居住建筑太阳能热水系统设计安装标准.docx
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1、居住建筑太阳能热水系统设计安装标准居住建筑太阳能热水系统设计、安装及验收规范CodeforDesign,InstallationandAcceptanceofResidentialBuildingSolarWaterHeatingSystem(报批稿)DB33xxxx-2006主编单位:浙江大学建筑设计研究院参编单位:中国联合工程公司浙江省建筑设计研究院浙江省能源研究会浙江省气象科学研究所杭州美康新能源技术有限公司山东力诺瑞特新能源有限公司2006年8月刖百根据浙江省建设厅2004年度浙江省工程建设地方标准、标准设计图编制修订计划(建科发2004115号)文中的居住建筑太阳能热水系统设计、安装
2、及验收规范的编制要求,规范编制组在深入调查研究,认真总结实践经验,参考国内外有关标准,结合浙江省的地方气候、地理及经济特点,在广泛征求意见的基础上,通过反复讨论,修改与完善,编制了本规范。本规范的要紧技术内容是:总则、引用标准及术语、基本规定、规划及土建设计,系统选择、系统设计、系统安装及验收。本规范黑体字标志的条文为强制性条文,务必严格执行。本规范由浙江省建设厅负责管理与对强制性条文的解释。由主编单位浙江大学建筑设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范主偏单位:浙江大学建筑设计研究院本规范参编单位:中国联合工程公司浙江省建筑设计研究院浙江省能源研究会浙江省气象科学研究所杭州美康新能源技术有限
3、公司山东力诺瑞特新能源有限公司本规范要紧起草人:(略)目录1总贝IJ2引用标准及术语3基本规定4规划及土建设计4.1 规划4.2 建筑设计4.3 结构设计5系统选择5.1 系统分类5.2系统选择6系统设计6.1 通常规定6.2 集热器6.3 储热水箱6.4 辅助能源6.5 热交换器6.6 集热循环泵6.7 管路设计6.8 运行操纵设计6.9 电气及防雷设计7系统安装及验收7.1系统安装7.2系统验收附录A浙江省各区域要紧地市与太阳能热水系统有关的气象数据表附录B浙江省年太阳辐射总量分区图1总贝IJ1.0.1为规范我省居住建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收,推动太阳能热水系统这一绿色
4、能源体系的广泛应用,制定本规范。1.0.2本规范适用于我省新建、改建、扩建的居住建筑分户式与集中式太阳能热水系统。在既有居住建筑及其它民用建筑上设置太阳能热水系统,可参照执行。1.0.3居住建筑太阳能热水系统的设计、安装及验收,除应符合本规范外,尚应符合国家、省现行的有关标准、规范的要求。2引用标准及术语2.1引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后的修改单(不包含刊误内容)或者修订版均不适用本标准。凡不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/12936-1991太阳能热利用术语GB50368-2005住宅设计规范GB50345-20
5、04屋面工程技术规范GB50207-2002屋面工程质量验收规范GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准GB50057-94建筑物防雷设计规范(2000年版)GB50015-2003建筑给水排水设计规范GB/T18713-2002太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范GB50242-2002建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范2.2术语1 居住建筑residentialbuilding供人们居住使用的建筑,包含住宅、宿舍、旅馆等建筑。2 太阳能solarradiantenergy以太阳辐射形式发射、传播或者接收的能量。单
6、位为焦耳(J)03 太阳辐照度solarirradiance单位时间内在单位采光面积上所照射到的太阳辐射能通量,单位为W?,kWm2;4 太阳辐照量solarirradiation一定时间内在单位采光面积上所照射到的太阳辐射能通量,单位为MJm2年、MJ/?月、kJm2日、kJm2小时等。5 太阳能热水系统solarwaterheatingsystem将太阳辐射转换为热能以加热水并输送至各用户所务必的完整系统,通常包含太阳能集热器、储热器、循环泵、连接管、支架及其它零部件、操纵系统与必要时配合使用的辅助热源。6 集热器总面积grosscollectorarea集热器采光平面上包含外壳边框在内接
7、收太阳辐射的最大投影面积,单位为ri?。7 太阳高度角solaraltitude日面中心的高度角,即从观测点地平线沿太阳所在地平经圈量至日面中心的角距离。8 集热器倾角tiltangleofcollector太阳能集热器采光面与水平面之间所夹的锐角。单位为度()。9 太阳能集热器solarcollector汲取太阳辐射并向流经自身的传热工质传递热量的装置。10 太阳能热水器solarwaterheater以水为传热介质的太阳能集热器。11 储热水箱storagetank太阳能热水系统中,储存热水的容器及其附件所构成的部件。12 强制循环系统forcedcirculationsystem利用水泵
8、等外部动力设备迫使传热工质通过集热器与储热器(或者换热器)进行循环的太阳能热水系统。13 自然循环系统naturalcirculationsystem利用传热工质内部温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的太阳能热水系统。14 直接加热系统directheatingsystem在太阳能热水系统中,经太阳能加热的水直接供用户使用的系统。15 间接加热系统indirectheatingsystem在太阳能热水系统中,经太阳辐射加热的工质再通过换热器间接加热水供用户使用的系统。集热器中的传热工质可为水或者其它流体。16 直流式系统series-connectedsystem传热工质一次流过集热
9、器加热后,进入储水箱或者用水点的非循环太阳能热水系统。其储水箱的作用仅为储存集热器所排出的热水。17 真空管集热器evacuatedtubewaterheater由管壁与吸热体之间抽成一定真空度的透明管(常为玻璃管)制成的非聚光型以水为传热介质的集热器。其吸热体具有光谱选择性汲取表面。18 平板型集热器flatplatecollector吸热体基本为平板形状的非聚光型集热器。19 分离式太阳能热水系统remotestoragesystem集热器与储热器相互分开一定距离安装的太阳能热水系统。若分离式太阳能热水系统的集热器与储热水箱是连续进出水的承压式装置又可称之分离承压式太阳能热水系统。20 整
10、体式太阳能热水器integralcollectorstoragesolarwaterheater集热器与储热水箱合为一体的太阳能热水器。21 分户式太阳能热水系统individualsolarhotwatersupplysystem集热器、储热水箱及循环管路设备均为各户独立的太阳能热水系统。22 集中式太阳能热水系统Cemralsolarhotwatersupplysystem使用集热器、储热水箱及循环管路设备共享向多个用户提供热水的系统。23太阳能保证率solarfraction由太阳能提供的热量占系统总供热量的百分率。24 操纵器controller对太阳能热水系统及其部件进行调节操纵,使
11、之正常运行所配置的部件及其组合。3基本规定3.0.1太阳能是一种可再生的绿色能源,居住建筑的生活热水制取应优先使用太阳能热水系统。3.0.2别墅及排屋类住宅应使用太阳能热水系统制取生活热水。3.0.3低层及多层类住宅宜使用太阳能热水系统制取生活热水。3.0.4高层住宅,宜在条件许可的前提下,尽量选取合理的太阳能热水系统制取生活热水。也能够使用栏板式、阳台式集热器制取生活热水,但应保证集热器能充分地采集阳光。3.0.5太阳能热水系统设计应纳入居住建筑的规划与设计中,同步设计、同步施工、同步验收交付使用。3.0.6太阳能热水系统的设计应进行技术经济比较,充分考虑用户使用、施工安装与保护的要求,符合
12、节地、节能、节水、节材、安全卫生、环境保护等有关规定。3.0.7太阳能热水器宜与使用辅助能源的水加热设备联合使用,共同构成带互补热源的太阳能热水系统。3.0.8太阳能热水系统是热源系统与热水供应系统的有机综合。其中的热水供应系统应符合现行国家标准建筑给水排水设计规范(GB500152003)中的有关规定。4规划及建筑设计4.1 规划设计4.1.1 居住建筑规划应考虑太阳能热水系统与建筑一体化设计。4.1.2 建筑物的要紧朝向宜朝南布置。4.1.3 建筑物周围的环境景观与绿化种植应避免对投射到太阳能集热器上的阳光造成遮挡。4.2 建筑设计4.2.1 太阳能热水系统与建筑的一体化设计,应贯穿从方案
13、设计到施工图设计的全过程。4.2.2 建筑设计应合理确定太阳能热水系统在建筑中的位置。布置在建筑屋面、墙面、阳台或者其它位置的太阳能热水系统的各构成部分,应与建筑整体有机结合,共同构成建筑元素,满足建筑造型、建筑使用功能与建筑防护功能等要求。4.2.3 布置在建筑外部位置上的太阳能集热器及其它系统部件应与周围环境相协调,不应对周围环境产生视觉污染与降低相邻建筑的日照标准。4.2.4 设置在任何部位的集热器及其它系统部件应与建筑有可靠的连接,保证集热器安全、稳固。集热器等部件也不应影响该建筑部位的承载能力与防护、排水、防雷等功能。4.2.5 集热器的安装部位应避免建筑自身及周围设施的遮挡,并满足
14、集热器日照累计时数在冬至日很多于4小时的要求。4.2.6 建筑设计应满足太阳能热水器的安装与维修的安全要求,并设置日常保护检修的公共通道,避免公共管道与非本户管道维修入户。4.2.7 在安装太阳能集热器的建筑部位,应设置防止太阳能集热器损坏后部件坠落伤人的安全防护措施,4.2.8 太阳能集热器不应跨越建筑的变形缝设置。4.2.9 建筑设计应考虑储热水箱、水泵机组、辅助加热装置及操纵系统等用房面积。设置水泵机组与储热水箱的位置应具有相应的防水、排水措施。4.2.10 合理布置户内管线走向,管线布置应集中、整齐。垂直集中管线应设置管道井,管道井应预留检修门或者检修口。4.2.11 设置太阳能集热器
15、的平屋面应符合下列要求:1 .太阳能集热器支架应与屋面预埋件固定牢固,并应在地脚螺栓周围作防水密封处理;2 .在屋面防水层上安装集热器时,防水层应上包到支座上表面,并在基座下部加铺附加防水层;3 .集热器不得直接安装在屋面保温层上;4 .集热器周围的检修通道与从屋面出入口到集热器之间的人行通道应铺设刚性保护层;5 .集热循环管线穿过屋面时,应预埋相应的防水套管,不得在已做好的防水保温屋面上打洞凿孔。4.2.12 设置太阳能集热器的坡屋面应符合下列要求:1 .屋面坡度宜根据太阳能集热器接收阳光的最佳倾角即当地纬度010。来确定坡屋面的坡度。当使用春分或者秋分所在月的日平均辐照量作为计算根据时,宜
16、使集热器安装倾角略大于当地纬度,以提高冬季的集热效果;2 .坡屋面上的集热器宜使用顺坡架空安装或者顺坡镶嵌安装;3 .集热器在坡屋面上安装时,应合理布置集热循环管线,并应与屋面造型相协调,穿过屋面的循环管线应预埋防水套管,防水套管宜顺坡穿过斜屋面,并应在屋面防水施工前埋设完毕。4. 3结构设计4.1.1 结构荷载计算应包含太阳能热水系统在内的全部荷重。4.1.2 结构设计应为太阳能热水系统安装埋设预埋件或者其他连接件。连接件与主体结构的锚固承载力设计值应大于连接件本身的承载力设计值。4.1.3 轻质填充墙不应作为太阳能集热器的支承结构。4.1.4 太阳能热水系统结构设计应计算下列作用效应:1
17、.非抗震设计时,应计算重力荷载与风荷载效应;2 .抗震设计时,应计算重力荷载、风荷载与地震作用效应。5系统选择5.1 系统分类5.1.1 太阳能热水系统按其集合程度分为:1 .分户集热、分户储热的分户式太阳能热水系统;2 .集中集热、分户储热的半集中式太阳能热水系统;3 .集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统。5.1.2 太阳能热水系统按集热方式分为:1 .利用温差异重的热虹吸进行循环集热的自然循环系统;2 .利用水泵及操纵系统强制循环集热的强制循环系统;3 .传热工质通过定温操纵依靠管网水压力一次通过集热器集热后进入储热水箱或者用水点的非循环直流式太阳能热水系统。5.1.3 太阳能热水系
18、统按集热器及储热水箱的分合状态分为:1 .分离式太阳能热水系统分离式太阳能热水系统将集热器与储热水箱分离设置,通常用于承压式强制循环系统,但也有用于自然循环系统。在用于自然循环系统中,务必进行自然循环压差计算,保证循环效果。2 .整体式太阳能热水系统整体式太阳能热水系统将集热器与储热水箱整体式设置,通常用于自然循环系统中。5.1.4 太阳能热水系统按被加热水的加热方式分为:1 .太阳能集热器直接加热被加热水的直接加热系统;2 .太阳能集热器首先加热传热工质,再由传热工质通过换热器加热被加热水的间接加热系统。5.2 系统选择5.2.1 在不一致的居住建筑中,应根据不一致的供水要求与条件选用合理的
19、太阳能热水系统。5.2.2 别墅及排屋住宅中,宜使用分离承压式强制循环的分户式系统。5.2.3 低层及多层住宅中,宜优先选用分离承压式强制循环太阳能热水系统。在建筑造型同意的前提下,可使用自然循环的整体式太阳能热水系统。5.2.4 当太阳能热水系统中的用水点设有冷热水混合器或者混合龙头时,冷热水供应系统在配水点处应有相近的水压。5.2.5 低层及多层住宅的太阳能热水系统中应视具体条件选择分户式、半集中式或者集中式系统。5.2.6 分户式太阳能热水系统各户管道独立,管线数量较多,管线的布置应考虑检修的可行性,同时要求任何一组(根)管线检修或者更换时不影响其它管线的正常使用。5.2.7 集中集热、
20、分户储热的半集中式太阳能热水系统,为便于热水的计量与热水的循环加热,宜使用间接式加热系统,但应有可靠的技术措施保证户内的热量(水)不外流至管网。5.2.8 集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统应适当操纵系统规模,避免管线过长,热缺失量过大。5.2.9 高层建筑,在屋面资源不能满足集热器布置要求的前提下,能够使用分段供应热水的方法部分满足上部建筑的太阳能热水系统的集热要求,或者使用栏板式、阳台式集热器制取生活热水,但应保证集热器全年能充分地采集阳光,保证冬至日热水器采光面上的累积日照时数很多于4小时。6系统设计6.1 通常规定6.1.1 居住建筑太阳能集热器,应根据各类集热器的技术经济性能确
21、定使用平板型集热器、真空管集热器或者其它先进适用的集热器。6.1.2 使用太阳能热水器供热水的居住建筑,应根据建筑类型及室内给水系统的条件,经综合技术分析选择太阳能热水系统的类型。6.1.3 安装在建筑物屋面、墙面、阳台与其它部位的太阳能集热器、支架及连接管线,应预设预埋固定件与套管。6.1.4 太阳能热水系统的垂直管线不应明敷在建筑外墙上,严禁敷设在建筑物的风道内。6.2 集热器6.2.1 集热器的最佳安装方位应朝向正南或者正南偏西,若受条件限制时,其偏差同意范围宜在正南15以内。6.2.2 集热器的安装倾角,应根据热水的使用季节与地理纬度确定:1 .偏重考虑春、夏、秋三季使用效果时e=(6
22、22-1)2 .偏重考虑夏季使用效果时0=6-(010)(6.2.2-2)3 .偏重考虑冬季使用效果时。=6+(010)。(622-3)式中一一太阳能集热器的安装倾角()一一集热器安装地的地理纬度()。6.2.3 集热器排间距与集热器与前侧遮光物的距离:集热器的布置应躲开建筑物的遮挡,建筑物的阴影长度即集热器距遮光物的水平最小净距(或者集热器排间距),可按下式计算:D=HcotXs(6.2.3-1)式中D一一集热器距离遮光物或者前后排间的水平最小净距(m);遮光物最高点与集热器采光面最低点之间的垂直高差(m);Xs建筑物所在地冬至日上午10时的太阳高度角(全年性使用)(。)。6.2.4 集中式
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