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太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用分析聂灿光

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第32期作者：聂灿光

[导读] 摘要：自改革开放以来，我国人民的生活水平日益提高。

        东莞南力建筑工程设计有限公司广东东莞 523000
        摘要：自改革开放以来，我国人民的生活水平日益提高。随着科技的发展，使得人们对资源的选择变得多样性。就目前来讲太阳能是一种最易收集的可再生清洁能源，太阳能在采暖、供水以及发电领域都有着重要的作用。因此现代建筑在充分利用太阳能热水系统带来便利的同时，在建筑物建设初期要设计好给排水的功能。本文对太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用做了详细分析，为今后更好利用太阳了提供部分参考。
        关键词：太阳能；给排水；便利
        太阳能是可以循环使用的可再生清洁能源，在使用过程中对地球的自然环境有着极好的保护作用。因此，太阳能目前深受世界各国的喜爱，目前有很多世界著名科技公司，持续研发可利用于太阳能的产品。近几年，我国太阳能技术也在迅速发展，其中最为经济方便的就是太阳能热水系统。它的出现不仅提高了人们的生活水平，并且也降低了对于不可再生自然资源的消耗。随着太阳能系统在建筑中的应用，使现代相关建筑的给排水设计，为太阳能系统提供了更高的便利性。
        1.太阳能热水系统的相关组成和形式特点
        1.1 太阳能系统由太阳能板（集热板）、水箱、上下水管路，控制电路组成，而在大型建筑中设计的太阳能热水系统管路中，还增加了水泵，采用强制的办法让热水在整个建筑中循环流动。1.2由于太阳能热水系统分为集中供热、集中分散供热、分散供热三种系统，由于这三种主要供热方式的安装方式方法各不相同，实现的母的也不同。因此在建筑物建设初期就要选择用那种供热形式。
        2.建筑物给排水的特点和相关设计要求
        现代建筑的给排水系统和低层建筑的排水系统有很大的不同，由于使用人口众多，导致用水量大，排水量高。所以对建筑物初期的管路设计合理性有着较高的要求，同时对给排水管材的质量要求也更高。2.1给排水系统设计、安装、管材选择上，首先要保证供水安全为主要目标。所有的管材、辅料必须选择质量上乘的材料，要保证可以连续使用60年以上。由于供水的水压较大，所以连接处的管件，连接器必须匹配相应的供水压力。并且在建筑物内所有的管线连接处，都要设置在管道井内，以方便后续维修。从多方面考虑保障供水系统的平稳运行。
        2.2现代建筑物的排水量很大，所以设计人员要结合不同建筑的不同情况，设计出既要满足需求的供水管线，又要保证排水管线的排水能力2.3由于现代社会高层建筑众多，以目前的灭火方式很难满足高层建筑的灭火要求。所以可以把太阳能供水系统也应用于消防系统当中，当做备用消防灭火系统。2.4现代建筑由于占地面积大，楼层高，因此要安装较长的管线，对于给排水而言要安装为数众多的有源设备。因此，在太阳能供水系统运行时，可能会造成噪声污染，所以在设计给排水系统时，也要做好消除噪声污染的准备。
        3.太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用
        太阳能热水系统要保障其可靠性，安全性。对于有条件的，有预算的建筑单位要把计算机系统引入到太阳能供水系统中，使太阳能供水系统可以实现全自动化。为了提高太阳能系统的效率，要根据不同的条件进行设计安排，真正创造天时、地利、人和。3.1如何安装太阳能热水系统，3.1.1集热板在楼面安装，在整个太阳能热水系统中，集热板主要是用来收集太阳能，因此在安装集热板时，要充分考虑其安放位置。要保证集热板安装在空旷位置，没有楼梯、树木或者其他阻碍物对其进行遮挡。从而保证集热板可以收集足够的太阳光转化成热能。在经过长年的实践发现，集热板安装在楼面是效率最高的方式。传统的安装方式是利用三脚架，把集热板固定在三脚架上，利用三角形最稳固的特性和太阳形成一定的角度，从而达到吸收太阳能的目的。此种方式极为不便利，需要占据屋顶较大面积。对于屋顶是斜面的还要考虑安装位置。

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3.1.2在阳台墙面设置集热板，由于建筑物的层高不同，因此在空间上会存在一定限制，因此在进行安装时，经常因为空间问题而改变安装的方案。一般后期会采用分体承压的方法，尽量缩小水箱需要占据的面积。如果把集热板安装于阳台，可以把它充当阳台护栏使用。3.23 太阳能热水系统与建筑一体化，在进行一体化设计改造时，选择太阳能热水系统和建筑的连接方式极其重要。在进行施工时，一定要根据建筑物的实际情况以安全为第一要素进行施工。在对建筑物的保温层和防水层进行改造时，一定要综合考虑具体的施工方案在进行施工，以免发生返工现象。不仅浪费时间，对于建设资金也是极大地浪费。由于集热板自身的厚度，如果施工过程方案设计不完美，极易出现太阳能热水保温达不到效果。在集热板固定完毕后，也要注意监测是否对防水层做到了破坏，避免后期发生漏水问题。因此在各部分连接处要格外仔细处理。
        4.给排水设计在太阳能热水系统中的作用
        4.1降低成本，太阳能属于可再生能源，在很多领域代替了传统的化石燃料，在某些方面降低了对于不可再生能源的需求，它的可持续性和清洁性是无法替代的。因此，给排水设计可以为太阳能热水系统提供循环利用的作用，达到降低成本的功能。4.2不受外部环境影响，在没有太阳能热水系统前，由于管道内部无法做到实时加热水源，不能给使用者即开即用的方便感，在使用中由于不能快速带来热水，也是对水资源极大地浪费。由于太阳能热水系统的出现，极大地改变了这一现状。在我们初期设计系统时，会根据建筑物使用热水的情况，设计相应的集水箱和集热板的分布，在水流在给排水管道流动的同时，保障水流能够保持在一个较高的温度，通过计算机系统的控制，可以根据外部环境的温度进行调节水温，从而达到不被外部环境影响。4.3拥有保护环境的作用，太阳能属于一种清洁能源，主要来自于太阳光，所以不需要后期复杂的处理极易存储。并且在使用过程中也不会出现污染物，对自然环境具有一定的保护作用。所以对于太阳能热水系统的应用非常符合现代人对于环保要求的理念。
        5.实效分析
        经过长时间研究总结，太阳能热水系统实际使用效果非常好，但是也存在一些缺点需要进一步研究处理。5.1在某些情况太阳能热水系统会出现供水温度不合格的情况，如夏天供水温度超过标准冬天供水温度过低。此问题有可能是控制主板故障或者是集水器内部测温传感器故障。5.2某些情况会出现夏季供水正常，冬天会出现供水不足的情况。一方面是由于冬季日照减弱，另一方面是由于在设计之初考虑不够充分，没有设计足够的集热板5.3如果出现冬季水流充足，夏季不足的情况，有可能是没有安装控制阀门，导致水流灵活性较差。
        6.太阳能热水系统在建筑给排水设计中的案例
        以某省著名的演出中心为案例，经过合理的计算和可靠的施工，仅以太阳能为主要能源满足了除冬季以外的三个季节的热水供应。冬季再辅以使用其它热源达到热水供应标准。经过几年的连续使用后仔细测算，已经大大减少了对天然气的依赖。在使用的第二年就已经收回了建造的成本。且太阳能热水系统目前技术成熟，使用寿命均在10年以上。从而很好的提高了经济效益。
        结束语：我国人口众多，又由于近些年生活水平的提高，对于自然资源的消耗与日俱增，由于多年的过度开发和使用，导致自然环境破坏十分严重。空气污染也成了我国政府重点治理的方向。因此，人民群众对于环境保护的意愿日益强烈。随着太阳能热水系统结合建筑排水系统的应用，更是充分的做到了节能减排的效果。今后我们要不断总结经验，完善设计，使得太阳能热水系统能够在我国全面推广。
        参考文献：
        [1]雍小龙.太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用[J].工程建设与设计，2020，（09）：66-67.
        [2]张志伟.浅谈太阳能热水系统在建筑给排水中的应用[J].低碳世界，2020，（04）：66-67.
        [3]胡小勇.太阳能热泵复合热水系统控制策略优化研究[D].导师：鲁玉军.浙江理工大学，2020.