三、陶瓷太阳能集热系统的改进和建议—锚桩结构陶瓷太阳能房顶
现有陶瓷太阳能房顶采用各种结构、循环、使用、排水系统，在总结、讨论、试验的过程中进行探索和改进。
(一）陶瓷太阳能集热系统的结构
1、陶瓷太阳能集热系统的保温材料
现在采用各种保温材料，多数采用低容重的玻璃棉，玻璃棉价格低廉，是无机材料，不燃烧、耐候性好。经过使用发现存在的主要问题是：（1）施工中玻璃纤维容易飞扬，影响工作环境（2）施工效率比较低（3）由于松散、容易吸水，上面需要放置防水层（4）天虹公司试验车间取暖房顶施工过程遇到下雨，尽管采取各种临时措施，雨水还是浸泡了玻璃棉，玻璃棉遇水塌陷，难以恢复，影响保温效果（5）不能承担重量（6）大容重的玻璃棉板可以改善上述问题，但是难以根本解决。
对新保温材料的选择要求是：（1）施工中无飞扬物（2）施工效率比较高（3）不吸水或者至少短时间内不吸水（4）能够承担陶瓷太阳板和板中水的重量，最好能够承担操作者的体重，操作者在上面走动时，不产生过大的变形（5）良好的保温性能（6）保温材料或者合理组合的保温材料可以长期承受100℃的温度（7）在每平方米承重40千克、一年中100℃合计时间不超过100小时条件下，15年内下沉量不超过15毫米，其后保持相对稳定（此要求需要经过长期使用才能够判断）。
经过试验可以采用上面是纤维水泥板或硅酸钙板下面是聚氨脂泡沫板、聚苯乙烯泡沫模方板、聚苯乙烯泡沫挤塑板、酚醛泡沫挤塑板等作为保温材料，每平方米市场零售价不超过50元。据介绍酚醛泡沫挤塑板在长期使用中疑似有粉化倾向，使用聚苯乙烯泡沫板时要采用比较厚的纤维水泥板或硅酸钙板，10毫米厚纤维水泥板或硅酸钙板每平方米市场零售价约10元，50毫米厚聚氨脂泡沫板每平方米市场零售价约36元，共46元。
建议优先采用上面是纤维水泥板或硅酸钙板下面是聚氨脂泡沫板作为保温材料。
见3-天虹公司取暖房顶玻璃板内侧水珠视频；4-保温材料试验视频；5-保温材料试验记录；6-保温材料组合、价格示意图。
2、陶瓷太阳能集热系统的支撑结构
目前陶瓷太阳能房顶的陶瓷太阳板和玻璃板由混凝土、彩钢板、钢板制造的台阶形断面条、块、框架结构支撑，或者由矩形断面条、块结构支撑。根据不同规格每平方米陶瓷太阳板重量是17-22千克，每平方米陶瓷太阳板中的容水量是12-13.8公升，每平方米4毫米钢化玻璃板的重量是8.42千克，5毫米钢化玻璃板的重量是11.88千克。
当采用台阶形断面条、块、框架结构时，陶瓷太阳板及其中水的重量由台阶面支撑，当采用矩形断面条、块结构时，陶瓷太阳板及其中水的重量由保温材料支撑，矩形断面条、块只承担下滑力；玻璃板、安装或维修时操作者的重量由台阶或矩形条、块的顶面承担或者通过玻璃板由台阶或矩形条、块的顶面承担。
采用硬质聚氨酯泡沫类保温材料时，矩形条、块只须由其侧面承担陶瓷太阳板及其中水的重量的下滑力，顶面承担玻璃板、安装或维修时操作者的重量，所以可以采用矩形断面混凝土、彩钢板、钢板条、块和外围的方框作为陶瓷太阳能房顶的结构。
混凝土条、块可以在地面上预制后焊接在房顶混凝土斜平面上，也可以在房顶混凝土斜平面上现浇制作。
近期，试验表明可以用表面发黑（发蓝）的钢制锚桩件代替混凝土条、块，并且具有本应具有的全部功能，采用锚桩件的结构称作锚桩结构。
陶瓷太阳能集热系统中的陶瓷太阳板支撑结构和透明盖板支撑结构采用锚桩结构，以锚桩结构支撑陶瓷太阳板和透明盖板，锚桩是一根棒或者是棒的上端结合平板或者是棒的一端呈平板状，锚桩结构是锚桩插入基层并与基层固定的结构，以与基层固定的锚桩支撑陶瓷太阳板和透明盖板，以与基层固定的锚桩支撑陶瓷太阳板，防止陶瓷太阳板下滑并且承担透明盖板的重量及防止透明盖板下滑。
由基层、防水层、保温层、陶瓷太阳板、透明盖板、锚桩结构、纤维水泥板或硅酸钙板组成陶瓷太阳能集热系统。
锚桩可以采用钢材制造，当锚桩是一根棒时，锚桩可以是一根钢棒或者铁棒，称作棒型锚桩；当锚桩是在一根棒的上端结合平板组成时，是将钢棒的一端焊接在钢板的一个面上；当锚桩是在一根钢棒的上端板呈平板状时，是将钢棒的一端用热冲压或冷冲压的方法形成与钢棒垂直的平板，称作丁字型锚桩。
钢制锚桩的表面经过发黑处理或称作发蓝处理，使钢制锚桩更耐腐蚀；钢制锚桩与陶瓷太阳板之间用导热系数相对比较低的有机材料板或者无机材料板隔离，以减少陶瓷太阳板的热损失，钢制锚桩的上表面与玻璃板之间用导热系数相对比较低的有机材料或者无机材料隔离，以减少太阳能集热系统的热损失。
锚桩结构用于陶瓷太阳能混凝土房顶，可以用传统预埋、打孔插入、孔内加入建筑结合剂等方法进行固定。
锚桩可以固定平板形成建造混凝土构件的模具，建造混凝土条、混凝土框架、混凝土结构，在建造混凝土构件时，锚桩、平板可以成为所建造的混凝土构件的一部分，即锚桩、平板和注入的混凝土砂浆共同构成混凝土构件，一般用于陶瓷太阳能房顶的外框。
陶瓷太阳能房顶的汇集管一般采用镀锌钢管，为增加集热量，汇集管放在陶瓷太阳能房顶内部，经过多年使用汇集管外表面没有发现腐蚀痕迹；以0.7毫米厚的彩钢板制造的彩钢板结构陶瓷太阳能房顶的彩钢板表面也没有发现腐蚀痕迹；以此为据，认为直径14毫米、表面经过发黑（发蓝）处理的钢制锚桩件在陶瓷太阳能房顶中的使用寿命可以达到几十年以上，可以与建筑同寿命。
锚桩件以云石胶（普通石材胶）与石棉板结合，在2件结合面上加载1.3千克配重，在100℃烘箱内加热1小时后未发现云石胶、石棉板破坏或者移动。云石胶2千克包装，23元，试验表明锚桩结构陶瓷太阳能房顶采用无机材料隔离锚桩件与玻璃板减少热传导的方法可行。此外还可以采用性能更好的澳洲大力胶、418胶、其他耐温绝缘板。
锚桩结构陶瓷太阳能集热系统大幅度简化了陶瓷太阳能集热系统的结构，减少材料消耗，提高施工效率，减轻工人劳动强度，降低系统成本。
陶瓷太阳能房顶应该按照国家标准“民用建筑太阳能热水系统应用技术规范”所述：在每栋建筑上安装大型、综合的太阳能热水系统，统一向各家各户供应热水，并实行计量收费。
大型系统的造价远低于分户系统的总造价，大幅度降低了水箱、管道、控制系统、防冻系统等的造价，大幅度提高热效率、降低热损失。
综上所述，锚桩结构陶瓷太阳能房顶每平方米的材料价格大致是：防水材料7元，保温材料46元， 5毫米钢化玻璃板35元，每平方米锚桩件2-5个，每个6元（为试验定制400个的价格），方框折合每平方米20元，置于陶瓷太阳能房顶内的上下汇集管折合每平方米20元，水箱70元，其他配件20元，目前陶瓷太阳板约200元。合计约248＋200＝448元。陶瓷太阳板的价格受生产设备成熟、配套的程度，工业生产成熟水平、产量、市场开发速度等因素的影响，其稳定生产后的生产成本相当低，价格将逐步下降。以上材料多为零售价。
上述估价尚未减除新建建筑本来应该支出的普通房顶保温层、水泥层、外防水层等的工、料造价，减去这一部分造价后，上述估价可能还可以进一步降低。
陶瓷太阳板大规模工业化生产正在逐步展开，随着陶瓷太阳板市场价格逐步走向合理、稳定，锚桩结构陶瓷太阳能房顶的造价将有可能逐步接近普通房顶的造价。
高层建筑房顶经常有一些装饰性结构，根据建筑美学整齐就是美观、实用就是美观的定律、建筑美学与时俱进的本质和建筑师对陶瓷太阳能房顶创造性审美观的发挥，非必要性的装饰性结构不但不会成为建造锚桩结构陶瓷太阳能房顶的障碍，反而可能会成为一种资助。
建议在陶瓷太阳能房顶上采用锚桩结构，建造锚桩结构陶瓷太阳能房顶。
见7-人员在玻璃板和彩钢板上维修视频； 8-混凝土条模具视频；9-锚桩件安装、强度试验视频；10-锚桩件结合石棉板100℃受力试验视频；11-陶瓷太阳能集热系统结构图；12-锚桩结构图
（二）陶瓷太阳能集热系统的循环系统
陶瓷太阳能集热系统的循环系统主要分为自然循环系统和动力（水泵）循环系统。自然循环系统的水箱在太阳能集热器的上方，水箱底部高于集热器顶部200毫米以上，当阳光照射集热器使集热器水温高于水箱水温时，集热器中水温较高即密度较小的水上升，经过上汇集管、上循环管、水箱的上循环口进入水箱上部；水箱下部温度较低的水经过水箱的下循环口、下循环管、下汇集管进入集热器的下部，如此循环阳光加热了集热器和水箱中的水。
动力（水泵）循环系统包括两种情况：一种是集热器与水箱安装在同一平面上或者集热器的底部低于水箱的顶部，另一种是集热器的底部高于水箱的顶部，这两种情况都需要采用动力循环以将集热器中的能量不断转移到保温水箱中。前一种情况还需要在循环结束后将集热器中的水打入保温水箱中，以免热水在没有阳光照射的集热器中损失热能降低水温，甚至在冬夜结冰，冻裂陶瓷太阳板。
自然循环系统也可以采用上下水箱，上水箱是用于循环的大水箱，下水箱是容纳陶瓷太阳板中热水的小水箱。
自然循环系统与动力（水泵）循环系统的区别：1、自然循环系统只需要在水进出集热器时消耗电能，循环中可以不消耗电能，一般消耗的电能为水从阳光得到能量的1％以下；动力循环系统在水进出集热器和循环时都要消耗电能，消耗的电能为水从阳光得到能量的5％左右2、自然循环系统和集热器与水箱安装在同一平面上或者集热器的底部低于水箱的顶部的系统的工作可靠性依靠控制系统、水泵和多个阀门或电磁阀的质量；集热器的底部高于水箱顶部的动力循环系统可以不安装阀门，其运行可以只依靠一个水泵3、自然循环系统的防冻可靠性不如集热器的底部高于水箱顶部的动力循环系统。
（三）陶瓷太阳能集热系统的使用系统
对于热水经常消耗，新鲜冷水经常补充、对使用压力要求不严格的系统，循环保温水箱可以作为使用系统的一部分。对用户有很大高度差的的系统如高层建筑，可以考虑参考山东丝绸学院建造独立恒温水箱供水的方式或者采用控制压力的方式供水。
对于需要取暖同时也需要供应生活热水的独立住宅来说，可以采用双层水箱，在循环水箱内安装小水箱，循环水箱进行循环和提供取暖热水，内装小水箱与自来水系统联通，提供生活热水，小水箱是一个薄壁不锈钢水箱，通过大水箱的热水加热。
