給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用

鄭瑞瑋

（山西省建筑設(shè)計研究院有限公司，山西太原 030013）

隨著我國社會的不斷發(fā)展和經(jīng)濟水平的迅速提高，我國建筑規(guī)模也隨之不斷擴大，建筑工程項目數(shù)量穩(wěn)定增加。建筑工程項目數(shù)量的增加和規(guī)模的擴大，也在一定程度上加劇了環(huán)境污染與能源消耗問題。給排水系統(tǒng)是建筑工程中必不可少的關(guān)鍵組成部分，是保障建筑用水供水的系統(tǒng)，也是消耗能源較多的一個建筑組成系統(tǒng)。在綠色發(fā)展戰(zhàn)略以及國民環(huán)保意識不斷提高的背景下，人們對于建筑給排水系統(tǒng)綠色用水的需求也在不斷增加，對于用水的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。在此背景下，如何利用太陽能熱水系統(tǒng)，滿足建筑用水需求，減少能源消耗，成為關(guān)鍵問題。因此，本文對給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用進行分析，有著現(xiàn)實的價值和意義。

1 給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

太陽能作為一種可再生的綠色能源，有著環(huán)保性、豐富性、清潔性等眾多優(yōu)勢和特點，已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用于社會生活生產(chǎn)中的各個行業(yè)領(lǐng)域，推動了所應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展。太陽能熱水系統(tǒng)是以太陽能作為加熱能源對水資源進行加熱的一種供水系統(tǒng)，目前已經(jīng)成為建筑給排水系統(tǒng)中的一個重要選擇。本文將對建筑給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢與作用進行分析。

1.1 減少能源消耗，降低成本

相比傳統(tǒng)的熱水系統(tǒng)，在建筑給排水設(shè)計中應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)，能夠憑借其安裝簡便、操作簡易等特點，有效地降低給排水系統(tǒng)在安裝以及后續(xù)使用過程中的成本。同時，由于太陽能具有環(huán)保性、豐富性、清潔性等眾多優(yōu)點特點，因此，應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)能夠有效地減少傳統(tǒng)熱水系統(tǒng)中對煤炭、電力等能源資源的消耗，減少環(huán)境污染，降低成本。在我國綠色發(fā)展戰(zhàn)略實施和“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展要求下，各行各業(yè)進行節(jié)能發(fā)展，成為必然的要求和趨勢，建筑工程所花費的能源資源量較大，產(chǎn)生的環(huán)境污染也較大，而建筑給排水系統(tǒng)又正是建筑工程中消耗能源較大的組成部分。因此，在建筑給排水系統(tǒng)中選擇適宜的熱水系統(tǒng)，尤為關(guān)鍵和必要，而太陽能熱水系統(tǒng)能夠充分利用其優(yōu)勢特點，為建筑給排水節(jié)能設(shè)計提供支持。

1.2 受外界環(huán)境因素影響小

在建筑工程給排水系統(tǒng)設(shè)計中，傳統(tǒng)的熱水系統(tǒng)在進行應(yīng)用時，容易受到多種外界環(huán)境因素的影響，諸如季節(jié)因素、溫度因素、濕度因素等，難以保證對管道中水進行穩(wěn)定的、每時每刻的加熱，導(dǎo)致建筑住戶的實際用水體驗不佳。但在建筑給排水系統(tǒng)中應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)，能夠穩(wěn)定保證熱水的供應(yīng)，并且太陽能熱水系統(tǒng)不易受到外界環(huán)境因素影響。在實際的應(yīng)用中，太陽能熱水系統(tǒng)在科學(xué)的設(shè)計下，能夠在受外界影響較小的情況下，保持水溫，從而更好的為建筑用戶提供熱水供給。

1.3 對環(huán)境污染影響較小

太陽能來自于太陽，其來源極其豐富，在進行使用應(yīng)用時也無須進行過多的處理，能源處理環(huán)節(jié)與過程少，即在應(yīng)用環(huán)節(jié)中減少了對于環(huán)境的破壞和污染。同時，太陽能是清潔能源，對其進行應(yīng)用后，不會產(chǎn)生任何對于環(huán)境有害的物質(zhì)，相比其他應(yīng)用在建筑給排水設(shè)計熱水系統(tǒng)中的能源，具有良好的環(huán)保效果。因此，在建筑給排水設(shè)計中應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也符合“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，是建筑給排水設(shè)計熱水系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和方向。

2 給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)選用與設(shè)置

在對給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用進行分析前，需要根據(jù)客觀條件和多方面因素對給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)的型號與設(shè)置進行選擇。本文將對給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)的選用與設(shè)置進行闡述。

2.1 系統(tǒng)選型

太陽能熱水系統(tǒng)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用首先需要選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備類型。一般而言，太陽能熱水系統(tǒng)所選用的系統(tǒng)型號主要有分散供熱水系統(tǒng)、集中—分散供熱水系統(tǒng)兩種。其中分散供熱水系統(tǒng)中的具體設(shè)備又可分為緊湊式與分離式兩種類型。對于高度在6 層及以下的建筑物而言，采用緊湊式分散供熱系統(tǒng)，有著更好的熱水供應(yīng)效果。此系統(tǒng)主要利用自然循環(huán)與直接加熱方式，將集熱器與熱水箱放置在建筑屋頂，從而大面積吸取太陽能熱量進行加熱。緊湊式分散熱水系統(tǒng)主要采用兩種方法，落水法熱水器利用熱水箱與用水點之間的落差實現(xiàn)供水，冷熱水進出管道相同，但是難以保證熱水計量。頂水法熱水器利用冷水系統(tǒng)壓力頂出熱水實現(xiàn)熱水的供應(yīng)，有著較好的自動補水功能。分離分散供熱水系統(tǒng)主要應(yīng)用高層以及超高層建筑物給排水系統(tǒng)中，集熱系統(tǒng)不同于緊湊式分散供熱水系統(tǒng)，而采用強制循環(huán)的方式，其放置位置可以選擇建筑物屋頂或是室外。分離式分散供熱水系統(tǒng)采用冷水供水壓力方式進行熱水的提供。集中-分散供熱水主要應(yīng)用高度超過6 層的建筑物，這一系統(tǒng)采用強制循環(huán)方法，通過間接的方式進行加熱，加熱器主要位于衛(wèi)生間或是陽臺區(qū)域。

2.2 集熱器安裝布置

集熱器的安裝布置對于太陽能熱水系統(tǒng)的工作效果有著直接而關(guān)鍵的影響。一般而言，集熱器的安裝布置角度與集熱器設(shè)備當(dāng)?shù)氐木S度相同，若是在溫度較高的天氣中使用較多，則應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地減少集熱器的傾斜角度，一般為10°。若采用熱管式集熱器，其傾斜角度則可以歸零，即平放集熱器，但是需要保證集熱器每天至少能夠收到4h 以上的太陽直射。集熱器的安裝布置需要根據(jù)其特點進行安排，并依據(jù)客觀條件選擇是否串并聯(lián)集熱器。

2.3 管路設(shè)置

在太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用中，需要保證冷水與熱水壓力的平衡，且冷熱水壓力之間差值不能低于0.02Pa。同時，在供水管道的防護工作中，需要采取相應(yīng)的保暖措施，確保水溫不會受到外部眾多環(huán)境因素影響而降低。對于室外管道而言，需要將管道方向設(shè)置為水流向，從而減少管道中殘留水，防止殘留水出現(xiàn)結(jié)冰問題。對于管材的選擇惹眼，需要嚴(yán)格依照國家標(biāo)準(zhǔn)對管道材料進行選擇，保證管道的質(zhì)量。

2.4 控制方式

建筑給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用需要選擇合理的控制方式加以管理，從控制設(shè)備、控制方式等多方面進行管理，保障太陽能熱水系統(tǒng)工作運行的穩(wěn)定性與安全性。一般而言，其控制方式多為設(shè)置輔助熱源、制定定期維護保養(yǎng)方案計劃以及智能化控制管理系統(tǒng)等。

3 太陽能熱水系統(tǒng)在建筑給排水設(shè)計的應(yīng)用改善

上文對給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢作用與太陽能熱水系統(tǒng)的選用與設(shè)置進行了分析，基于上文分析內(nèi)容，本文將對給排水設(shè)計中太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用進行詳細(xì)闡述。

3.1 給排水循環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在建筑給排水設(shè)計中，太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用模式主要為循環(huán)模式，因此太陽能熱水系統(tǒng)能夠有效地在給排水循環(huán)系統(tǒng)中進行應(yīng)用。在循環(huán)系統(tǒng)中應(yīng)用的主要流程為通過給排水系統(tǒng)對太陽能進行收集，并將收集完畢的太陽能通過相關(guān)管道傳輸至集熱管中，從而利用集熱管對水箱進行加熱，使水溫保持在穩(wěn)定的范圍內(nèi)，實現(xiàn)給排水系統(tǒng)內(nèi)能量循環(huán)利用。太陽能熱水系統(tǒng)在循環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠提高用戶使用熱水的效率，同時能夠減少相關(guān)能源資源的消耗，具有環(huán)保的效果。除此之外，太陽能熱水系統(tǒng)在進行安裝時，有著簡潔簡便的特點，因此其安裝成本較低，提高了其普及應(yīng)用率。

3.2 給排水分戶水箱中的應(yīng)用

在給排水分戶水箱中應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)，有著幾個方面的應(yīng)用優(yōu)點、影響與方式。首先，傳統(tǒng)的太陽能給排水加熱系統(tǒng)在對冷水進行加熱工作時，容易受到安裝環(huán)境空間的限制，難以在所有環(huán)境下進行安裝使用，導(dǎo)致部分太陽能系統(tǒng)在對冷水進行加熱時，無法達到既定的溫度，影響用戶的日常用水生活。因此，部分高層建筑物無法安裝傳統(tǒng)的太陽能熱水系統(tǒng)，其給排水系統(tǒng)的實際應(yīng)用效果不盡如人意。其次，采用分戶水箱的方式對太陽能熱水系統(tǒng)進行分戶設(shè)計，在保障太陽能熱水系統(tǒng)工作效率效果的同時能夠有效地減少太陽能集熱器的體積與大小，提高了建筑用戶在日常生活中使用熱水的效率，保證了建筑住戶的生活質(zhì)量。同時，由于太陽能熱水系統(tǒng)的體積減小，也能進一步美化太陽能熱水系統(tǒng)，從而提高建筑物整體美觀度。最后，將太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用在分壓水箱中，能夠顯著地降低建筑給排水系統(tǒng)中排出污水對于環(huán)境的影響，能夠使部分污水再次進行循環(huán)處理，不僅節(jié)省了建筑給排水系統(tǒng)運行的成本，提高了太陽能熱水系統(tǒng)的工作效率，也能降低給排水系統(tǒng)對于環(huán)境污染，起到環(huán)保的效果。

3.3 給排水集中能源系統(tǒng)中的應(yīng)用

太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用在給排水集中能源系統(tǒng)中，主要是對建筑給排水系統(tǒng)整體能源進行控制，使建筑給排水系統(tǒng)中各個組成部分系統(tǒng)之間能源供應(yīng)平衡。對于建筑給排水系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)的集中能源系統(tǒng)僅僅只能對整體系統(tǒng)能源進行分配，無法使每一個組成部分系統(tǒng)的應(yīng)用能源合理分配，無疑加大了建筑給排水系統(tǒng)工作運行的能源資源效果，同時還影響到建筑住戶的用水感受。而將太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用與給排水集中能源系統(tǒng)中，則能夠有效解決此問題，熱水系統(tǒng)的能源供應(yīng)來自于太陽能集熱器，使整體給排水系統(tǒng)能源有效分配至各個組成部分系統(tǒng)中，提高建筑給排水系統(tǒng)的工作效率效果。

4 結(jié)語

總而言之，隨著我國建筑工程數(shù)量的增加和規(guī)模的擴大，我國建筑給排水系統(tǒng)所花費的能源愈來愈多，所產(chǎn)生的污染也逐漸嚴(yán)重，在此背景下，將太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用與給排水設(shè)計中，能夠在保障用戶用水需求的同時減少能源消耗和環(huán)境污染。本文對此太陽能熱水系統(tǒng)在給排水系統(tǒng)中的應(yīng)用進行分析，希望能夠推動其進一步發(fā)展。