郭 偉

（榮海川城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030000）

1 用與一體化設(shè)計(jì)

近年來(lái)，越來(lái)越多的與太陽(yáng)能相關(guān)的理論在不斷深入的研究中得到了發(fā)展，太陽(yáng)能的應(yīng)用方式也變得更加豐富。在各種太陽(yáng)能的利用方式中，太陽(yáng)能熱水技術(shù)最成熟，經(jīng)濟(jì)性最好，已應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的許多相關(guān)行業(yè)。有關(guān)部門應(yīng)建立太陽(yáng)能熱水一體化建設(shè)體系框架，進(jìn)一步完善太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)技術(shù)。

1.1 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的改進(jìn)

1） 提高可靠性，有必要提高太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和集熱器的效率；2） 提高了適用性，主要適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件量身定制。根據(jù)不同的要求，提供相應(yīng)的系統(tǒng)。

1.2 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的安裝方式

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑形式、建筑物的功能特點(diǎn)、項(xiàng)目的地理位置、氣候條件等各種因素選擇安裝方式，根據(jù)集熱器與建筑物主體的組合位置進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。角度的大小、路徑的選擇、安裝的位置等，在保證熱量的積累的同時(shí)也要保證建筑物的使用功能和外觀不受影響。主要形式如下:

1） 集熱器與屋面的結(jié)合，因?yàn)榧療崞魇俏諆?chǔ)備太陽(yáng)能的主要器件之一，安裝位置必須達(dá)到一定高度，不得被其他建筑物或樹(shù)木遮擋陽(yáng)光。對(duì)于一般的自然循環(huán)熱水器，應(yīng)使用支撐件以形成三角形，使兩者形成一定的傾斜角。這樣，熱水可以依靠重力循環(huán)來(lái)進(jìn)行下一步的開(kāi)發(fā)和使用。然而，這種方法也帶來(lái)不便并且會(huì)占用一定的屋頂空間。對(duì)于傾斜的屋面，應(yīng)根據(jù)屋頂?shù)膬A斜度進(jìn)行調(diào)整，如采用可變角度支架并加強(qiáng)固定。

2） 集熱器與墻面和陽(yáng)臺(tái)的結(jié)合，主要形式為壁掛式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其集熱器部分與水箱完全分離，集熱器在陽(yáng)臺(tái)外部(或者陽(yáng)臺(tái)內(nèi)部) 安裝，水箱充分利用陽(yáng)臺(tái)的室外空間，解決了高層建筑的用戶無(wú)法安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能與建筑的完美結(jié)合。

3） 與建筑一體化的構(gòu)造連接，連接到建筑物的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的構(gòu)造也是集成設(shè)計(jì)的重要部分。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)的安全性和建筑物的防水和絕緣層的完整性。

1.3 熱水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類

1） 緊湊式太陽(yáng)能熱水器：就是將真空玻璃管直接插入水箱中，利用加熱水的循環(huán)，使得水箱中的水溫升高，這是市場(chǎng)最常規(guī)的太陽(yáng)能熱水器；2） 分體式熱水器：分體式熱水器是將集熱器與水箱分開(kāi)，可大大增加太陽(yáng)能熱水器容量。

1.4 熱水管道的設(shè)置

其原則是在滿足水溫、水量、水壓和便于維修管理的條件下使管線最短。

水平干管可以敷設(shè)在室內(nèi)地溝、地下室頂部、建筑物最高層或?qū)Ｓ迷O(shè)備技術(shù)層內(nèi)。熱水管可以明裝、沿墻敷設(shè)，也可以暗裝敷設(shè)在管道豎井內(nèi)、預(yù)留溝槽內(nèi)。管道穿越建筑物、頂棚、樓板、基礎(chǔ)及墻壁處應(yīng)設(shè)套管，穿越屋面及地下室外墻時(shí)應(yīng)加防水套管。管道垂直平行敷設(shè)時(shí)，熱水管應(yīng)在冷水管的右側(cè)。塑料給水管不得與水加熱器或熱水鍋爐直接連接，應(yīng)有不小于0.4 m 的金屬管段過(guò)渡。

熱水管網(wǎng)中配水立管的始端、回水立管末端應(yīng)設(shè)閥門;與配水或回水干管連接的分干管上，從立管接出的支管起端，配水支管上有3 個(gè)及以上配水點(diǎn)時(shí)應(yīng)設(shè)閥門，以避免局部管段檢修時(shí)，因未設(shè)閥門而中斷了管網(wǎng)大部分管路配水;與自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)器、自動(dòng)排氣閥及溫度、壓力等控制閥件連接的管段上，按其安裝要求配置閥門。

在上行下給式的配水橫干管的最高點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置排氣裝置(自動(dòng)排氣閥或排氣管)，管網(wǎng)的最低點(diǎn)還應(yīng)設(shè)置口徑為管道直徑的1/5 一1/10 的泄水閥或絲堵，以便泄空管網(wǎng)存水。對(duì)于下行上給式全循環(huán)管網(wǎng)，為了防止配水管網(wǎng)中分離出來(lái)的氣體被帶回循環(huán)管，應(yīng)將回水立管始端接到各配水立管最高配水點(diǎn)以下0.5 m 處，可利用最高配水點(diǎn)放氣，系統(tǒng)最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)泄水裝置。

所有橫管應(yīng)有與水流相反的坡度，便于排氣和泄水。坡度一般不小于0.003。

橫干管直線段應(yīng)設(shè)置伸縮器以補(bǔ)償管道熱脹冷縮。為了避免管道熱伸長(zhǎng)所產(chǎn)生的應(yīng)力破壞管道，立管與橫管應(yīng)按圖方式連接。

1.5 控制系統(tǒng)

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)必須配備集熱系統(tǒng)的操作控制功能，為確保系統(tǒng)的運(yùn)行和安全，控制元件必須符合太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，需要預(yù)留位置并配置輔助熱源加熱裝置，以確保熱源設(shè)備的運(yùn)行安全。

1.6 水箱容積

在水箱容積的設(shè)計(jì)中，必須合理地確定建筑物中使用的最大熱水量。應(yīng)從最大耗水量和項(xiàng)目初始階段的投資狀況來(lái)確定該值。

1.7 定溫循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，集熱器內(nèi)的水受太陽(yáng)能輻射能加熱，溫度升高，密度降低，加熱后的水在集熱器內(nèi)逐步上升，從集熱器的上循環(huán)管進(jìn)入儲(chǔ)水箱的上部；與此同時(shí)，儲(chǔ)水箱底部的冷水由下循環(huán)管流入集熱器的底部；這樣經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，儲(chǔ)水箱中的水形成明顯的溫度分層，上層水首先達(dá)到可使用的溫度，直至整個(gè)儲(chǔ)水箱的水都可以使用。

2 輔助熱源的選擇

常用的有電直接加熱、燃?xì)饧訜?、熱泵加熱和燃油加熱，一般使用電加熱和熱泵加熱的占多?shù)。

3 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)指標(biāo)選擇

1） 熱水的和冷水的溫度。在建筑物的設(shè)計(jì)中，水系統(tǒng)的溫度必須長(zhǎng)時(shí)間控制在45 到55°C 之間。冷水溫度必須根據(jù)項(xiàng)目地點(diǎn)的平均年溫度設(shè)定。在應(yīng)用太陽(yáng)能的過(guò)程中，必須通過(guò)輔助熱能的運(yùn)行來(lái)優(yōu)化，并且可以忽略不利條件下的影響；2） 水箱容積。在水箱容積的設(shè)計(jì)中，必須合理地建立從建筑物主體的最大使用水量，應(yīng)根據(jù)最大耗水量和行業(yè)投資狀況來(lái)確定。

4 結(jié)語(yǔ)

如何合理有效地利用太陽(yáng)能技術(shù)已成為建筑給排水設(shè)計(jì)的重要課題。在建筑給排水設(shè)計(jì)過(guò)程中，要確保太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，以達(dá)到節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)人和環(huán)境的雙贏。