中信建筑设计研究总院有限公司
摘要；太阳能作为一种零成本、无污染的新型能源，兴起初期便受到各行业的广泛关注。近几年来，我国有关太阳能技术的应用方面也有了突破性的进展，尤其是在建筑当中合理的使用太阳能热水系统，成为建筑行业的重点关注话题。太阳能热水系统与传统的建筑热水系统相比之下，与建筑之间具有更高的契合度，同时还可以为建筑后期的给排水设计提供科学可行的设计理念。
关键词；太阳能热水系统；建筑给排水设计；优势；应用
一、简述太阳能热水系统的应用与一体化设计
我国太阳能热水技术已逐渐趋向于成熟，且广泛运用于其它行业的生产过程当中。但是为了能够使太阳能热水技术实现更大的进步与提升，就必须要建立一体化设计框架。只有这样，才能使太阳能热水系统与外界环境之间保持契合，并根据施工地区的实际情况对原有设计和应用方案进行修改和完善。
1.1关于太阳能热水系统的改进
我国太阳能热水系统的应用时间较晚，虽然具有先进的集热器制造能力和安装量，但是却由于技术水平过低，导致产品质量远低于国外各发达国家。同时，由于并未制定严格的产品准入制度，所以不同厂家生产的产品与建筑之间的结合情况较差。以德国为例，德国的年太阳辐照量为 3 600 MJ/m 2，而我国界定资源贫乏区的年太阳辐照量标准为 <4 200 MJ/m 2，所以从太阳能源的储备方面来看，我国占据极大优势。由于德国常规能源储备不足，再加上对新型能源的应用意识较强，使其在太阳能热水系统的应用方面取得了极大的进展，直至目前拥有世界上先进的产品和技术。
我国现有的太阳能热水系统虽然能够满足用户们基本的生活需求，但是为了进一步提高用户们的体验效果，主要可以从热水系统的可靠性和适用性方面进行改进。从系统的可靠性方面来看，首先系统的自动化水平有待提高。自动化意味着可以使系统使用变得更加便利，同时还能够满足用户们具有多样化的生活需求；其次，太阳能集热器的工作效率有待提高。这样才能进一步缩短供热所需时间，并提高太阳能整体的使用价值。从系统的适用性方面来看，一般需要根据建筑区域的周边环境和用户们的实际需求，选择最适宜的太阳能热水系统，并且需要考虑阴雨天等不利天气，增设空气源热泵、电加热等其他辅助能源加热系统，这样才能发挥出太阳能热水系统的最大功效，并且更可靠。
1.2 关于太阳能热水系统的安装方式
为了能够从根本上提高太阳能热水系统与建筑之间的契合度，一般需要根据建筑的整体构造和设计方案选择合适的系统安装方式，之后再根据太阳能集热器和建筑设计方案所确定的安装位置，选择合适的调整策略。太阳能热水系统的主要作用是为了充分吸收太阳能资源，并将其转化成为人类生活所需的基本能源。因此，在安装太阳能热水系统时，需要选取合适的安装位置和角度，这样不仅可以确保建筑的正常使用，还能够增强建筑整体的美观效果。
1.3 集热器与屋面的结合
众所周知，集热器是收集和储存太阳能源的一类重要部件，所以在安装集热器时，必须要确保周围无明显遮挡物，否则便会由于集热器受热面积不足而影响到集热器的收集效果。通过结合专业技术人员的参考意见，施工人员一致认为最适合集热器的安装位置是建筑的屋面区域。目前，自然循环热水器是用户使用最为普遍的一类热水系统。针对该类热水器而言，为了能够确保足够的受热面积，必须要在特定情况下借用支架，并根据三角形的稳定性特点，将支架按三角形的形状摆放，从而使热水器与地面之间保持特定的倾斜度。这样一来，便可以帮助热水器内的水流根据自身重力作用实现自然循环，进而简化太阳能热水系统的使用步骤。但实际上，虽然利用支架可以为太阳能热水器的使用带来一定便利，但是却会由于使用支架而增加占地面积。
因此，如果建筑具有坡面屋顶，那么最佳的安装方式就是结合屋面的坡度，计算恰当的安装位置，以此来实现节约占地面积的目的。
1.4 集热器与墙面和阳台的结合
不同的建筑类型往往会影响到太阳能热水系统的安装策略，所以在安装的过程中时常需要结合建筑层面的不同情况，对安装策略进行调整。但同时，这种调整也并不意味着完全改变原本的安装策略，只需要在原有基础上做出细微调整即可。
由于建筑物的楼层较高且极易受到来自建筑空间的限制，在安装时最好使用分体式承压系统，以此来弥补建筑物自身所具有的各项限制条件。但同时，这种方法仍然具有一项缺陷问题，那就是热水器水箱的占地面积过大，进而对用户们的正常使用造成影响。对此，如果选择将集热器与建筑阳台之间进行结合，那么完全可以将太阳能集热器当作阳台的栏板使用，而如果选择将集热器与建筑墙面之间结合，那么则需要提前在墙体内埋设各类部件，避免由于临时施工而对墙面造成损坏。
2.1热水系统设置
我国太阳能热水系统的类型繁多且大多具有不同的侧重点，根据目前现状情况总结可以得出，目前最常见的两类热水系统分别是集中供热水系统，主要应用在酒店、浴室等公共建筑中，分散供热水系统主要应用在住宅中。在此基础上，如果根据热水系统的水流循环方式来看，主要可以将其分为自然和强制两类；而如果根据热水器的加热方来看，则可以将其分为直接和间接两类。同时，根据不同类型热水系统的不同特质，一般都会具有特定的加热方式和循环结构，只有这样才能确保热水器具有足够的支撑压力，并在最低能源消耗的基础上获得最大效益。除此之外，在安装太阳能热水系统时往往会将水箱与集热器分不同区域安置。如，将水箱安装在建筑的地下室区域，不仅可以降低水箱的安装难度并提高安装效率，还能够同时削弱对建筑正常使用造成的不利影响。
2.2 管路设置
在对太阳能管路进行设计时，需要将管路的冷热水压保持在平衡状态。必要的保温、防冻措施也是设计过程中必不可少的一项工作内容，这样才能避免管道内有水滞留，以及温度过低而导致管道出现断裂。其中，橡塑是最佳的一类保温材料。在必要情况下，还可以在管线外部加设 UPVC 套管，以此来减小热量传递过程中的能量损耗。同时，管道的方向也需要结合建筑的实际情况而定，针对室外管道而言，应以隐蔽性为设计重点，这样才能确保管道的完整性和安全性，避免由于管道裸露而受到损坏。除此之外，在选择和采购管道材料时，必须严格遵循工程施工标准以及水压和外界温度等问题，一般以金属管材为首要选择类型，同时还需要完善对管道的防腐工作。当然，对于需要安装在屋顶的管道最好使用暗装的方式，之后再沿着屋内管道井的原有设计方向，将其与热水箱之间进行有效连接。
2.3 控制方式
在对建筑给排水装置进行设计时，如果选择在建筑中安装太阳能热水系统，那么必须要提前结合热水系统的占地面积为其预留合适位置，之后再结合实际情况加设辅助性热源装置，以此来为热水系统的正常、平稳运行提供基本保障。其中，辅助性热源装置一般安装在水箱周围，以此来为后期的维护和运行工作提供便利。同时，辅助性热源装置的启动方式具有多样性和复杂性，所以一般需要结合用户们的实际需求设置最适合的控制方式，以此来提高用户们的满意度。最后，根据太阳能热水系统的安装标准，加设温度控制阀门等装置，以此来为系统的检修和维护工作提供保障。
三、结束语
太阳能技术的快速普及，使人们逐渐认识到清洁能源的安全性和重要性。同时，随着国家经济和高新技术的不断发展，我国太阳能热水系统也日益完善，从而改变了我国以不可再生能源消耗为主的发展局面。由此看出，太阳能热水系统的普及和应用不仅可以有效减少对外界环境的污染，还能够为可持续性能源的进步和发展提供可靠的参考价值，最终实现推动国家可持续性发展与进步的根本目的。
参考文献：
[1] 吴清林 . 探讨太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用 [J]. 中国标准化，2017（5）：172.