民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则[古柏文书]

1、宁波市民用建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计、安装及验收实施细则 总 则1.0.1 为规范宁波市民用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能源体系的广泛应用，制定本实施细则。1.0.2 本实施细则适用于宁波市新建、改建、扩建的公共建筑及居住建筑分户式和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 新建十二层及以下的居住建筑及有热水系统要求的公共建筑，建设单位应为全体用户配置太阳能热水系统，并做好太阳能热水系统与建筑的一体化工作。其它民用建筑推广应用太阳能热水系统。1.0.4 当在既有建筑上增设或改造已经安装的

2、太阳能热水系统时，应进行建筑结构安全性复核，并应满足建筑、结构及其它相应的安全性要求。1.0.5 当在建筑物上安装、设计太阳能热水系统时，应进行日照模拟分析，不得降低相邻建筑物的日照标准，其中小高层及高层住宅区域规划设计及进行日照分析时，宜为太阳能热水系统的应用预留条件。1.0.6 民用建筑太阳能热水系统的设计、安装及验收，除应符合本实施细则外，尚应符合国家、省现行的有关标准的要求。3 基本规定3.0.1 太阳能是一种可再生的绿色能源，民用建筑的生活热水制取应优先采用太阳能热水系统。3.0.2 太阳能热水系统设计应遵循因地制宜的原则，需建立在宁波本地区可靠的气候资料基础上（太阳逐时辐射模型），

3、可采用宁波市典型气象年数据文件中的辐射数据（详附录A）。3.0.3 高层类（12层以上）住宅及公共建筑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。也可以采用栏板式、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。3.0.4 新建建筑太阳能热水系统应纳入建筑工程设计，统一规划、同步设计、同步施工、同步验收，与建筑工程同时投入使用，不得采用管道预留、用户自理的方式。3.0.5 太阳能热水系统的设计应进行技术经济性比较，包括太阳能保证率、太阳能热水系统经济回收期的测算等，应充分考虑用户使用、施工安装和维护的要求，进行合理化的设计分析。3.0.6 太阳能热水器宜与使用辅助

4、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。3.0.7 太阳能热水系统是热源系统和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(GB50015-2003)中的有关规定。4 规划及建筑设计4.1 规划设计4.1.1 应用太阳能制备生活热水的民用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 设计安装太阳能热水系统的建筑单体或建筑群体，特别是安装太阳能集热器的建筑，宁波主要朝向宜朝南偏东15及南偏西15范围内，建筑体形及空间组合应与太阳能热水系统紧密结合，为充分接受太阳能照射尽量创造条件。4.1.3 应用太阳能热水系统的民用建筑（尤其

5、居住建筑），建筑间距应满足所在地区日照间距要求。4.1.4 在装置太阳能集热器的建筑周围设计景观设施及周围环境配置绿化时，应注意避免对投射到太阳能集热器上的阳光造成遮挡。4.1.5 规划设计需综合考虑宁波地域特征，包括气候、纬度、日照条件等，了解业主对热水的主观使用需要(使用量的多少、使用时间等)，明确规划区域内辅助常规能源的类型(电、煤气、天然气等)，分析业主经济承担能力，综合确定太阳能热水系统应用的规模及形式。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9在建筑屋面、墙面

6、、阳台或其它位置的太阳能热水系统的各组成部分，应与建筑整体有机结合，共同构成建筑元素，满足建筑造型、建筑使用功能和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和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和防护、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，并满足集热器日照累计时数在冬至日不少于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和维修的安全要求，

7、并设置日常维护检修的公共通道，避免公共管道和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、辅助加热装置及控制系统等用房面积。设置水泵机组和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检修口。104.2.11 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固定牢固，并应在地脚螺栓周围作防水密封处理；2

8、. 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以及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来确定坡屋面的坡度。当采用春分或秋分所在月的日平均辐照量作为计算依据时，宜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采用顺坡架空安装或顺坡镶嵌安装；3. 集热器在

9、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4.3.1 结构荷载计算应包括太阳能热水系统在内的全部荷重。114.3.2 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。4.3.3 轻质填充墙不应作为太阳能集热器的支承结构。4.3.4 太阳能热水系统结构设计应计算下列作用效应：1. 非抗震设计时，应计算重力荷载和风荷载效应；2. 抗震设计时，应计算重力荷载、风荷载和地震作用效应。5 系统选择5.1 系统

10、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. 利用水泵及控制系统强制循环集热的强制循环系统；3. 传热工质通过定温控制依靠管网水压力一次经过集热器集热后进入储热水箱或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12分离式太阳能热水系统将集热器与储热水箱分离设置，一般用于承

11、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，必须进行自然循环压力差计算，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，一般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 在不同的民用建筑中，应根据不同的供水要求和条件选用合理的太阳能热水系统（详见附录C）。5.2.2 别墅及排屋住宅中，宜采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

12、宅中，在建筑造型允许的前提下，宜优先选用集中集热-分户储热的半集中式太阳能热水系统或阳台壁挂式太阳能热水系统。也可选取普通直插分户式太阳能热水器（注意管路布置）、屋面集中集热集中供热水系统。若采用阳台（外墙及女儿墙等）壁挂的分体式太阳能热水系统，应保证集热器能充分采集阳光（冬13至日日照时间满足4h）；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 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，并且要求任何一组（根）管线检修或更换时不影响其它管线的正常使用。5.2.6 集中集热、分户储热的半

13、集中式太阳能热水系统，为便于热水的计量和热水的循环加热，宜采用间接式加热系统，但应有可靠的技术措施保证户内的热量（水）不外流至管网。5.2.7 集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统应适当控制系统规模，避免管线过长，热损失量过大。5.2.8 高层住宅建筑中，在屋面资源不能满足集热器布置要求的前提下，可以采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，或采用栏板式、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不少于4小时。5.2.9 有生活热水需求的公共建筑（例如酒店、单身公寓及医院等）中，在建筑造型允许的前提下，宜优先

14、选用集中集热-储热-集中供热的集中式太阳能热水系统。146系统设计6.1 一般规定6.1.1 民用建筑太阳能集热器，应根据各种集热器的技术经济性能确定采用平板型集热器、真空管集热器或其它先进适用的集热器。对于冬季易结冰区域，若采用平板式集热器，应注意防冻控制设计。6.1.2 采用太阳能热水器供热水的民用建筑，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、阳台和其它部位的太阳能集热器、支架及连接管线，应预设预埋固定件和套管。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

15、 集热器的最佳安装方位应朝向正南或正南偏西，若受条件限制时，其偏差允许范围宜在正南15以内。6.2.2 单个集热器的安装倾角，应根据热水的使用季节和地理纬度确定，太阳能集热器的安装倾角（）与集热器安装地理纬度（）宜符合下列规定：1. 偏重考虑春、夏、秋三季使用效果时=2. 偏重考虑夏季使用效果时=-(010)153. 偏重考虑冬季使用效果时=+（010）式中 太阳能集热器的安装倾角（）集热器安装地的地理纬度（）。6.2.3 集热器方阵的排列必须考虑集热器前后排间距以及集热器与前侧遮光物的距离，集热器的布置应避开建筑物的遮挡，建筑物的阴影长度即集热器距遮光物的水平最小净距（或集热器排间距），可按

16、下式计算：)cos(?=AHctghD （6.2.3）式中D集热器距离遮光物或前后排间的水平最小净距（m）；H遮光物最高点与集热器采光面最低点之间的垂直高差（m）；h建筑物所在地计算时刻的太阳高度角()，其中计算时刻的选择应用如下原则：(1)全年运行系统，选春分、秋分日的9：00或15：00；(2)主要在春、夏、秋三季运行的系统，选春分/秋分日的8：00或16：00；(3)主要在冬季运行的系统，选冬至日的10：00或14：00；(4)太阳能集热器的安装方位角为南偏东时，选上午时刻，南偏西时，选下午时刻；集热器朝南方向的方位角；A太阳方位角（对应h取值时刻）。集热器的布置应避免建筑物及自身的遮挡

17、，建筑物的阴影长度，即集热器距离遮挡物的水平最小静距（即集热器行间距D），应参照附录D设计。6.2.4 集中式的太阳能集热器可通过并联、串联或串并联相结合的16方式连接成集热器组。集热器组的串联和并联的管路布置应通过计算确定。6.2.5 集中式的太阳能集热器阵列，应采用强制循环方式或定温放水的非循环方式。6.2.6 集热器方阵的总面积的确定应符合下列规定：直接加热系统太阳能集热器需要安装的总面积可根据用户每日的用水量和热水温度要求以及当地太阳辐照量计算，按下式确定：)1()(LcdTiendwwcJpfttCQA?= （6.2.6-1）式中 Ac直接加热系统集热器总面积（m2）；Qw日均热水用

18、水量，（L）（可按最高日用热水量的下限取值）；Cw水的定压比热容，4.187kJ/kg；tend储水箱内水的终止温度（）；ti水的初始温度（）（与JT取值相同月份的冷水平均温度）；f太阳能保证率，无量纲（0.40.6）；根据系统使用期内的太阳辐照量、系统的经济性及用户要求等因素综合考虑后确定；水的密度，1.0kg / L ；JT当地春分、秋分所在月（春、秋季使用）或冬至所在月（冬季使用）集热器采光面上月均日辐照量，应考虑集热器倾角和方位角的影响（kJ/m2d）；cd集热器全日集热效率，无量纲； 根据国家标准取值0.4617 0.55。L管路及储水箱热损失率，无量纲；根据经验取值0.2 0.25

19、。间接加热系统太阳能集热器采光总面积的计算也可根据国际上通用f-chart软件或类似的软件进行计算。间接系统集热器方阵总面积：RLcinchx(1)()FUAAAUA?=+ （6.2.6-2）式中 Ain间接加热系统的太阳能集热器总面积，m2；RLFU集热器总热损失系数(2W/(m?)），对于平板型集热器RL46FU=2W/(m?)，对于真空管集热器RL12FU=2W/(m?)，具体数值要根据集热器产品的实测结果而定。6.2.7 对于独立的任意倾角和方位角安放的集热器面积的计算和设计，应在（6.2.6-1）式（JT按倾角为0取值）的基础上参照附录E进行修正，对于阳台（外墙及女儿墙等）壁挂式还需

20、要参照附录F对不同楼层的集热器面积进行修正，修正后增加的集热器面积不得超过（6.2.6-1）计算结果的一倍：（1） 集热器朝向和倾角受条件限制或其它特殊要求，没有处于正南朝向和当地纬度倾角时；（2） 当按（6.2.6-1）计算得到系统集热器总面积，在建筑围护结构表面不够安装时，可按围护结构表面最大容许安装面积确定系统集热器总面积，并同时进行集热器面积的优化布置（集热器倾角进行优化计算和分析，以获得最大太阳辐射量）；（3）集热器在坡屋面上顺坡安装，倾角与实施细则规定差距较大时；186.2.8设置在墙面、阳台板上或作为阳台栏板使用的太阳能集热器宜以适当的倾角安装，以增加接受的太阳辐射热量，对东西向

21、放置的全玻璃真空管集热器，其安装倾角可适当减小。6.3 储热水箱6.3.1 集中热水供应系统的储热水箱容积应根据热水用水小时变化曲线及太阳能集热器的供热能力，综合考虑辅助加热装置加热时段和能力等多种因素经动态计算后确定。6.3.2 分户式太阳能热水系统储热水箱容积可按下列经验公式确定：V= (5070) A （6.3.2）式中 V储热器有效容积(L)；A集热器的集热面积(m2）（直接加热系统为Ac，间接加热系统为Ain）。注：部分无法按第6.3.1条计算的集中式系统可参照本公式计算。6.3.3 储热水箱在闭式强制循环系统中必须承压，其承压能力应经计算确定。6.3.4 储热水箱材质、衬里材料和内

22、壁涂料，应确保水质在可能出现的运行温度下符合现行的生活饮用水水质标准的要求和安全要求。6.3.5 储热水箱的布置形式（立式或卧式）和进出水管布置，不得19产生水流短路，并应保证箱内具有平缓的水温梯度，充分利用水箱的储热容积。6.3.6 储热水箱保温效果必须达到国家标准，热损系数 2W/m2K。6.3.7 在开式非承压系统中，储热水箱应设置水位计、水温指示器、控制器及放空管等；在闭式承压系统中，应设置压力表、泄压装置、水温指示器、控制器及自动排气阀等。6.4 辅助能源6.4.1 太阳能热水系统必须配设辅助加热装置，可采用电、燃油、燃气或城市其他热源作辅助能源。在分户式系统中宜采用电或燃气作为辅助

23、能源。6.4.2 为保证太阳能热水系统全天候正常运行，辅助能源的加热能力配备应按不计太阳能集热器供热能力的常规热水系统计算，具体选型应根据现行国家标准建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）中第5章的有关条款执行。6.4.3 辅助能源可直接加热，也可通过热交换器间接加热储热水箱中的水。6.4.4 当采用燃油、燃气作为辅助加热的手段时，应按相关的专业实施细则采取防火、防油、防气污染的技术措施。6.4.5 辅助加热系统的热源选择应做技术经济比较后确定，应优先考虑节能环保因素，一般为电能、燃气，热泵等。当热源为电能时，水20箱温升加热时间和电加热功率应匹配设计，其水箱需辅助加热的功率为：rw

24、wendiw()CCQttpt?= (6.4.4)式中：t辅助加热装置工作时间(应根据系统工作时间定)；p辅助加热装置额定功率(瓦)；rC辅助加热装置热损失系数(一般取值为1.101.20)；w一般水加热装置热效率(对电辅助加热装置其效率为0.910.95)；6.5 热交换器6.5.1 太阳能集热器收集的热量，可以直接加热储热水箱中的水，也可以通过热交换器间接加热储热水箱中的水。6.5.2 采用热交换器间接加热生活热水的系统适用于原水水质易于在集热器盘管或流道中结垢的高硬度水，同时适用于暴露在室外的集热器具有较高防冻要求的地区。6.5.3 在利用热交换器间接加热的太阳能热水系统中，热交换器换热

25、不应明显降低集热器效率。当集热器的太阳能收益达到可能的最大值时，热交换器导致的集热器效率降低不应超过10%。216.6 集热循环泵6.6.1 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。6.6.2 集热循环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：qx=(0.010.02) A （6.6.2）式中 qx集热循环泵流量（L/s）；A集热器总面积，（m2）（直接加热系统为Ac，间接加热系统为Ain）。6.6.3 大型的集中式太阳能热水系统的集热循环泵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历时确定：qx= Vx / Tx （6.6.3）式

26、中 Vx集热器及相关管路的容积（L）；Tx集热循环泵一次运行历时（s）。6.6.4 集热循环泵的扬程根据克服集热系统最大水头损失计算确定。6.6.5 集热循环泵的启闭，应按太阳能集热器上部的水温与储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15时启泵，低于5时停泵。6.6.6 集热循环泵宜靠近储热水箱设置，不应与有安静要求的卧室、书房等房间贴邻安装。水泵应采用低噪音机组并有防噪音措施。6.6.7 集热循环泵的吸水管上应设阀门，出水管上应设阀门、止回22阀及压力表。6.7 管路设计6.7.1 太阳能热水系统中的热水供回水管道应按建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）中的有关条

27、款执行。在间接加热系统中，集热循环管作为热媒管道应符合热媒流体的压力及材质要求。6.7.2 太阳能热水系统的管道设计时应有可靠的防冻、防超温、超压措施。6.7.3 集热管线的设计应尽量短捷，减小热损。在计算集热器总面积、辅助加热功率及储热水箱容积时应考虑集热循环水管及热水供回水管的热损失。6.7.4 选择太阳能热水系统时，应对管路系统的热损耗量和控制系统的简便性、可靠性、系统投资总额以及技术经济性能进行综合比较后确定。6.7.5 在闭式循环系统中，应设置压力式膨胀罐或泄压阀。1. 日用热水量小于等于10m3的热水供应系统可采用泄压阀泄压的措施；2. 日用热水量大于10m3的热水供应系统应设置压

28、力式膨胀罐。膨胀罐总容积按建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）中第5.4.21式计算。6.7.6 太阳能热水系统的冷水进水管上应有可靠的防止倒流措施。236.8 运行控制设计6.8.1 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。6.8.2 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。6.8.3 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。6.8.4 太阳能热水系统的控制器应具备如下智能化管理功能：1.

29、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；5. 在集中热水供应系统中应记录瞬间热水用水量、温度压力及其变化曲线（用水量、温度及供水压力变化曲线图）。6.9 电气及防雷设计6.9.1 电气设计应满足太阳能热水系统用电负荷和运行安装要求。6.9.2 系统应设专用供电回路，回路有漏电保护措施，保护动作电流值不得超过30mA。246.9.3 除分户式系统外，电辅助加热的供电回路应有计量装置，PE线有可靠接地。6.9.4 系统电气控制线路

30、应穿管暗敷，或在管道井中敷设。6.9.5 如太阳能热水系统不处于建筑物上避雷系统的保护中，应按照国家现行标准建筑物防雷设计实施细则（GB50057-942000版）的要求增设避雷设施。7系统安装及验收7.1 系统的安装7.1.1 太阳能热水系统的安装应符合设计要求。7.1.2 太阳能热水系统的安装施工应单独编制施工组织设计，内容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。7.1.3 太阳能热水系统应符合国家有关标准的规定，集热器、承压式储热水箱及水泵必须具有国家法定检验机构出具的产品合格检验报告，集热器使用寿命应大于15年。7.1.4 安装在建筑物上的太阳能集热器应排列整齐有序，太阳能热水系统配备的输水管道和电器、电缆线等应与建筑内其它各种管线统筹安排，预埋到位；布置应集中、安全、隐蔽，便于安装维护。太阳能热水系统组件的安装应预设基础。7.1.5 太阳能热水系统中产生震动和噪音的设备或部件，应采取防25震、隔音措施。7.1.6 安装太阳能热水系统时，不应破坏原有建筑物的结构和削弱