太陽能熱水系統(tǒng)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用

雍小龍

（浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，杭州310028）

1 引言

集中式太陽能循環(huán)熱水供應(yīng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于公共建筑。然而，當(dāng)使用太陽能和夏熱冬冷地區(qū)，現(xiàn)有的操作模式通常有熱量收集和過度的熱量補充不足的情況。能源消耗的集中式操作模式與太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)密切相關(guān)，因此，探索不同運行模式下的輔助熱源的能耗，有利于提高系統(tǒng)效率，降低成本。確定一個合理的經(jīng)營戰(zhàn)略來提高太陽能系統(tǒng)的運行效率，對現(xiàn)有建筑熱水系統(tǒng)進行節(jié)能改造，設(shè)計一種新的太陽能熱水系統(tǒng)意義重大。

2 綠色建筑給排水節(jié)水節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用的重要性

節(jié)水新技術(shù)的應(yīng)用和給排水的節(jié)能綠色建筑具有重要意義。建筑行業(yè)在快速發(fā)展的過程中已成為當(dāng)前我國的支柱產(chǎn)業(yè)，給排水設(shè)計是建設(shè)項目的重要組成部分，在現(xiàn)代建設(shè)的理念指導(dǎo)下，給排水設(shè)計應(yīng)注重節(jié)能環(huán)保效果，尤其是在當(dāng)前綠色建筑發(fā)展的黃金時代，供水和排水設(shè)計應(yīng)重視相關(guān)人員的能力要求，來促進綠色建筑節(jié)能節(jié)水的效果【1】。為實現(xiàn)給排水新技術(shù)節(jié)能目標(biāo)，主要通過節(jié)水、循環(huán)資源、提高能效等方式來實施，而相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用也有助于降低施工成本，保護和節(jié)約用水，符合當(dāng)前綠色建筑發(fā)展過程中可持續(xù)發(fā)展的理念。為了進一步促進提高建筑節(jié)能環(huán)保，國家高度重視給排水新型技術(shù)的應(yīng)用和推廣。相關(guān)新技術(shù)的推廣和應(yīng)用程序也有利于可持續(xù)發(fā)展的建筑行業(yè)，這也是相關(guān)新技術(shù)應(yīng)用的重要性。

3 太陽能熱水系統(tǒng)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 給排水集中能源系統(tǒng)的應(yīng)用

集中能源系統(tǒng)的太陽能供水、排水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)主要是有效控制能源的太陽能系統(tǒng), 以平衡子系統(tǒng)之間的能量分布。在設(shè)計供水和排水系統(tǒng)過程中，傳統(tǒng)的集中式能源系統(tǒng)只能分配總體能源，但不能調(diào)整和優(yōu)化各子系統(tǒng)的能量。因此，這將在很大程度上影響消費者的正常使用。太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用程序集中能源管理系統(tǒng)可以很好地解決建筑給排水的一些問題。例如,在應(yīng)用的過程中供水和排水系統(tǒng)可以使用太陽能加熱自來水和散熱【2】。在夏季以外的季節(jié)，由于溫度因素的影響，在使用太陽能系統(tǒng)加熱自來水時，需要提前使用太陽能處理器對自來水進行預(yù)處理。經(jīng)過處理后，太陽能系統(tǒng)內(nèi)的加熱管用于加熱預(yù)先加熱過的自來水。在這個過程中，給排水設(shè)計不僅可以使太陽能熱水系統(tǒng)的各子系統(tǒng)得到科學(xué)合理的合作，還能促進能源系統(tǒng)的運行效率。

3.2 在建筑給排水循環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前，在建筑給排水設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的太陽能熱水系統(tǒng)模式是循環(huán)模式。其運行過程主要包括以下4 個方面:

1）通過建筑給排水系統(tǒng)收集太陽能資源。

2）太陽能被收集后，能量被傳輸?shù)较到y(tǒng)中的收集管。

3）輸送到集水管后，把水放在集中供暖的水箱中，使水溫適宜，符合居民的使用標(biāo)準(zhǔn)。

4）水和水箱的溫度是相互影響的，水溫度提升將導(dǎo)致水箱溫度上升。太陽能熱水系統(tǒng)的循環(huán)方式有效降低了建筑給排水系統(tǒng)中外部環(huán)境對供水溫度的影響，提高了給排水效率，在太陽能熱水系統(tǒng)的施工安裝過程中，也減少了許多環(huán)節(jié)和步驟，降低了施工人員的工作強度和工作時間，提高了工作效率。

3.3 應(yīng)用新型節(jié)能設(shè)備

過去在建筑施工過程中出現(xiàn)資源浪費問題的一個重要原因就是沒有合適的節(jié)能設(shè)備，而應(yīng)用新型節(jié)能設(shè)備能夠有效解決相關(guān)問題。管材和閥門是給排水施工中非常重要的設(shè)備，同時也是應(yīng)用范圍最廣的一種設(shè)備【3】。當(dāng)前，國內(nèi)在建筑給排水施工過程中應(yīng)用的管材和閥門通常都是一些比較普通的材質(zhì)，防水、防腐的性能并不好，完全無法與當(dāng)前的一些新型管材和閥門相比。應(yīng)用普通材質(zhì)的管材和閥門進行給排水施工，在施工完成投入使用后，很快就會出現(xiàn)一些腐蝕、老化及其他方面的問題，而對其進行維修需要投入一定的人力、物力，從而造成資源浪費。而應(yīng)用一些優(yōu)質(zhì)的新型管材和閥門進行給排水施工，不僅能夠達到節(jié)能環(huán)保的效果，而且還能減少水資源的污染和浪費情況。為了進一步推動其應(yīng)用，國家應(yīng)對此提出一些硬性要求，并對其落實情況給予監(jiān)督。另外，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加快一些新型節(jié)水衛(wèi)生設(shè)備的推廣，這樣也能起到節(jié)水節(jié)能的效果。

4 太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)注意事項

4.1 合理利用太陽能

太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，集熱器需要完全暴露在太陽下，所以，在設(shè)計工作中，設(shè)計人員要盡可能地減少集熱器四周的遮擋。

4.2 加強協(xié)調(diào)設(shè)計

在規(guī)劃設(shè)計工作中，設(shè)計人員要根據(jù)我國南方發(fā)熱農(nóng)村地區(qū)的地理環(huán)境，包括該地區(qū)的氣候環(huán)境以及日照條件，科學(xué)確定發(fā)熱住宅朝向，保證太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益得到充分發(fā)揮。設(shè)計中要全面考慮農(nóng)村居民的熱水使用需求情況，并結(jié)合農(nóng)村居民的經(jīng)濟能力，合理確定太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)熱形式與規(guī)?！?】。

在住宅設(shè)計過程中，設(shè)計人員要綜合考慮太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)的具體位置，包括系統(tǒng)的主要功能，合理選擇太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)，并科學(xué)確定集熱器的安裝位置與水箱位置。

合理確定太陽能熱水器的傾角，如果選用整體式太陽能熱水器，為了進一步提升集熱裝置的運行效率，要求相關(guān)人員準(zhǔn)確記錄下太陽能熱水器的采光傾斜角度，并優(yōu)化集熱器的安裝流程。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)迅猛發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，人民生活質(zhì)量得到了很大提高，社會各界越來越重視新型清潔能源的利用，其中就包括建筑給排水設(shè)計中對太陽能資源的有效利用。對太陽能資源的有效利用，滿足了人們的日常生活需要，有效減少了氣體的排放，符合當(dāng)前我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的要求，緩解了不可再生能源日趨緊張的問題。為了促進生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，保障人類的生態(tài)居住環(huán)境，國家對環(huán)保工作的重視程度不斷提升，節(jié)能減排已經(jīng)成為各行各業(yè)的重要目標(biāo)，建筑行業(yè)同樣如此。應(yīng)用各種先進的綠色建筑給排水技術(shù)、新型的節(jié)能設(shè)備，合理設(shè)定供水壓力，積極開發(fā)和利用第二水源，利用熱水系統(tǒng)節(jié)能新技術(shù)等，可以實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能的目的。