《珠海市太阳能热水系统与建筑一体化.doc

珠海市太阳能热水系统与建筑一体化设计和验收导则珠海兴业新能源科技有限公司 联合编制广东省建筑科学研究院 2012年10月目 录 目录.21 总 则42 术 语 与 符 号52.1 术语52.2 符 号73 基本规定94 太阳能热水系统的分类与选择104.1 太阳能热水系统分类104.2 系统类型选择115 太阳能热水系统与建筑一体化设计135.1 一般规定135.2 规划设计135.3 建筑设计135.4 结构设计165.5 电气与防雷设计185.6 给水排水设计186 太阳能热水系统设计流程206.1 调查用户基本情况206.2 确定系统运行方式206.3 确定集热器类型206.4 确定系统集热面积206.5 储水箱226.6 换热器236.7 系统布局236.8 系统管路设计246.9 系统集热循环泵256.10 系统保温266.11 系统控制系统设计267 太阳能热水系统辅助加热方式287.1 一般规定287.2 辅助加热方式的选择287.3 辅助加热的计算公式288 太阳能热水系统与建筑一体化的施工规范308.1 一般规定308.2 基 座318.3 支 架318.4 集 热 器318.5 贮 水 箱328.6 管 路328.7 辅助能源加热设备338.8 电气与自动控制系统338.9 水压试验与冲洗338.10 系统调试349 太阳能热水系统与建筑一体化的验收359.1 一般规定359.2 分项工程验收359.3 竣工验收3610 太阳能热水系统与建筑一体化检测与监测3710.1 系统检测3710.2 系统监测3711 太阳能热水系统与建筑一体化的运行与维护38附录A 相关国家技术标准39附录B 相关政策法规40附录C 太阳能热水系统的节能，环境以及经济效益41 C.1 节能效益41 C.2 环境效益41 C.3 经济效益42附录D 气象参数431 总 则1.1 为促进太阳能热水系统与建筑一体化技术在珠海市的广泛应用，规范太阳能热水系统在建筑中的设计、施工和工程验收，确保其安全可靠、性能稳定，使建筑和周围环境协调统一，制定本技术导则。1.2 本导则适用于珠海市内使用太阳能热水系统的新建、扩建和改建的建筑。在既有建筑上增设太阳能热水系统以及改造既有建筑上已安装的太阳能热水系统同样适用本导则。1.3 对具备太阳能集热条件，热水供应有长期稳定需求用热的新建建筑，在经济技术条件和环境条件允许的情况下，宜优先采用太阳能热水系统。1.4 新建建筑的太阳能热水系统与工程建设统一规划、进行同步设计、同步施工、同步验收，与建筑工程同时投入使用。1.5 太阳能热水系统与建筑一体化设计、施工及验收除应符合本导则外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术 语 与 符 号2.1 术语2.1.1 公共建筑 (public building) 供人们进行各种公共活动的建筑，例如酒店、医院、办公楼等。2.1.2 居住建筑 (residential building) 供人们居住使用的建筑，包括住宅、宿舍、公寓等建筑。2.1.3 变形缝 (deformation joint)为防止建筑物在外界因素作用下，结构内部产生附加变形和压力，导致建筑物开裂、碰撞甚至破坏而预留的构造缝，包括伸缩缝、沉降缝和抗震缝。2.1.4 平屋面 (plane roof)坡度小于10的建筑屋面。2.1.5 坡屋面 (sloping roof) 坡度大于等于10且小于75的建筑屋面。2.1.6 太阳能热水系统 (solar water heating system)将太阳能转换成热能用来加热水的装置. 通常包括太阳能热水集热系统和热水供应系统。2.1.7 太阳能热水集热系统 (solar collector system)吸收太阳辐射, 将产生的热能传递到传热工质并最终得到热水的装置. 通常包括太阳能集热器、贮热水箱、泵、连接管道、支架、控制系统等。2.1.8 太阳能集热器 (solar collector)吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热工质的装置。2.1.9 贮热水箱 (hot water storage tank)太阳能热水系统中储存热水的装置。2.1.10 直流式系统 (series-connected system)传热工质一次流过集热器加热后，进人贮水箱或用热水处的非循环太阳能热水系统。2.1.11 控制器 (controller)对太阳能热水系统及其部件进行调节控制并显示太阳能热水系统状态的装置，由主机、传感器、安装配件等部分组成，简称控制器。2.1.12 平板型集热器 (flat plate collector)吸热体表面基本为平板形状的非聚光型太阳能集热器。2.1.13 真空管集热器 (evacuated tube collector)由若干在透明管(一般为玻璃管)和吸热体之间有真空空间的部件组成的太阳能集热器。2.1.14 集热器总面积 (gross area of solar collector )集热器的最大投影面积,不包括那些固定和连接传热工质管道的组成部分。2.1.15 太阳能集热器采光面积（aperture area of solar collector） 太阳能集热器采光口或上方允许太阳辐射进入的采光平面上的最大投影面积。2.1.16 集热器倾角 (tilt angle of collector)太阳能集热器与水平面的夹角。2.1.17 太阳能集热器年平均效率 (solar collector annual average efficiency)一年内由传热工质从集热器中带走的能量与该一年内入射在该集热器总面积上的太阳能之比。2.1.18 太阳能保证率 (solar fraction)太阳能热水系统中由太阳能部分提供的热量除以系统总热负荷。2.1.19 太阳能辐照度 (solar irradiance)太阳辐射照射到一个表面的功率密度,即单位面积上接收的太阳辐射功率,单位为W/m2。2.1.20 太阳辐照量 (solar irradiation )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MJ/m2a、kJ/m2d、kJ/m2h等。2.1.21 直接加热系统 (direct heating system)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。2.1.22 间接加热系统 (indirect heating system)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其它流体。2.1.23 管道井 (pipe shaft) 建筑物中用于布置竖向设备管线的竖向井道。2.2 符 号2.2.1 几何参数Ac直接加热系统集热器总面积;Ain间接加热系统集热器总面积；Ahx换热器换热面积；D集热器与遮光物或集热器前后排间的最小距离；H遮光物最高点与集热器最低点的垂直距离；2.2.2 热工参数Qw日均用水量；Cw水的定压比热容；tend贮水箱内水的设计温度；tt水的初始温度；f太阳能保证率；Jt集热器采光面上的年平均日太阳辐照量；水的密度；ncd集热器的年平均集热效率；nL贮水箱和管路的热损失率；s太阳高度角；qx集热循环水泵流量；辅助加热装置的转换效率cd集热器的年平均集热效率0T*=0时的集热器热效率；U集热器总热损系数；a1,a2为二次曲线拟合系数;T*归一化温差; G当地的年平均日太阳辐照度;ta当地年平均气温;tl当地年平均水初始温度;ta集热系统设计的热水供应温度;W标准煤热值;eff标准煤燃烧效率;Hha水平面年平均照量;Hla当地纬度倾角平面年平均日辐照量; Hlt当地纬度倾角平面12月的平均日辐照量;HlT当地纬度倾角平面年总辐照量;Ta年平均环境温度;Td12月的月平均环境温度;Th计算采暖期平均环境温度;Sy年平均每日的日照小时数;Sd12月的月平均每日的日照小时数;2.2.3 系数FRUL集热器总热损失系数；Uhx换热器传热系数；换算系数；Cr辅助加热装置热损失系数PI折现系数2.2.4 其他d年系统折现率n 系统寿命Eco2系统寿命周期内的二氧化碳总减排量WZ太阳能热水系统总投资DJ年运行维护费用占总投资的百分比Nj太阳能热水系统静态回收期e年能源价格上涨率CC当年的常规能源价格SAV太阳能热水系统寿命周期内的总节省费用3 基本规定 3.1 太阳能热水系统设计应适应使用者的使用规律，结合日照和管理要求，创造安全、卫生、方便、舒适的用水条件。3.2 太阳能热水系统设计应进行技术经济分析对比，并符合节能节水、安全卫生、环境保护等有关规定。3.3 确定太阳能热水系统的规模需综合考虑用户对热水的使用需求，明确规划区域内辅助能源的类型。 3.4 太阳能热水系统投入使用前，必须进行系统调试。 3.5 太阳能集热器应固定在建筑主体结构上或通过其他可靠技术措施使集热器与建筑结构可靠固定，并应符合建筑施工质量验收标准的规定。 3.6 太阳能热水系统应安全可靠，内置加热系统必须带保证使用安全装置。 3.7 太阳能热水系统的设施不应影响消防登高、消防疏散等建筑消防要求。3.8 太阳能热水系统产品选型宜选用标准化、系列化，且材料技术与外形规格尺寸与建筑协调的产品。3.9 太阳能热水器宜与使用辅助能源的水加热设备联合使用。3.10 太阳能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(GB50015)中的有关规定。3.11 太阳能热水系统应安装计量装置。4 太阳能热水系统的分类与选择4.1 太阳能热水系统分类4.1.1 按照集热与供热水范围可分为下列四种系统:1）集中集热-集中供热系统该系统是采用集中的太阳能集热器和集中的贮水箱供给一栋或几栋建筑物所需热水的系统。2）集中集热分散供热系统该系统是采用集中的太阳能集热器和分散的贮水箱供给一栋建筑物所需热水的系统。3）分散集热-分散供热系统该系统是采用分散的太阳能集热器、分散的贮水箱和分散的辅助加热装置供给各个用户所需热水的小型系统。4）分散集热-集中供热系统该系统是采用分散的太阳能集热器和集中的贮水箱供给一栋建筑物所需热水的系统。4.1.2 按照运行方式可分为下列三种系统:1） 自然循环系统 该系统的特点是仅利用传热工质内部的密度变化来实现集热器与贮水箱之间或集热器与换热器之间进行循环的太阳能热水系统。2） 直流式系统该系统的特点是传热工质一次流过集热器，加热后便进入储水箱或用水处的非循环太阳能热水系统 储水箱的作用仅为储存集热器所排出的热水。3） 强制循环系统该系统的特点是利用泵迫使传热工质通过集热器(或换热器)进行循环的太阳能热水系统。4.1.3 按照生活热水与集热器内传热工质的关系可分为下列两种系统：1）直接系统（单循环系统）该系统的特点是在太阳能集热器中直接加热水给用户的太阳能热水系统。2）间接系统（双循环系统）该系统的特点是在太阳能集热器中加热某种传热工质，再使该传热工质通过换热器加热水给用户的太阳能热水系统。4.1.4 按照辅助能源加热设备的安装位置可分为下列两种系统：1）内置加热系统该系统的特点是辅助能源加热设备安装在太阳能热水系统的贮水箱内。2）外置加热系统该系统的特点是辅助能源加热设备不是安装在贮水箱内，而是安装在太阳能热水系统的供热水管路上或贮水箱旁。4.1.5 按照辅助能源启动方式可分为下列三种系统： 1）全日自动启动系统该系统的特点是自动启动辅助能源加热设备，确保可以24小时供应热水。2） 定时自动启动系统该系统的特点是自动启动辅助能源加热设备，从而可以定时供应热水。3）按需手动启动系统该系统的特点是根据用户需要，随时手动启动辅助能源加热设备。 4.2 系统类型选择 太阳能热水系统的类型应根据用户基本条件、使用需求及辅助能源种类等因素按表 4.2-1 选择。表 4.2-1 太阳能热水系统设计选用表 建筑物类型居住建筑公共建筑低层多层高层宾馆、医院游泳馆浴室太阳能热水系统类型集热与供热水范围集中集热-集中供热系统集中集热分散供热系统分散集热分散供热系统分散集热集中供热系统系统运行方式自然循环系统强制循环系统直流式系统传热工质直接系统间接系统加热设备内置加热系统外置加热系统辅助能源启动方式全日自动启动系统定时自动启动系统按需手动启动系统注: 表中“”为可选用项目，“”表示不推荐采用项目。5 太阳能热水系统与建筑一体化设计5.1 一般规定 5.1.1 太阳能热水系统的规划设计应根据珠海地域特征、地理环境及其气象条件（包括气候、纬度、日照条件等），结合建筑物的使用功能、建筑外观、安装条件，综合考虑热水供应方式和集热器安装位置。5.1.2 太阳能热水系统与建筑一体化设计应配合建筑设计，满足适用、安全、经济、美观、环保的要求，并应与建筑物整体及周围环境相协调。5.1.3 太阳能热水系统的热水及回水管道、配电控制设备及线路应与建筑物其他管线统筹安排，且管线布置应安全、隐蔽、合理有序，便于安装维护，避免公共管道和非本户管道穿越其他用户的室内空间。5.1.4 太阳能热水系统与建筑一体化设计应满足：施工安装方便、用户使用方便以及管理维修方便。5.2 规划设计 5.2.1 太阳能热水系统与建筑一体化设计，不应影响建筑物的消防通道，并不应降低该建筑物及其相邻建筑物的日照、通风及采光标准，以及避免集热器的反射光对附近建筑物造成光污染。5.2.2 建筑体型及空间组合应为集热器接收较多太阳能创造有利条件。5.2.3 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。 5.2.4 建筑规划设计时，应对太阳能集热器的设置位置进行日照计算分析，确保集热器在冬至日的日照时数不低于4h。5.2.5 安装太阳能热水系统的建筑物的主要朝向宜朝南。 5.3 建筑设计 5.3.1 建筑设计应考虑太阳能热水系统与建筑外形有机结合，太阳能热水系统与建筑一体化设计，应贯穿方案设计到施工图设计的全过程。5.3.2 建筑设计应合理确定太阳能热水系统在建筑中的位置，安装在建筑屋面、阳台、墙面或建筑其他部位的太阳能集热器，不得影响相应部位的建筑功能，并与建筑整体有机结合，保持建筑统一和谐的外观。5.3.3 建筑设计时，应合理布置太阳能热水系统各组成部分在建筑中的位置，满足所在部位相应的防水、防潮、通风、隔热、防光污染、防雷电、抗台风、抗震及检修等要求。 5.3.4 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其部件坠落伤人的安全防护设施。5.3.5 直接以太阳能集热器构成围护结构（如嵌入墙体部位）时，太阳能集热器应满足所在部位的结构安全、建筑节能、防水及防火等建筑防护功能要求。 5.3.6 在既有建筑上安装太阳能热水系统设施时，要避免破坏原有屋面的防水系统，否则应做好二次防水处理。 5.3.7 太阳能集热器不应跨越建筑变形缝设置。5.3.8 设置太阳能集热器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连接牢固，并应在地脚螺栓周围做防水密封处理； 2) 在已建建筑物的屋面防水层上设置太阳能集热器时，屋面防水层应包到基座上部，并在基座下部加设附加防水层； 3) 上人屋面的太阳能集热器周围屋面、检修通道、屋面出入口和集热器之间的人行通道上部应铺设保护层； 4) 太阳能集热器与贮水箱相连的管线需穿屋面时，应在屋面预埋防水套管。防水套管应在屋面防水层施工前埋设完毕，并应对其与屋面相接处做防水密封处理。 5.3.9 设置太阳能集热器的坡屋面应符合下列要求： 1) 屋面的坡度宜结合太阳能集热器接收太阳光的最佳倾角来确定；2) 设置在坡屋面的太阳能集热器支架应与坡屋面板上预埋件牢固连接，并应采取防水构造措施； 3) 太阳能集热器顺坡镶嵌在坡屋面上，其与周围屋面材料连接部位应做好防水构造处理； 4) 顺坡架空在坡屋面上的太阳能集热器与屋面间空隙不宜大于100mm；5) 太阳能集热器顺坡镶嵌在坡屋面上，不得降低屋面整体的保温、隔热、排水、防水、防雷电、抗台风及抗震等功能； 6) 坡屋面上太阳能集热器与贮水箱相连的管线需穿过坡屋面时，应在屋面预埋防水套管。防水套管应在屋面防水层施工前埋设完毕，并应对其与屋面相接处做防水密封处理； 7) 太阳能集热器与坡屋面结合处雨水的排放应通畅。 5.3.10 设置太阳能集热器的阳台应符合下列要求： 1) 设置太阳能集热器的阳台除应承受太阳能集热器荷载外，还应对安装部位可能造成的栏板变形、裂缝等不利因素采取必要的技术防护措施； 2) 当太阳能集热器外挂或嵌入阳台栏板时，阳台栏板应设置安全可靠的预埋件，太阳能集热器支架应与预埋件牢固连接； 3) 由太阳能集热器构成的阳台栏板，应满足其刚度、强度及防雷电、抗台风、抗震等围护和防护功能要求。 5.3.11 设置太阳能集热器的外墙面应符合下列要求： 1) 放置太阳能集热器的外墙应承受太阳能集热器荷载，还应对安装部位可能造成的墙体变形、裂缝等不利因素采取必要的技术防护措施；2) 安装太阳能集热器的外墙面应设置安全可靠的预埋件，太阳能集热器支架应与预埋件牢固锚固，必要时在预埋件处增设混凝土构造柱，并应满足防水、防锈、防腐、防雷等要求； 3) 设置在外墙面的太阳能集热器与贮水箱相连的管线需穿过墙体时，应在墙体预埋防水套管并应做防水密封处理，穿墙管线不宜设在结构梁、柱处；4) 由太阳能集热器构成的部分外墙，应满足外墙保温隔热、刚度、强度及防雷电、抗台风、抗震、防水等围护和防护功能要求； 5) 太阳能集热器镶嵌在外墙面时，墙面装饰材料的色彩、风格宜与太阳能集热器的外观相协调。 5.3.12 贮水箱的设置应符合下列要求：1) 设置贮水箱的位置应具有相应的排水、防水、通风、隔热、防潮等措施；2) 贮水箱上方及周围应有安装检修空间，净空不宜小于600。5.4 结构设计 5.4.1 太阳能集热器的安装位置在确保集热性能的同时，应尽量避开风荷载较大、地震时容易遭受破坏、风及地震时次生灾害等影响到的部位；应考虑连接件保养、维修、替换的易操作性，避免破坏建筑物围护结构的防水性能。5.4.2 安装太阳能热水系统的建筑主体结构如屋面、阳台、外墙及悬挑梁（板）应能承受太阳能热水系统传递的荷载并将太阳能热水系统的重量纳入建筑主体结构荷载计算。5.4.3 在建筑物上增设或改造已安装的太阳能热水系统，宜由具备资质的检测机构对建筑构件的相关部位进行结构鉴定，经结构安全计算、复核，并应满足建筑结构及其它相关的使用及安全性要求。 5.4.4 太阳能热水系统的自重、荷载(按最不利荷载时考虑)均应在建筑结构及其构件的承载力设计允许值范围内。 5.4.5 太阳能热水系统的结构及其构件应能抵御强风、雷电、暴雨及地震等自然灾害的作用。 5.4.6 太阳能热水系统的结构设计应为太阳能热水系统安装埋设预埋件或其他连接件。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。 5.4.7 太阳能集热器设置在建筑物的外墙面时，应与建筑物连接牢固。宜采用与建筑结构一体的钢筋混凝土悬挑(梁)板式结构，不宜采用分体的挂墙式支架承载。5.4.8 屋面、阳台、墙面的太阳能集热器应与建筑主体结构通过预埋件连接，预埋件的位置应准确，且予埋件应采取镀锌处理；当无条件采用预埋件连接时，可采用植筋等可靠的连接措施，并通过试验确定其承载力。5.4.9 填充墙不应作为太阳能集热器和贮水箱的支承结构。砌体结构可作为太阳能集热器和贮水箱的支承结构，但不宜直接放置在砌体上，应增设梁、构造柱或垫块。5.4.10 建筑宜采用在梁板上辅以预埋螺栓作为支承结构；已建建筑进行太阳能光热改造时，宜采用混凝土基座预埋螺栓轻钢结构作为支承结构。不应采用破坏防水层的膨胀螺栓固定方式和直接将轻钢结构与屋面结构层钢筋相连的方式。 5.4.11 建筑太阳能热水系统与主体结构采用后加锚栓连接时，应符合下列规定： 1) 锚栓产品应有出厂合格证； 2) 碳素钢锚栓应经过防腐处理； 3) 应进行承载力现场试验，必要时应进行极限拉拔试验； 4) 每个连接节点不应少于 2个锚栓； 5) 锚栓直径应通过承载力计算确定，并不应小于10mm； 6) 不宜在与化学锚栓接触的连接件上进行焊接操作； 7) 锚栓承载力设计值不应大于其极限承载力的50%； 8) 结构构件与太阳能热水系统连接处的砼强度等级不应低于C20，受力重要部位不应低于C30，且在构件内应有加强措施。 5.4.12 太阳能热水系统的钢结构支架焊接完毕后，必须采取防锈措施，防锈和防腐蚀采用的涂料、钢材表面的除锈等级以及防腐蚀对钢结构的构造要求等，应符合现行国家标准工业建筑防腐蚀设计规范GB50046和涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T8923的规定。在设计文件中应注明所要求的钢材除锈等级和所要用的涂料（或镀层）及涂（镀）层厚度。 5.4.13 热水系统结构设计应计算下列作用效应： 1) 非抗震设计时，应计算重力荷载及风荷载效应； 2) 抗震设计时，应计算重力荷载、风荷载和地震作用效应； 3) 计算风荷载时应根据设备所处建筑物位置，依据建筑结构荷载规范GB 50009选用风压高度变化系数及局部风压体型系数。 5.5 电气与防雷设计 5.5.1 太阳能热水系统的电气设计应满足太阳能热水系统用电负荷和运行安全要求。 5.5.2 太阳能热水系统供电应专门设计，公用太阳能热水系统应设用电计量装置。 5.5.3 配电系统应设短路、过载、接地故障保护，内置电加热系统回路应设置剩余电流动作保护装置，保护动作电流不得超过30mA；当电压为 220V时，保护动作时间不得超过0.4S；当电压为 380V时，保护动作时间不得超过0.2S。 5.5.4 配电及控制线路宜穿金属管敷设或在电气竖井中集中敷设，线路宜集中布置且应做好固定。 5.5.5 太阳能热水系统的防雷设计应符合国家现行规范标准建筑物防雷设计规范GB50057的有关规定。 5.5.6 安装于屋面的太阳能热水系统装置及钢结构支架、管道等应与建筑物防雷接地系统可靠连接，电气系统应根据实际情况设置相应的浪涌保护装置。 5.6 给水排水设计 5.6.1 太阳能热水系统的管线应有组织布置，做到安全、隐蔽、易于检修。新建工程竖向管线宜布置在公共空间，且应考虑管道维护的便利及不循环管道的最小化。在既有建筑上增设太阳能热水系统或改造已安装的太阳能热水系统时，其管线布置应做到走向合理，不影响建筑使用功能及外观。 5.6.2 当利用生活用水箱提供太阳能集热器的一次补水源时，生活用水箱的容积和设置位置应能满足集热器一次补水所需的水量、水压要求。 5.6.3 太阳能热水系统的热性能及选用的相关产品应满足国家现行标准和设计要求，系统中集热器、贮水箱、支架等主要部件的正常使用寿命不应少于10年。 5.6.4 太阳能集热器附近宜设置用于清洁集热器的给水点。 5.6.5 屋面设有太阳能热水系统装置时，应在其附近设置排水设施，且应采用间接排水。5.6.6 热水设计水温的选择，应充分考虑太阳能热水系统的特殊性，宜按现行国家标准建筑给水排水设计规范GB50015中推荐温度中选用下限温度。6 太阳能热水系统设计流程 太阳能热水系统设计流程应符合民用建筑太阳能热水系统应用技术规范GB/T50364 规定的要求6.1 调查用户基本情况6.1.1 调查用户基本情况应包括当地的平均太阳辐照量、平均环境温度、平均供热水温度、平均热水用量、可铺设太阳能集热器的面积，宜采用的辅助加热系统等信息6.2 确定系统运行方式6.2.1 太阳能热水系统运行方式的选择应符合本标准4.2的相关规定6.3 确定集热器类型6.3.1 集热器类型的选择应符合国家标准民用建筑太阳能热水系统应用技术规范GB/T50364 规定的要求6.4 确定系统集热面积6.4.1 直接加热系统的集热器总面积的计算方法该总面积可根据用户日均用水量和用水温度确定，按下式计算： （6.4.1） 式中 直接加热系统集热器总面积，m2； 日均用水量，L；水的定压比热容，kJ /（kg ）；tend储水箱内水的终止温度，可设定为55-60之间 ；ti水的初始温度，珠海地区年均水温约为 15 ；JT当地春分或秋分所在月集热器受热面上日均辐照，珠海地区约为 12744kJ/m2；太阳能保证率，无因次，珠海地区约为0.44；水的密度，kg/L； 集热器的年平均集热效率，；具体计算数值可参考附录D节； 贮水箱和管路的热损失率，；根据经验可取2030；6.4.2 间接加热系统的集热器总面积的计算方法 （6.4.2） 式中间接加热系统集热器总面积，m2； 集热器总热损失系数，W/（m2）；具体数值应根据集热器产品的实际测试结果而定； 换热器传热系数，W/（m2）； 换热器换热面积，m2。6.4.3 太阳能集热器年平均集热效率的计算方法1）太阳能集热器的年平均集热效率应根据选用集热器的方程（6.4.3.1）或（6.4.3.2）计算一次拟合曲线： （6.4.3.1）或者二次拟合曲线： （6.4.3.2）式中 cd集热器年平均集热效率，%；0T*=0时的集热器热效率，%；U集热器总热损系数，W/（K）；a1,a2为二次曲线拟合系数；T*归一化温差，（K）/W；具体计算方法见公式（6.4.3.3）G当地的年平均日太阳辐照度，W/。2）归一化温差计算方法：（6.4.3.3）式中 ti集热器工质进口温度，；具体计算方法见公式（6.4.3.4）ta当地年平均气温，。3）工质进口温度计算方法（6.4.3.4）tl当地年平均水初始温度，；ta集热系统设计的热水供应温度，；4）年平均日太阳辐照度G计算方法：G=Hd/（3600Sd）（6.4.3.5）式中 Hd当地集热器采光面上的太阳总辐射月平均日辐照量，kJ/（d）；Sd当地的年平均每日的日照小时数，h6.5 储水箱 6.5.1 储水箱的容量应与日均用水量相适应，结合用户日用热水特点、太阳能集热系统的供热能力和运行规律，以及常规能源辅助加热装置的工作制度、加热特性和自动温度控制装置等因素按积分曲线计算确定。6.5.2 储水箱的适当位置应设有通气管、溢流阀、排污管和必要的检修孔（大于3t的水箱）。检修孔、通气管、溢流管、排污管应有防止昆虫爬入水箱的措施。6.5.3 储水箱应满足卫生防腐要求。6.5.4 储水箱应设有保温层。6.5.5 在自然循环系统中，储热水箱底部应比集热器顶部高0.3至0.5m。6.6 换热器6.6.1 换热器应与传热工质有较好的相容性，不会对水产生二次污染。6.6.2 如果系统用在水硬度高的地区并且水温高于60，换热设备应有防垢措施或采取适当的清垢方法。6.6.3 在间接太阳能热水系统中，换热设备不应明显降低集热设备的效率。当集热器的太阳能收益达到可能的最大值时，换热设备导致的集热设备效率降低不应超过10%；如果系统中有几个换热设备，每个换热设备导致的集热设备效率的降低总和不应超过10%。6.7 系统布局6.7.1 集热器朝向1) 屋顶式太阳能热水系统与建筑一体化集热器摆放面应在南偏西10到南偏东10之间，集热器的安装倾角应在10到30之间；2) 阳台式太阳能热水系统与建筑一体化集热器应安装在建筑物的南立面，安装部位应避免建筑自身遮挡及周围环境的遮挡；3) 壁挂式太阳能热水系统与建筑一体化集热器应安装在建筑物的南立面，南偏东、南偏西角度不宜大于30，安装部位应避免建筑自身遮挡及周围环境的遮挡；4) 屋檐，栏杆，长廊等太阳能热水系统与建筑一体化集热器设置宜有适当的倾角。6.7.2 集热器阵列1）集热器应便于拆装和移动；2）平屋面上应设置集热器检修通道；3）坡屋面上的集热器应采用顺坡嵌入设置或顺坡架空设置；4）作为屋面板的集热器应安装在建筑承重结构上。6.7.3 集热器间距集热器间距与遮光物或集热器前后的最小距离可按下式计算： D=Hcots cos(6.6.3)式中：D集热器与遮光物或集热器前后排间的最小距离，m； H遮光物最高点与集热器最低点的垂直距离，m； s 太阳高度角，度（）； 对于春、夏、秋使用的系统，宜取当地春秋分正午12时的太阳高度角； 对于全年性使用的系统，宜取当地冬至日正午12时的太阳高度角。 计算时刻太阳光线在水平面上投影线与集热器表面法线在水平面上投影线之间的夹角。6.7.4 集热器可通过并联、串联或串并联等方式连接成集热器组，并应符合下列要求：1) 对自然循环系统，集热器组中集热器的连接宜采用并联，平板型集热器的每排并联数目不宜超过16个。2) 全玻璃真空管东西向放置的集热器，在同一斜面上多层布置时，串联的集热器不宜超过3个（每个集热器联箱长度不大于2m）。3) 对自然循环系统，每个系统全部集热器数目不宜超过24个。大面积自然循环系统可分为若干个子系统，每个子系统中并联集热器数目不宜超过24个。4) 应使每个集热器的传热介质流入路径与回流路径的长度相同。6.7.5 选择太阳能集热器的耐压要求应与系统的工作压力相匹配。6.8 系统管路设计6.8.1 管路设计应尽量短，弯头数目应尽量少。6.8.2 应采取措施减少管路损耗、施工难度和渗漏隐患点。6.8.3 管路室内可视部分段的管路宜尽量隐藏，或设计装饰物件将其遮挡，或采用不锈钢构件提高其可观性，或者设计其外露颜色与背景颜色相近。6.8.4 管路设计应考虑管路的可维修更换性能。6.8.5 循环管路的水平管道应有0.3%0.5%的坡度。6.8.6 在自然循环系统中，应使循环管路朝贮水箱方向有向上坡度，不得有反坡。在循环管路中，易发生气塞的位置应设有吸气阀。6.8.7 在强迫循环系统的管路上，宜设有防止传热工质夜间倒流散热的单向阀。6.8.8 在间接系统的循环管路上应设膨胀箱。闭式间接系统的循环管路上同时还应设有压力安全阀和压力表，不应设有单向阀和其他可关闭的阀门。6.8.9 当集热器阵列为多排或多层集热器组并联时，每排或每层集热器组的进出口管道，应设辅助阀门。6.8.10 在自然循环和强迫循环系统中宜采用顶水法获取热水。浮球阀可直接安装在贮水箱中，也可安装在小补水箱中。6.8.11 设在贮水箱中的浮球阀应采用金属或耐温高于100的其他材质浮球，浮球阀的通径应能满足取水流量的要求。6.8.12 直流式系统应采用落水法取热水。6.8.13 各种取热水管路系统应按1.0m/s的设计流速选取管径。6.8.14 绕行的管路应是冷水管或低温水管。6.8.15 管路的通径面积应与并联的集热器或集热器组管路通径面积的总和相适应。6.8.16 系统计量宜按照现行国家标准建筑给水排水设计规范GB50015中有关规定执行，并应按具体工程设置冷、热水表。6.8.17 太阳能热水系统使用的金属管道、配件、贮水箱及其他过水设备材质，应与建筑给水管道材质相容。6.8.18 太阳能热水系统采用的泵、阀应采取减震和隔声措施。6.9 系统集热循环泵6.9.1 分离式太阳能热水系统中，在自然循环不能保证集热效益的前提下必须设置循环水泵。6.9.2 集热循环水泵的流量应根据太阳能集热器的面积大小确定，并可按下式计算： = （6.9.2-1） 式中 集热循环水泵流量（L/s）； 换算系数，取0.010.02L/ s/； 集热器总面积，（m2）（直接加热系统为，间接加热系统为）。 大型的集中式太阳能热水系统的集热循环水泵的流量应根据集热器及相关管路的容积和集热循环泵一次运行时间确定： （6.9.2-2）式中 集热循环水泵一次运行时间（s）；集热器及相关管路的容积（L）； 集热循环水泵流量（L/s）。6.9.3 集热循环水泵的扬程根据集热系统最不利管路水头损失并经水力计算确定。 6.9.4 集热循环水泵的启闭，应按太阳能集热器上部的水温与贮热水箱下部水温温差实施控制。控制启闭的温差宜采用高于10时启动泵，低于2时停泵。 6.9.5 集热循环水泵宜靠近贮热水箱设置，不应与有安静要求的卧室、书房等房间邻近安装。水泵应采用低噪音机组并有隔振、防噪音等措施。 6.9.6 集热循环水泵的吸水管上应设阀门，出水管上应设阀门、止回阀及压力表。6.10 系统保温太阳能热水系统的保温设计应按GB/T 8175 的规定进行。6.11 系统控制系统设计6.12.1 太阳能集热系统、辅助加热系统和热水供回水系统应采用全自动控制操作方式。6.12.2 辅助加热设备应根据储热水箱的温度及热水供水温度之间设定的温差，按用户需要实行分时、定温或变温自动控制。6.12.3 集中热水供应系统和分户热水供应系统的用水量较大者应设保温循环系统。保温循环泵的启闭视系统的大小、用水温度的要求，采用定时定温循环或连续循环。6.12.4 太阳能热水系统的控制器应具备如下智能化管理功能：1) 显示集热系统循环泵的工作状况，控制集热循环泵的启闭，并反馈信息；2) 显示储热水箱的热水温度，并反馈信息；3) 在非承压式系统中显示储热水箱的水位；4) 对辅助加热设备按设定程序进行启、停控制，并显示反馈信息。7 太阳能热水系统辅助加热方式7.1 一般规定7.1.1 可采用空气源、电、燃油、燃气或城市其它热源作为太阳能热水系统的辅助能源。辅助加热宜优先考虑节能和环保因素。7.1.2 在集中式太阳能热水系统中宜采用空气源热泵作为辅助能源，并应设置辅助能源及热水用量等计量设备；在分散式系统中宜采用空气源热泵、燃气或电作为辅助能源。7.1.3 使用辅助加热的太阳能热水系统，使用的辅助热源设备应质量合格，并有质检合格证明。7.1.4 采用辅助加热时，水箱温升加热时间和辅助加热应配套设计。7.1.5 当采用燃油、燃气作为辅助加热的手段时，应按相关的专业规范采取防火、防油、防气污染的技术措施。7.1.6 使用电辅助加热的安装应符合建筑电气工程施工质量验收规范 GB50303 的相关要求。7.1.7 使用锅炉及辅助设备的安装应满足 建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242的相关要求。7.2 辅助加热方式的选择7.2.1 辅助加热方式的选择应优先考虑节能环保的辅热方式，并应综合考虑现场实际条件。7.2.2 空气源和地源属于可再生能源，相应的辅热方式节能环保，在使用空气源热泵或地源热泵空调的建筑中应优先采用空气源热泵或地源热泵辅助加热。7.2.3 家用、小型热水系统可采用燃气或者电辅助加热，中、大型热水系统不推荐采用。7.3 辅助加热的计算公式7.3.1热水系统热负荷的计算（7.3.1）式中： Q 供应热水需加热的能量（kJ） 辅助加热装置热损失系数(一般取1.101.20)； Cw 水的比热容，4.178kJ/（kg） qr 热水用水定额kg/（人天） m 用水人数,(人）储水箱内水的设计达到的温度（）； 水的初始温度（）（取当地最冷月份的冷水平均温度）。7.3.2 电辅助加热功率计算其水箱需电辅助加热的功率为：（7.3.2）式中： P 辅助加热加热装置的功率（Kw）； 辅助加热装置的转换效率（可取0.95）；T 辅助加热加热时间（取816h）。7.3.3 其他辅助加热功率计算方法按照能量平衡方法计算8 太阳能热水系统与建筑一体化的施工规范8.1 一般规定8.1.1 太阳能热水系统应根据设计要求进行安装。8.1.2 太阳能热水系统的安装应专门编制施工组织设计，并应包括与主体结构施工、设备安装、装饰装修的协调配合方案及安全措施等内容。8.1.3 太阳能热水系统安装前应具备下列条件：1） 设计文件齐备；2） 施工组织设计及施工方案已经批准；3） 施工场地符合施工组织设计要求；4） 现场水、电、场地、道路等条件能满足正常施工需要；5） 预留基座、孔洞、预埋件和设施符合设计图纸，并已验收合格；6） 既有建筑经结构复核或法定检测机构同意安装太阳能热水系统的鉴定文件。8.1.4 进场安装的太阳能热水系统产品、配件、材料及其性能、色彩等应符合设计要求，且有产品合格证。8.1.5 太阳能热水系统安装不应损坏建筑物的结构；不应影响建筑物在设计使用年限内承受各种荷载的能力；不应破坏屋面防水层和建筑物的附属设施，并应对已完成土建工程的部位采取保护措施。8.1.6 太阳能热水系统安装应考虑固定牢靠和结构安全、防风、防雷及屋面排水等因素。8.1.7 太阳能热水系统在安装过程中，产品和物件的存放、搬运、吊装不应碰撞和损坏；半成品应妥善保护。8.1.8 分散供热水系统的安装不得影响其他住户的使用功能要求。8.1.9 太阳能热水系统与建筑一体化的施工和安装应由专业队伍或经过培训并考核合格的人员完成。8.2 基 座8.2.1 太阳能热水系统基座应与建筑主体结构连接牢固，埋件与基座之间的空隙应采用细石混凝土填捣密实。8.2.2 采用预制的集热器支架基座应与建筑连接牢固，并应摆放平稳、整齐，且不得破坏屋面防水层。8.2.3 在屋面结构层上现场施工的基座完工后，应做防水处理，并应符合现行国家标准屋面工程质量验收规范GB 50207的要求。8.2.4 钢基座及混凝土基座顶面的预埋件在太阳能热水系统安装前应涂防腐涂料或采取防腐措施，并妥善保护。8.3 支 架8.3.1 太阳能热水系统的支架及其材料应符合设计要求。钢结构支架的焊接应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB 50205的要求。8.3.2 支架应按设计要求安装在主体结构上，位置准确，与主体结构固定牢靠。8.3.3 所有钢结构支架材料放置时，在不影响其承载力的情况下，应选择有利于排水的方式放置。当由于结构或其它原因造成不易排水时，应采取合理的排水防水措施，确保排水通畅。8.3.4 根据现场条件，支架应采取抗台风措施。8.3.5 支承太阳能热水系统的钢结构支架和金属管路系