日照确定阳台壁挂式太阳能热水器的可行性
来源：中国太阳能产业联盟网
0 前言
随着社会的进步以及国家对可再生能源的重视，太阳能作为最接近大众日常生活的可再生能源，在建筑中的应用越来越受到人们的重视，伴随许多地方政府鼓励、推荐或强制住宅建筑安装太阳能热水器等一系列文件的出台，太阳能热水系统已经不再是新名词，但是，我们应该看到，很多太阳能热水系统并没有满足人们最初的期望。
随着多地政府要求12层以下的住宅强制安装太阳能热水器政策的出台，各种各样的太阳能热力系统及家用机产品应运而生，而随着建筑的多样化和高层化的发展，12层已经不再是安装太阳能热力系统的限制高度。
虽然对于高层建筑，集中集热-分户供热系统被越来越多房地产商及用户所接受，但是阳台壁挂式太阳能热水器因其明晰的产权划分，安装仅占用建筑南立面，解决了高层建筑屋顶集热器安装面积不足等问题，逐步形成了与集散式系统分庭抗礼的局面。
太阳台壁挂式热水器最早于2005年出现，目前已经展为全系列产品，集热器的改良到系统循环方式的变化，国内众多厂商产品都有自己的特色，呈现了百花齐放的局面。但是我们要注意到，在高层建筑上安装阳台壁挂式太阳能热水器也存在一定问题，例如遮挡问题就是其中最重要的一项。
本文将以天津某房地产公司高层住宅小区项目为例，探讨如何利用日照分析软件确定高层住宅阳台壁挂太阳能热水器的可行性方案。
本方案运用了GoogleSketchUp和洛阳众智日照分析软件共同完成。
1项目概况
1.项目所在地：天津。
2.小区规模：占地约40万m2，将集特色住宅与商业设施为一体，并达到绿色建筑评估金奖标准，为居民提供更为便捷舒适的生态环境。
3.项目计划分三期进行，开发总投资额预计将超过50亿元人民币。一期为六栋19层建筑，楼高60m，建筑格局为1梯
4户，南北通透。因为该项目是新建小区，周边并无建筑，所以仅需要考虑小区自身的遮挡状况即可，如小区周边还有高大建筑，在进行日照分析时需要一并考虑，避免周边建筑遮挡严重而造成分析失败。
2利用总平面图建模建筑图纸是平面图，在平面图纸上无法进行遮挡的分析，因此我们需要将平面图做成立体图，建模很简单，只要输入建筑的高度，自然生成建筑的外型立体图（见图1）：
3建模图导入SketchUp软件，形成可演示文件图2为以2013年12月21日（冬至日）正午12:00的气象条件生成的效果图。
利用SketchUp软件的太阳阴影可以模拟出全年任意一天的小区遮挡情况，作为演示效果可以很好的展现，但是每日的实际日照时间无法精确的获得，这样我们就需要利用洛阳众智软件来进行精确的分析。我们仅分析该项目的一期六栋建筑，其他楼宇暂不分析。
4利用众智软件分析壁照面的日照时长依据GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中5.3.2条规定：建筑的体形和空间组合应避免安装太阳能集热器部位受建筑自身及周围设施和绿化树木的遮挡，并应满足太阳能集热器有不少于4h日照时数的要求。
日照标准的名词解释：建筑物所处的气候区，是根据城市大小和建筑物的使用性质决定的，在规定的日照标准日（冬至日或大寒日）有效日照时间范围内，以底层窗台面为计算起点的建筑外窗获得的日照时间。
利用众智软件的壁照面分析，我们可以得到以下结果（见图3）：
5根据冬至日最不利气象条件下南立面的遮挡情况得出日照分析报告对应1#楼的平面图查看遮挡情况（见图4）：1#楼除南立面两侧的凹陷部位的日照长在3h~4h，而其他区域基本上都满足日照时间要求。同样，我们可以对其他楼宇都做详细的分析，例如4#楼（见图5）：可以看出基本上从中部往下的日照长都不满足4h。通过分析，4#楼10层以下均不满足日照要求，因此，4#楼只能在10层以上安装阳台壁挂式太阳能热水器，10层以下建议不要安装。
同理，我们可以得出小区所有建筑安装阳台壁挂太阳能热水器的可行性。
总结：
SketchUp和众智日照分析软件都可以对建筑小区的遮挡情况进行分析，两个软件并不矛盾，互有所长。SketchUp生成的日照分析结果简单直观，易于演示，但是数据较少，不能精细分析；而众智软件可以精确到1h，对于同一点每日的日照时长较为准确，因此有利于完成确定可行性方案的定量分析，虽然众智软件也可以定性的分析日照情况，但是其生成的动画效果图象质量难以接受，缺乏可观赏性。
图6为众智软件生成的日照阴影情况截图。通过以上分析可以看出，在设计太阳能热水系统方案时，可以借助模拟软件进行定性或定量的分析，虽然太阳能属于不可控的能源，但是只要掌握了太阳的规律，总结太阳可利用的优点，避开难以控制的缺点，就可以变被动为主动，发挥“人定胜天”的主观能动性，提高太阳能的可利用性，人类才可以大跨步的前进。
