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摘要：通過對住宅太陽能熱水系統的設計，對多層和小高層住宅太陽能熱水系統設計方案應遵循節水節能，經濟安全、操作簡單、容易計算的原則，在給排水的設計中，應克分利用太陽能并合理選擇熱水供應系統。為住戶提供優質價廉舒適的熱水。...

太陽能熱水系統在住宅設計中的應用

孫潤

揚州市建筑設計研究院有限公司．江蘇揚州225007

1、概述

    隨著國民經濟的持續快速發展，人民生活水平的不斷提高，人們對生活舒適性的要求也日益增高。這在使用熱水方面表現得尤為突出。能源是人類生活和社會發展的基礎，我國人均能源占有量不足世界平均水平的一半，而如今國內能源消耗量正呈現快速增長的趨勢。能源資源不足及由此帶來的環境污染已成為當前急待解決的問題。找到一個穩定、經濟且清潔、安全的能源供應及消費體系是我們落實科學發展觀，實現經濟、社會和環境可持續發展的重要保障。

    地球上最基本的能源是太陽能。它作為一種取之不盡，用之不竭的清潔能源受到了人類的廣泛關注。通過太陽能光熱利用技術為住宅提供優質廉價的生活熱水，可以有效減少常規能源的消耗量并改善居民的生活條件。我們應該充分利用太陽能資源。把推廣應用太陽能熱水系統作為節能減排的重要措施。為建設資源節約型和環境友好型社會、促進經濟社會可持續發展做出貢獻。

    目前可以應用于建筑工程的太陽能利用技術主要包括太陽能熱利用和太陽能光電利用兩大部分。太陽能熱術是我國目前太陽能熱利用技術最成熟、應用最廣泛的技術，而在住宅建筑設計中熱水供應方面表現的更為突出。如今，人們對太陽能熱水系統供水要求也越來越高。故在設計時使太陽能熱水系統在使用功能上滿足居民舒適性要求是我們需要解決的一個問題。

2、住宅太陽能熱水系統的設計重點應解決太陽能熱水系統與建筑結合的問題

    2.1與建筑外觀的結合

    太陽能熱水系統最初出現在農村，逐漸向小城市大城市發展。開始是少數用戶自己購買安裝。由于建筑設計未先考慮安裝熱水器，用戶自行在建筑屋面上安裝，水管雜亂無章，破壞了建筑物的整體美觀，甚至太陽能熱水器安裝時破壞了屋面的防水層，由于安裝不牢固，未作防雷設計留下安全隱患。造成嚴重后果。要解決這個問題必須在設計階段(從規劃方案階段開始)就需要考慮太陽能熱水系統，做到統一設計統一安裝。

    2.2與建筑給排水系統相結合。這主要解決形成穩定的熱水供應系統，并采取安全可靠的施工安裝維護技術問題。

    2.2.1在多層住宅中大多采用分散式系統

    此系統采用直接加熱．自然循環。非承壓的緊湊式太陽能熱水器產品。由此帶來了4個方面的問題：

    (1)存在冷熱水不平衡問題。太陽能熱水器往往安裝在屋頂，熱水靠重力出流，頂層住戶熱水的水壓僅2m一3m。而此處冷水為市政給水壓力，按住宅設計規范要求，水壓不應小于0.05MPa，這就帶來了冷熱水水壓相差較大嚴重不平衡問題，使用效果無法保證。

    (2)因采用自然循環儲水箱高于集熱器，對建筑物外觀影響較大。

    (3)系統供求溫度不能保證，供水管路較長且熱永系統不循環．由于管道散熱供水管路水溫不能滿足使用要求，使用前要放掉管道中冷水才能流出熱水，給用戶帶來不便，而且浪費水資源．節能不節水。

    (4)在寒冷地區，太陽能熱水系統管道一旦凍結，不僅系統無法使用，而且導致管材接頭、閥門隔墻有耳脹裂。達成系統損壞，嚴重時可引起住戶財產損失，影響鄰里關系。

    2.2.2在小高層太陽能熱水系統中，大多采用集中集熱供熱的供術系統。這種系統目前也存在以下問題：

    (1)由于市政管網供水壓力不能滿足較高樓層要求。需二次加壓，這就給系統帶來計量不便，一般需設熱水表。

    (2)低區冷熱供水水壓不平衡。主要由于低區冷水水壓是由市政管網供給。熱水水壓由二次加壓設備提供，造成水壓不平衡，使用不方便。

    (3)集中設輔助加熱系統，熱水費用較高，收費困難，管理不便，且不節能。

3、為了解決上述問置，在工程設計中可考慮以下兩種設計方案

    3.1針對多層住宅一般可考慮市政管網的直接供水建筑。采用分散式強制循環間接加熱的方式。此供水系統，集熱器在屋面安裝，解決與建筑物外觀設計的矛盾：設置分戶式承壓水箱，可減少戶內支管長度，節水效果好，冷熱水水壓一致，便于調節；設置循環泵并配備智能化控制系統，解決合理使用輔熱源問題，可為用戶提供穩定可靠熱水。采用間接加熱，可解決水供污染，同時采用防凍工質熱媒可解決管道凍結。此系統，優點用水舒適，產權明確，由用戶負責日常維護。缺點，每戶供給需上下兩根集熱管循環等，占用管道井面積大，一次性造價較高。

    3.2針對小高層住宅采用集中集熱分戶供熱承壓式太陽能熱水系統，此方案的優點是：

    (1)冷熱水水壓平衡，計量方便．僅需設冷水表。

    (2)供求舒適性好，充分利用太陽能基礎上解決了冬季陰雨天氣，熱水供應。

    (3)間接加熱防止水質污染，利用防凍工質熱媒防止凍結。

    (4)相對陽臺或墻壁式，此系統安全性能好，易于建筑外觀相結合。

    (5)此系統在設計中需要注意：熱煤管道保溫及管道需考慮同程供熱及循環棒通過溫控定時開啟等問題。

總之，太陽能熱水系統設計應遵循節水節能、經濟安全、操作簡單、容易計量的原則。在給排水的設計中，應充分利用太陽能并合理選擇熱水供應系統，為住戶提供優質價廉舒適的熱水。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)

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