太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用

雍小龙

（浙江大学建筑设计研究院有限公司，杭州310028）

1 引言

集中式太阳能循环热水供应系统广泛应用于公共建筑。然而，当使用太阳能和夏热冬冷地区，现有的操作模式通常有热量收集和过度的热量补充不足的情况。能源消耗的集中式操作模式与太阳能热水供应系统循环密切相关，因此，探索不同运行模式下的辅助热源的能耗，有利于提高系统效率，降低成本。确定一个合理的经营战略来提高太阳能系统的运行效率，对现有建筑热水系统进行节能改造，设计一种新的太阳能热水系统意义重大。

2 绿色建筑给排水节水节能新技术应用的重要性

节水新技术的应用和给排水的节能绿色建筑具有重要意义。建筑行业在快速发展的过程中已成为当前我国的支柱产业，给排水设计是建设项目的重要组成部分，在现代建设的理念指导下，给排水设计应注重节能环保效果，尤其是在当前绿色建筑发展的黄金时代，供水和排水设计应重视相关人员的能力要求，来促进绿色建筑节能节水的效果【1】。为实现给排水新技术节能目标，主要通过节水、循环资源、提高能效等方式来实施，而相关技术的应用也有助于降低施工成本，保护和节约用水，符合当前绿色建筑发展过程中可持续发展的理念。为了进一步促进提高建筑节能环保，国家高度重视给排水新型技术的应用和推广。相关新技术的推广和应用程序也有利于可持续发展的建筑行业，这也是相关新技术应用的重要性。

3 太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用

3.1 给排水集中能源系统的应用

集中能源系统的太阳能供水、排水系统和热水系统主要是有效控制能源的太阳能系统, 以平衡子系统之间的能量分布。在设计供水和排水系统过程中，传统的集中式能源系统只能分配总体能源，但不能调整和优化各子系统的能量。因此，这将在很大程度上影响消费者的正常使用。太阳能热水系统的应用程序集中能源管理系统可以很好地解决建筑给排水的一些问题。例如,在应用的过程中供水和排水系统可以使用太阳能加热自来水和散热【2】。在夏季以外的季节，由于温度因素的影响，在使用太阳能系统加热自来水时，需要提前使用太阳能处理器对自来水进行预处理。经过处理后，太阳能系统内的加热管用于加热预先加热过的自来水。在这个过程中，给排水设计不仅可以使太阳能热水系统的各子系统得到科学合理的合作，还能促进能源系统的运行效率。

3.2 在建筑给排水循环系统中的应用

目前，在建筑给排水设计中应用最广泛的太阳能热水系统模式是循环模式。其运行过程主要包括以下4 个方面:

1）通过建筑给排水系统收集太阳能资源。

2）太阳能被收集后，能量被传输到系统中的收集管。

3）输送到集水管后，把水放在集中供暖的水箱中，使水温适宜，符合居民的使用标准。

4）水和水箱的温度是相互影响的，水温度提升将导致水箱温度上升。太阳能热水系统的循环方式有效降低了建筑给排水系统中外部环境对供水温度的影响，提高了给排水效率，在太阳能热水系统的施工安装过程中，也减少了许多环节和步骤，降低了施工人员的工作强度和工作时间，提高了工作效率。

3.3 应用新型节能设备

过去在建筑施工过程中出现资源浪费问题的一个重要原因就是没有合适的节能设备，而应用新型节能设备能够有效解决相关问题。管材和阀门是给排水施工中非常重要的设备，同时也是应用范围最广的一种设备【3】。当前，国内在建筑给排水施工过程中应用的管材和阀门通常都是一些比较普通的材质，防水、防腐的性能并不好，完全无法与当前的一些新型管材和阀门相比。应用普通材质的管材和阀门进行给排水施工，在施工完成投入使用后，很快就会出现一些腐蚀、老化及其他方面的问题，而对其进行维修需要投入一定的人力、物力，从而造成资源浪费。而应用一些优质的新型管材和阀门进行给排水施工，不仅能够达到节能环保的效果，而且还能减少水资源的污染和浪费情况。为了进一步推动其应用，国家应对此提出一些硬性要求，并对其落实情况给予监督。另外，相关部门应当加快一些新型节水卫生设备的推广，这样也能起到节水节能的效果。

4 太阳能热水供应系统注意事项

4.1 合理利用太阳能

太阳能热水供应系统内部结构较为复杂，集热器需要完全暴露在太阳下，所以，在设计工作中，设计人员要尽可能地减少集热器四周的遮挡。

4.2 加强协调设计

在规划设计工作中，设计人员要根据我国南方发热农村地区的地理环境，包括该地区的气候环境以及日照条件，科学确定发热住宅朝向，保证太阳能热水供应系统的经济效益与环境效益得到充分发挥。设计中要全面考虑农村居民的热水使用需求情况，并结合农村居民的经济能力，合理确定太阳能热水供应系统的发热形式与规模【4】。

在住宅设计过程中，设计人员要综合考虑太阳能热水供应系统的具体位置，包括系统的主要功能，合理选择太阳能热水供应系统，并科学确定集热器的安装位置与水箱位置。

合理确定太阳能热水器的倾角，如果选用整体式太阳能热水器，为了进一步提升集热装置的运行效率，要求相关人员准确记录下太阳能热水器的采光倾斜角度，并优化集热器的安装流程。

5 结语

综上所述，随着我国经济的持续迅猛发展，科学技术也实现了质的飞跃，人民生活质量得到了很大提高，社会各界越来越重视新型清洁能源的利用，其中就包括建筑给排水设计中对太阳能资源的有效利用。对太阳能资源的有效利用，满足了人们的日常生活需要，有效减少了气体的排放，符合当前我国经济社会可持续发展的要求，缓解了不可再生能源日趋紧张的问题。为了促进生态环境的可持续发展，保障人类的生态居住环境，国家对环保工作的重视程度不断提升，节能减排已经成为各行各业的重要目标，建筑行业同样如此。应用各种先进的绿色建筑给排水技术、新型的节能设备，合理设定供水压力，积极开发和利用第二水源，利用热水系统节能新技术等，可以实现节水节能的目的。