在施工圖綠色專篇設計中,一般要求節能水平達到65%,對于屋面、外牆、分戶牆、分戶樓闆、架空樓闆、門窗等圍護結構都有節能要求,根據項目實際情況往往也會設計有太陽能系統、地源熱泵系統、雨水回收系統。目前太陽能熱水供應系統因造價相對較低,在住宅設計中比較普遍。本文主要通過案例介紹坡屋面太陽能系統安裝和施工過程中的注意事項,積累施工經驗的同時為以後類似工程提供參考。
一、工程概況
某項目由83棟雙拼别墅和配電房組成,别墅依山而建,從坡底到坡頂呈階梯形布置,總建築面積53 385 平方米,地下1層,地上3層,總建築高度10 m左右。别墅屋面為坡屋面,角度為15°,屋面保溫為90 mm厚擠塑聚苯闆,屋面防水為1.5 mm厚聚氨酯防水和3 mm厚自粘聚酯胎高聚物改性瀝青防水卷材,屋面面層采用藍色平闆瓦鋪裝。
本項目采用平闆強制循環太陽能熱水系統,集熱器放置于屋頂,水箱放置在北露台,設計每戶日熱水用量為200 L,平闆集熱器2塊,4出口,外形尺寸2 000 mm×1 000 mm×80 mm,采用200 L立式直徑520 mm盤管換熱水器。
二、集熱器安裝方案選擇
集熱器在屋頂的安裝形式主要有上翻式、緊貼式、嵌入式等。每塊集熱闆的基礎采用4個150 mm×150 mm的鋼筋混凝土基礎,基礎頂部預埋100 mm×100 mm×5 mm鋼闆,便于集熱闆支架的焊接。
(1)上翻式。施工方便,防水細部處理易于施工,但整體效果差,不能完全與屋面融為一體。
(2)緊貼式。施工精度要求高,土建施工與太陽能安裝要互相配合,存在交叉作業,但整體效果比上翻式好。
(3)嵌入式。施工方便,同時能完全融入屋面系統,整體觀感好,但缺點是滲水隐患大,太陽能集熱闆防水處理不好,易導緻嵌入部分積水,且無法排掉積水。
經過業主、監理及項目部讨論,結合美觀和防水處理等方面綜合考慮,最終采用緊貼式,屋面瓦滿鋪,集熱器緊貼屋面瓦安裝(圖1)。
圖1 集熱闆安裝示意
三、施工過程
1.設備基礎
屋面集熱闆設備基礎采用4個鋼筋混凝土短柱(150 mm×150 mm),其配筋為4根12,混凝土強度為C30,基礎頂部與屋面平行。在屋面平台鋪設完成後,用紅油漆将柱定位标在模闆上,待屋面闆鋼筋綁紮完成後将柱鋼筋插好,同時做好相應固定措施,可與闆筋進行點焊(圖2)。同時2塊集熱闆中間位置設有止水套管,高度應略高。待屋面混凝土澆築完成後二次吊模澆築設備基礎,頂面與坡屋面平行,同時在頂部預埋100 mm×100 mm×5 mm鋼闆。因設備基礎及套管位置是滲漏隐患點,該部位防水細部處理須做到位,将防水翻至基礎頂部,用密封膠将收口位置封堵密實,防水處理現場如圖3所示。
圖2 集熱闆設備基礎鋼筋固定
圖3 防水處理現場示意
200 L太陽能水箱集中荷載較大,放在露台樓闆上要進行荷載複核,确保結構安全可靠。
考慮到露台上做防水和保溫,做完設備基礎(700 mm×700 mm)位置的防水後直接與剛性保護層整澆,要在基礎部位做防水附加層,每邊超過250 mm,水箱設備基礎示意如圖4所示。
圖4 水箱基礎示意
2.集熱闆安裝
完成屋面平闆瓦鋪貼工序後進行集熱闆支架安裝,在設備基礎平闆瓦位置切割開洞。支架定位要準确,套管位置須為2塊集熱闆中心,支架采用L50×50,并應平整方正,以防無法放入集熱闆,支架與預埋鐵焊接牢固。在集熱闆上部采用卧漿做排水溝将雨水引流到兩側(圖5),以防雨水直接沖刷套管支架等防水薄弱環節,減少滲漏隐患。
圖5 排水溝引流
支架安裝完成後在管道和設備基礎位置用防水砂漿做圓弧,同時在表面刷樹脂防水砂漿,接縫位置全部打膠密實。在拆外腳手架之前進行集熱闆安裝,減少損壞概率。集熱闆中間位置設置100 mm寬鋁闆,集熱闆與支架、鋁闆之間應全部用密封膠封堵密實。
3.管道及水箱安裝
根據設計圖紙中的管道走向穿梁位置,在結構施工時提前預埋套管,在室内頂闆進行管道安裝,待室内抹灰或膩子施工完成後再進行管道安裝,外露管道采用20 mm厚橡塑保溫層,保護層采用自粘性膠帶。待露台裝修完成後再進行水箱安裝,同時建議該安裝在進戶門安裝完成後進行,以防門被破壞。
四、注意事項
在坡屋面太陽能安裝過程中應注意以下事項,确保一次成型,滿足使用功能,同時消除滲水隐患。
(1)屋面集熱闆方案的選擇直接關系到滲漏水隐患,原則上要滿鋪屋面瓦。
(2)集熱闆位置一般都是朝南,居中放置,不能太靠近屋脊,以免屋脊瓦不易施工,也不能太靠近屋檐,否則影響美觀。
(3)做好集熱闆基礎及套管位置防水細部處理,在澆築屋面混凝土時可在套管位置增設止水坎,防水上翻并算好套管外露長度。
(4)在太陽能集熱闆上方設置引水槽,将水引至兩側,同時将水槽顔色塗刷成屋面瓦顔色,達到整體美觀的效果。
(5)太陽能集熱闆與支架、蓋闆之間都要用密封膠封堵密實,同時支架和屋面瓦顔色應相同,達到整體美觀的效果。
(6)從成品保護考慮,太陽能集熱闆和水箱的安裝盡量推後安排,盡量避免被損壞。
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