规定的水平荷载。临空高度在24m以下时，栏杆高度不应低于1.05m，临空高度在24m和24m以上时，栏杆高度不应低于1.10m。《住宅设计规范》GB 50096规定：6层及以下的住宅，要求阳台栏杆(板)高度不应低于1.05m，7层及以上住宅，阳台栏杆(板)高度不应低于1.10m。这些都是根据人体重心和心理因素而定的。

    集热器固定在阳台上，为防止集热器金属支架、金属锚固件生锈对建筑造成污染，建筑设计应在该部位加强防锈技术处理或采取有效的技术措施，避免金属锈水对建筑表面造成不易清洗的污染。

4.2.8 本条提出了太阳能集热器安装在建筑墙面上的要求。

    太阳能集热器安装在墙面上，在太阳能资源丰富地区，太阳能保证率高。低纬度地区设置在墙面的集热器宜有适当倾角。

    集热器支架通过连接件与主体结构墙面上的预埋件连接，结构设计时，应考虑集热器和管线的荷载，防止集热器坠落伤人。

    管线穿墙面时，应在墙面预埋防水套管，并应对其与墙面相接处进行防水密封和保温隔热处理。

    一般以南北纬30°和60°划分，即低纬度为南北纬0°～30°，中纬度为南北纬30°～60°，高纬度为南北纬60°～90°。

4.2.9 从防冻角度，严寒和寒冷地区贮热水箱应放置在室内，其他地区贮热水箱宜放置在室内。贮热水箱可放置在地下室、储藏室、设备间、阁楼等处。当贮热水箱注满水后，其自重将超过楼板的承载能力，因此贮热水箱的基座必须设置在建筑物的承重墙(梁)上，或增加该部位楼板的承重荷载，以确保结构安全。

    放置在阳台时，应注意隐蔽，如放置在阳台储藏柜中。设置在室外的贮热水箱应有防雨雪、防雷击等保护措施。

    贮热水箱靠近用水部位以缩短管线，减少热损失并节约材料。

    贮热水箱周围应留有安装检修的空间，以满足安装、检修要求。贮热水箱上方及周围应有能容纳至少1个人的作业空间，其中与墙面应保持不小于0.7m的距离，与顶面应保持不小于0.8m的距离以防贮热水箱或连接管线漏水，设置贮热水箱的地面应有防水和排水措施。

4.2.10 伸出屋面的管线，应在屋面结构层施工时预埋穿屋面套管，可采用钢管或PVC管材。套管四周的找平层应预留凹槽用密封材料封严，还需增设附加防水层。上翻至管壁的附加防水层应用金属箍或镀锌钢丝紧固后，再用密封材料封严。穿屋面套管应事先预埋，避免在已做好防水保温的屋面上凿孔打洞。