太阳能在建筑给排水节能设计中的应用

黄伟

摘要: 根据我国目前建筑供水、用水的特点，给排水节能设计的特点主要集中在三个方面：一是利用清洁、环保型能源（如太阳能等）作为建筑供水设备；二是合理利用市政管网的余压，采用分区供水方式并使用节能效果显著的供水设备设施；三是利用节能、节水型的卫生器具。本文主要介绍了太阳能在建筑给排水节能设计中的应用。

关键词:给排水;节能;太阳能热水系统

Abstract: according to our country at present building water supply, the characteristics of the water, water supply and drainage of the design characteristics of energy saving mainly in three aspects: one is the use of clean energy, environmental protection (such as solar energy, etc) as building water supply equipment; Second is the reasonable use municipal pipeline network more than the pressure, using zoning water supply and use energy-saving effect is remarkable way of water supply equipment facilities; Three is to use the energy saving, water-saving health utensils. This article mainly introduced the solar energy in energy saving design of the application of the building water supply.

Keywords: water supply and drainage; Energy saving; Solar water heating system

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

前言

随着我国经济的高速发展，给环境造成的压力也越来越大，我国城市存在着不同程度的污染问题。其中建筑在能源消耗中占据很大的比例，因此建筑设计者应该要降低资源消耗、减少污染，与自然和谐统一。太阳能是未来人类最理想、最安全、最适用的绿色可再生的能源，而太阳能热水系统是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。

一、太阳能热水系统的设计

1.设计要求

（1）太阳能热水系统要每天提供热水。

（2）天气好时以太阳能为主,阴雨天气或者是冬季阳光不足时,利用电加热辅助加热。

2.设计依据

（1）设计规范引用标准。

（2）《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005。

（3）《太阳能集中热水系统选用与安装》国家建筑标准设计图集06SS128。

(4)《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》。

(5)《给水排水工程施工手册》。

(6)《建筑给排水设计规范》。

(7)《设备及管道保温技术通则》GB/T4272-1992。

3.设计理念

(1)采用整体设计的原则,从项目立项开始到施工设计的整个过程中,综合考虑住宅建筑的用水特点、使用工况、集热器规格及性能参数、系统配置及运行方式、使用和维修、节能与安全、经济效益等因素,都要符合工程系统的设计原则。

(2)力求使太阳能与常规能源最佳组合,充分利用太阳能,最大限度降低常规能源消耗量,从而达到节约能源降低消耗之目的。

(3)系统设计的先进行、安全性、可靠性、耐久性等综合考虑。

(4)较好的经济效益和社会效益,在环保、节能、合理用水等方面全面考虑。

二、太阳能热水系统的组成

太阳能热水系统主要有集热器、储热水箱、辅助热源及配套设备、循环管泵、水处理设备、自动控制等组成(见下图)。

1.集热器

集热器是系统中的集热元件，其功能相当于电热水器中的电加热管。和电热水器、燃气热水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量，故而加热时间只能在有太阳照射的白昼，所以有时需要辅助加热，如锅炉、电加热等。

2.水箱

保温水箱和电热水器的保温水箱一样，是储存热水的容器。因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的热水储存起来。容积是每天晚上用热水量的总和。

3.辅助加热系统

太阳能作为一种新能源,取之不尽,用之不竭,但不能解决全天候供应热水问题。阴雨天气或光照不足时,需要相应的辅助热源才能满足热水需求。在水箱内安置电加热管作辅助热源。

4.管道连接系统

将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温水箱输送到集热器的通道，使整套系統形成一个闭合的环路。 设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。热水管道必须做保温处理。管道必须有很高的质量，保证有20年以上的使用寿命。

5.自动控制系统

太阳能热水系统与普通太阳能热水器的区别就是控制中心。作为一个系统，控制中心负责整个系统的监控、运行、调节等功能，现在的技术已经可以通过互联网远程控制系统的正常运行。

6.除垢净化系统

系统要安装除垢净化设备，以起到保护设备和使用安全的目的。

三、太阳能热水系统的施工说明和要求

1．不破坏建筑物的结构和承载能力。

2．不破坏楼顶面防水层和附属设施。

3．采取紧固措施,保证系统设备能经受大风力的负载。

4．水箱应摆放在承重梁或承重墙上，一般要制作水箱基础，以便于承重和防水。

5．当集热器阵列为多排或多层集热器组并联时，为了维修方便，每排或每层集热器组的进出口管道，应设辅助阀门。集热器基础建在楼顶防水层5~10cm以上高度,为楼顶面日后维修提供便利。

6．电控系统的安全符合GB8877规定的要求。

7．电源线及信号线的安装符合GB50258规定的要求。

8．管道的坡向和坡度根据系统设计要求进行安装,DN32以上管道用法兰连接,DN32以下管道用活节或焊接连接,管道支撑有足够的强度,支撑点最大安装距离不超过3m。管道保温工艺及材料厚度均按设计要求规范操作。

9．调试验收:整个系统在运行或静态时均不出现渗漏现象,安装符合验收标准规定的指标,水温、水质检验符合设计要求。

四、太阳能热水系统的功能及特点

1．高效节能,成本低廉。

最大效率的利用太阳能量可节约能源75%以上,运行成本大大降低,智能化控制还可以节省人员开支,所以日常运行费用很低。

2．安全可靠,没有危险。

太阳能没有常规能源所存在的易燃易爆、中毒、断路、触电等危险,因此是最安全最可靠的热水系统。

3．绿色环保,没有污染。

采用了太阳能洁净绿色能源,避免了矿物燃料对环境的污染。因此,系统在制热水的过程中没有粉尘悬浮微粒的污染,也没有废渣、废水物的产生,更没有硫化物、氮化物、一氧化碳和二氧化碳的排放,符合国家环保政策,利国利民。

4．控制先进,智能运行。

系统采用了先进的智能化控制技术,实行最佳经济运行,全天候24小时即开即有热水,使用非常方便。

5．集热系统安全可靠,使用寿命长,在正常情况下,使用寿命可达到15~20年。

五、结束语

太阳能热水系统的应用已成为必然发展趋势,太阳能在建筑中的广泛应用已成为时代的必然。随着太阳能在建筑中的广泛利用和发展,节能降耗的措施不断加强,在不久的将来,太阳能给我们带来的显著的经济和社会效益将逐渐显现出来。会让我们的建筑更节能,环境更优美,社会更和谐。

参考文献

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［2］唐楚丁，镇祥华．建筑给排水节水与环保［J］．西南给排水，2002，24(5)．

［3］刘姜伟．住宅太阳能热水系统设计探讨[J].给水排水2010（S1）．