屋面太阳能热水系统应用技术及管理规范

1DB5301/T×××××-2020屋面太阳能热水系统应用管理规范本文件规定了城市规划区范围内屋面太阳能热水系统基本要求、建筑一体化设计、系统选型及技术要求、系统集成、安装、调试验收、管理运行与维护、节能量与减排量计算方法。本文件适用于屋面太阳能热水系统。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T4272设备及管道绝热技术通则GB/T8175设备及管道绝热设计导则GB/T12936太阳能热利用术语GB/T17581真空管型太阳能集热器GB/T18430.1蒸气压缩循环冷水(热泵)机组第1部分:工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机组GB/T19141家用太阳能热水系统技术条件GB/T19409水(地)源热泵机组GB/T19775玻璃-金属封接式热管真空太阳集热管GB/T20095太阳热水系统性能评定规范GB/T21362商业或工业用及类似用途的热泵热水机GB/T23888家用太阳能热水系统控制器GB/T23889家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件GB/T24767太阳能重力热管GB/T25127.1低环境温度空气源热泵（冷水）机组第1部分：工业或商业用及类似用途的热泵（冷水）机组GB/T25966带电辅助能源的家用太阳能热水系统技术条件GB26969家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级GB/T26970家用分体双回路太阳能热水系统技术条件GB/T26973空气源热泵辅助的太阳能热水系统（储水箱容积大于0.6m3）技术规范GB/T26975全玻璃热管真空太阳集热管GB/T28737太阳能热水系统(储水箱容积大于0.6m3)控制装置GB/T28746家用太阳能热水系统储水箱技术要求GBT33295墙体、阳台壁挂型家用太阳能热水系统技术要求GB50015建筑给水排水设计标准GB50364民用建筑太阳能热水系统应用技术标准GB50411建筑节能工程施工质量验收标准2DB5301/T×××××-2020NB/T10154家用直膨式太阳能热泵热水系统技术条件NB/T34023太阳能热水器搪瓷储热水箱NB/T34033家用太阳能热水器支架NB/T34043太阳能热水工程不锈钢常压储热水箱NB/T34067空气源热泵热水工程施工及验收规范NB/T34070全玻璃真空太阳集热管技术规范NB/T34074平板型太阳能集热器技术规范3术语和定义GB/T12936、GB50364界定的术语和定义适用于本文件。4基本要求4.1凡具备太阳能集热条件，每天热水需求大于1m3的公共建筑及所有住宅建筑应统一设计和安装应用太阳能热水系统。4.2太阳能热水系统应根据建筑规划特点、立面外形要求、场地条件、周围环境、建筑高度和容量、建筑使用功能和设备安装条件等进行选型和设计。4.3太阳能热水系统应遵循安全美观、排列整齐、便于清洁、维修和更换的原则，与建筑协调统一，与建筑工程同步管理，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。5太阳能热水系统与建筑一体化设计5.1规划方案设计5.1.1太阳能热水系统应纳入建筑规划方案进行专项方案设计。专项方案应综合考虑建筑场地条件、建筑功能、周围环境等因素，合理选择太阳能热水系统形式、系统集热器、贮热水箱的设置位置和要求，明确集热面积、使用户数等技术指标。5.1.2在不影响城市景观的前提下，规划方案应考虑为集热器接收尽可能多的太阳辐射创造条件，并为太阳能热水系统的安装、使用、维护、保养等提供必要的条件。5.2建筑方案设计5.2.1建筑方案设计文件应包含反映屋面太阳能热水系统的平面布置图、系统示意图、效果图。5.2.2在进行建筑设计时，应把太阳能热水系统作为一个重要的建筑元素统筹考虑，建筑群体和空间的组合应与太阳能热水系统紧密结合。5.2.3太阳能热水系统的设计方式，功能和性能应满足建筑设计的要求，外观造型、色彩应与建筑协调一致且不影响城市景观。5.2.4城市道路、高架沿线桥两侧建筑屋面太阳能热水系统，设计安装时不应影响城市景观。在不影响集热器采光的前提下，可根据屋面条件，采用加高女儿墙、外围加装格栅、披檐造型等方式对太阳能系统进行适当遮挡、装饰，其色彩应与建筑主体色彩统一。5.2.5建筑设计应合理确定太阳能热水系统各组成部分在建筑中的位置，并应满足所在部位的防水、排水、承重和系统检修等要求。3DB5301/T×××××-20205.2.6建筑的体型及空间组合应避免安装太阳能集热器部位受建筑自身及周围设施和绿化树木的遮挡，并应满足太阳能集热器冬至日8：00～16：00间有不少于4h日照时数的要求。在进行建筑设计时，宜进行详细日照分析计算，并提供相应图表。5.2.7安装太阳能集热器的建筑部位，应设置防止集热器损坏后部件坠落伤人的安全措施。5.2.8太阳能热水系统水箱应设置为整体水箱，并设置于太阳能集热板下方，受现场条件限制，不能设置于太阳能集热板下方的，应与建筑方案协调，宜选择“方形或矩形”水箱造型。5.2.9设置太阳能集热器的平屋面应符合GB50364的相关规定。5.2.10设置太阳能集热器的坡屋面应符合GB50364的相关规定。5.2.11贮热水箱的设置应符合GB50364的相关规定。5.3施工图设计5.3.1太阳能热水系统设计应符合国家、行业及地方现行有关标准的要求，按照规划方案要求进行施工图设计，应包含建筑、结构、给排水、电气等专业设计，并纳入施工图建筑节能设计专项审查，经审查合格的方可准予施工。5.3.2宜根据用水需要、昆明市气候条件、屋顶朝向、安装面积、遮挡等参数，对系统的水量、面积、角度、循环和控制方式与参数等进行优化后确定设计方案，保证设计的太阳能热水系统有较高的太阳能保证率。5.3.3给排水专业太阳能热水系统设计应包括施工图设计说明、设计图纸：a)设计说明应包含设计依据、设计范围、设计内容、主要技术指标、系统控制方式等，并有太阳能集热系统、循环系统、辅助加热系统、供水系统的简要说明。b)设计图纸应包含太阳热水系统原理图、屋面太阳能平面布置图、太阳能供水的给水平面图、设备表及相应计算书。5.3.4应在建筑专业施工图中明确太阳能的防水及安全加强措施。在既有建筑上增设或改造太阳能热水系统，必须经建筑结构安全复核，并满足建筑结构安全性要求。5.3.5应在结构专业明确屋面太阳能冷、热水箱位置及载荷取值。5.3.6应在电气专业绘制太阳能热水系统用电设备供电系统图，并有相应的供电安全保护措施。5.3.7应在屋顶防雷平面图中绘制与避雷带等防雷设施的连接处理。5.3.8报送审查的太阳能热水系统施工图，应在报规划审批后的图纸上进行优化完善后报原设计单位复核、认可。6太阳能热水系统选型及技术要求6.1一般要求6.1.1太阳能热水系统选型设计应与经批复的规划方案、建筑方案和施工图一致。6.1.2太阳能热水系统宜有年节能减排量的监测和评估。6.2系统选型6.2.1低层、多层建筑宜选用分散式系统；高层建筑宜选择集中式系统；屋顶不便放置集中式热水箱的建筑，可以考虑采用集中-分散式系统。6.2.2有集中热水要求的建筑宜选择集中式系统；6.2.3太阳能热水系统应根据集热器类型及其承压能力、集热器布置方式、系统运行管理条件等因素，选用闭式或开式集热系统。4DB5301/T×××××-20206.2.4紧凑式家用真空管太阳能系统，其热水器应为同一型号，外形尺寸不应超过备案选型尺寸的0.3m，倾角不超过±2°,使用同一镀膜工艺，储水箱及支架颜色统一。6.2.5紧凑式家用太阳能热水系统不应配置户用供水水箱，宜统一配置高位供水水箱；非承压紧凑型家用太阳能热水系排气管宜为金属管且高度超过储水箱最高点不大于0.3m。6.3产品技术要求6.3.1家用太阳能热水系统应符合GB/T19141和GB26969的规定，其中，昆明地区的家用太阳能热水系统的能效等级不低于2级，不同类型的家用太阳能热水系统，还应符合附录A表A.1中相应标准的规定。6.3.2家用太阳能热水系统关键部件技术要求，应符合附录A表A.2中相应标准的规定。6.3.3太阳能热水工程应符GB/T20095的规定，空气源热泵辅助的太阳能热水系统应符合GB/T26973的规定。6.3.4常规太阳能热水工程的年平均太阳能保证率宜大于50%，受安装条件限制，不能满足要求的系统，应在设计说明中注明原因。6.3.5太阳能热水工程中使用的关键部件技术要求，应符合附录A表A.3中相应标准的规定。6.3.6太阳能热水系统应采取防冻、防结露、防过热、防电击、防雷、抗雹、抗风、抗震等技术措施。6.3.7太阳能热水系统应有良好的耐久可靠性能，系统中集热器、贮水箱、支架等主要部件使用寿命不应少于10年。7太阳能热水系统集成7.1太阳能集热系统7.1.1太阳能集热系统设计应符合GB50364的相关规定。7.1.2建筑维护结构及装饰影响集热器面上的日照时数时，有条件且不影响城市景观的前提下，经过受力验算后可抬高支架增加集热器安装面积和避免遮挡。平屋面安装时，前、后排集热器之间应留有安装、维护操作的足够间距，排列整齐有序。7.1.3对于紧凑型家用太阳能热水器，宜选用真空管集热器；对于分离式家用太阳能热水器、集中式太阳能热水系统，宜选用平板集热器，当选用平板集热器时，应有可靠的抗冻措施。7.1.4当设计参数满足GB50364太阳能集热器总面积的计算公式中的所需参数时，按相应计算公式确定集热器总面积，当计算参数不足时，按每平米集热器总面积60L～80L的容水量配置进行集热器面积的设计。当不满足设计要求的集热器面积时，需在设计资料中说明。7.1.5平板太阳能集热器最佳倾角宜为27º±5º。竖向安装的真空管集热器最佳倾角为21º±5º,横向安装的真空管集热器最佳倾角为10º±5º。7.1.6设置太阳能集热器的平屋面应符合GB50364的要求。并应符合下列要求：a）对朝向为正南，南偏东或南偏西不大于30°的建筑，集热器可与建筑同向设置，偏西优于偏东。b）对于朝向偏东或偏西大于30°小于45°的建筑，集热器可朝南设置并适当降低集热器倾角，也可南偏东或南偏西小于30°设置。c）水平放置的集热器或者安装角度在10°以内，可不受朝向的限制。d）水平布置的真空管集热器，真空管沿热水向上流动方向与水平面宜有不小于3º的角度，不应有反坡现象。e）集热器与左右遮光物的距离应保证春（秋）日太阳正午前后2小时内不遮挡集热器。5DB5301/T×××××-2020f）集热器前后排的距离应保证冬至日太阳时正午左右（昆明地区约为北京时间13时10分）集热器互不遮挡。同一水平面安装时，正南向集热器前后排的距离不宜小于前排集热器最高点离地g）集热器组之间的连接应遵循“同程原则”，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7.1.7设置在坡屋面上的太阳能集热器，应符合GB50364的规定：7.1.8当集热器因屋面和建筑朝向或围护结构的限制，不能满足最佳角度时，集热器面积可按附录B中的资料进行补偿。7.1.9集热器可通过并联、串联和串并联等方式连接成集热器组，并符合GB50364的技术要求。7.2系统管路7.2.1太阳能热水系统的管线应安全、隐蔽、集中布置，与建筑和环境相协调，便于安装和维修维护，并与建筑其它管线统筹设计、同步施工。太阳能的竖向管路应布置在竖向管路井中做到走向合理，不影响建筑使用功能及外观。系统循环和供水管路不得悬空架设影响建筑美观。对屋顶上的管道，宜进行遮蔽，不宜裸露。7.2.2太阳能集热系统的循环管路设计还应符合GB50364的相关规定。7.2.3系统集热器组多排并联布置时，每排集热器组的管道上应设流量调节阀。7.2.4循环泵的循环流量按36L/m2h～72L/m2h进行选型，平板集热器宜取高值，真空管集热器取低值，当采用Φ58mm×1800mm的真空管组成真空管集热器时，可按每10支管1.2m2～1.4m2进行折算。7.2.5屋面设置循环系统时应选择振动和噪声小的泵、阀，并有隔振降噪技术措施。7.2.6全日充满工质的强迫循环系统，应配置防止夜间工质倒流散热的单向阀。7.2.7太阳能集热系统的管路保温设计应按GB/T4272和GB/T8175执行。7.2.8供热水系统的管路应做保温，保温设计按GB/T8175和GB50015执行。太阳能循环管路和供热水管路用不小于20mm厚橡塑管或岩棉保温，外用玻纤纱、铝箔胶带或金属保护壳作为防护层，防护层应严实、连续、美观。7.2.9给水管道应尽可能设置在建筑管道井或室内公共区域，必须外露的管道，应采取7.2.8的保温措施；在建筑设计时，应设置足够的管道井空间。7.2.10室外环境下没有进行保温的塑料管道，应进行避免紫外线老化的防护，其防护层可选用类似保温层防护的方法及材料。防护层应按照规范施工，防止雨水进入保温层。7.3贮热水箱7.3.1系统贮热水箱设计应符合下列要求：a)太阳能热水系统储热水箱应符合建筑设计要求。b)贮热水箱应使用无毒、耐腐蚀的材料制造，应能长期在不高于100℃的温度条件下贮水使用，水箱刚度、强度和耐用、耐压应满足系统设计要求；c)常压储热水箱的内胆材料宜选择不低于06Cr19Ni10牌号的不锈钢材料；对于承压热水箱，宜选择搪瓷水箱，采用不锈钢时，应选择不低于06Cr17Ni12Mo2或019Cr19Mo2NbTi牌号的材料。d)贮热水箱保温性能应符合系统设计要求，开式水箱的顶部人孔应有防水措施，保温层宜采用聚胺脂整体发泡：1)中小型水箱的保温材料厚度应不低于30mm。2)现场组装的大型水箱，保温材料厚度不小于50mm，并应设置与水箱设置环境和耐候要求一致的外防护层。6DB5301/T×××××-2020e)顶水供水式储热水箱的上循环口、取水口、下循环口应根据用水实际合理计算设计，在保证用水流量的前提下，应尽量提高取水口位置。f)贮热水箱底部应设清洗排污阀；g)承压贮热水箱上应设膨胀罐、温度表、压力表、压力安全阀和压力温度安全阀；h)外露设置在建筑屋面上的贮热水箱，不应使用反光材料制作防护面层。7.3.2系统贮热水箱设置应符合下列要求：a)贮热水箱宜靠近用水部位；b)设置贮热水箱的位置应采取相应的排水、防水措施；c)贮热水箱周围应留有安装、检修空间，净空不宜小于700mm；d)贮热水箱不应简单、孤立、高耸的设置在建筑屋面上，影响城市景观，储热水箱的最高处不应高于建筑维护结构之上。因屋面条件限制高于维护结构的，应进行适当的装饰遮挡。e)坡屋面建筑不应将水箱设置在屋面上。f)自然循环储热水箱设置在建筑屋面上，贮热水箱与集热器连接的外露循环管道不应任意倾斜布置，当倾斜布置循环管影响景观时，不宜采用自然循环；g)内置辅助加热系统的贮热水箱露天设置时应有保障使用安全的技术措施。h)储热水箱应该尽量安置在屋面北向或楼梯/电梯间上面，避免对太阳辐射构成严重遮挡。i)储热水箱安置地点应具有足够的对于水箱重量的承载能力，承重建筑的安全性，应由建筑设计单位设计与核算。7.4辅助能源系统7.4.1辅助能源设备与太阳能储热装置不宜设置在同一容器内，太阳能宜作为预热热媒与辅助热源串联使用，辅助能源设备宜为空气源热泵或天然气热水器。7.4.2辅助能源的控制应在保证充分利用太阳能的前提下，根据不同的供热水方式，选择自动温差控制、定时控制、手动控制或无线远程控制。7.4.3辅助热源加热设备应根据供水水质、冷热水系统型式，选择采用直接加热或间接加热设备。7.5电器与控制系统7.5.1电器与控制系统应符合GB50364的相关规定。7.5.2控制系统的设计应遵循安全可靠、经济实用、应考虑不同季节的太阳辐射和环境温度的差别，根据不同的太阳能热水系统确定相应功能和参数，实现在最小常规能源消耗条件下获得最大限度太阳能总体目标。7.5.3控制系统的功能应包含运行控制功能与安全保护功能，运行控制功能应包括手动与自动控制功能，宜包括无线智能控制功能。8太阳能热水系统安装8.1应严格按经批准的施工图施工。8.2太阳能热水系统的安装应符合GB50364的相关规定。9太阳能热水系统的调试与验收9.1一般要求7DB5301/T×××××-2020一般要求应符合GB50364的相关要求，太阳能热水系统节能工程验收应符合GB50411的相关要9.2分项工程验收分项工程验收应符合GB50364的相关要求。9.3系统调试系统调试应符合GB50364的相关要求。9.4系统验收与移交9.4.1应建立太阳能热水系统的竣工验收责任制，建设单位、设计单位、监理单位、太阳能安装单位对太阳热水系统完成竣工验收后的正常运行承担相应责任。9.4.2太阳能热水系统中的隐蔽工程，在隐蔽前应由施工单位通知监理单位进行验收，并应形成验收文件，验收合格后方可继续施工。9.4.3太阳能热水系统中的土建工程验收前，应在安装施工中完成下列隐蔽工程项目的现场验收：a)安装基础螺栓和预埋件；b)基座、支架、集热器四周与主体结构的连接节点、封堵、防水；c)太阳能热水系统与建筑物避雷系统的防雷连接点和系统的接地装置。9.4.4太阳能集热器的安装方位角和倾角应满足设计要求，安装允许误差应在±3º以内。9.4.5竣工验收应提交下列验收资料：a)设计变更文件和竣工图；b)主要部件及材料的出厂合格证明或检验报告；c)水压试验及冲洗记录；d)隐蔽工程验收记录；e)系统调试及运行记录；f)系统原理图和使用维护说明书；g)系统性能检验报告。9.4.6家用太阳能热水系统和太阳能热水工程及其关键部件应提供具有相应资质的第三方质检机构出具的检验报告，被测样品应与采购对象同型号，且生产日期在供货日期两年以内，其他部件应提供合格证明文件或检验报告。9.4.7太阳能热水系统节能工程采用的集热设备进场时，应对其集热设备的热性能进行复验，复验应为见证取样检验，由监理方现场随机抽样，检验后核查复验报告。检查数量应符合GB50411的相关要9.4.8昆明地区家用太阳能热水系统的能效应不低于GB26969规定的二级，太阳能热水系统的太阳能保证率不低于50%。9.4.9竣工验收时，太阳能热水系统的供热水温度应满足设计要求。9.4.10安装人员应对用户指派的操作管理人员进行培训。培训内容包括：a)系统运行原理；b)系统控制仪（器）的设置与更改设置的方法；c)系统日常管理注意事项；d)系统常见故障与维修方法；e)系统应急处理措施。9.4.11对被培训人员的基本信息和培训情况应做文字记录，并填写有关资料，由本人签字，存档备查。8DB5301/T×××××-20209.4.12经验收合格的工程，应及时将工程移交给用户。工程移交至少包括以下内容：a)有关工程技术和使用维护资料；b)用户验收情况资料；c)电控箱钥匙；d)常用的易损配件，如真空管、密封圈等。e)移交时，应将工程现场和施工时临时借用甲方的场所打扫清理干净，达到干净、整洁，不留死f)上述程序办理完毕后，由该项目负责人填写《工程验收移交单》，与用户办理工程移交手续。9.4.13安装队全部撤离时，对清理出的废料应进行分类处理，有用的材料和配件，应回收退库；应妥善处理没用的垃圾。10太阳能热水系统的管理、运行与维护10.1一般要求10.1.1太阳能热水系统的施工单位应对负责系统使用、管理和维护的单位进行必要的系统技术交底，以及系统使用、管理和维护技能的培训。10.1.2需要用户操作使用的太阳能热水系统，投入使用前，用户应认真阅读使用维护说明书，并按照说明书的提示和规定使用。10.1.3负责系统日常使用、管理和维护的单位应按合同约定或自行安排至少每年1次的现场维护保养。10.2系统运行与维护集热系统、储热系统、管路系统、控制系统和辅助加热系统的运行与维护，执行GB50364的规定。11节能量和减排量计算评估11.1一般要求11.1.1太阳能热水系统的系统设计文件，宜包括该系统的节能和减排量分析计算，具体计算方法参见11.1.2太阳能热水系统竣工验收后，应根据系统实际运行后的节能量和减排量进行评估验证。11.1.3太阳能热水系统节能量和减排量应包括常规能源替代量、年CO2、SO2、NOX、CO和PM减排量等内容。11.2系统节能量和减排量计算方法根据家用太阳能热水系统和太阳能热水工程年节能量，实际节省的常规能源量按附录C表C.2进行换算，年CO2、SO2、NOX、CO和PM减排量分别按附录C中的公式（1）、公式（2）进行计算。9DB5301/T×××××-2020附录A（资料性附录）太阳能热水系统及部件技术要求表A.1家用太阳能热水系统技术要求12345表A.2家用太阳能热水系统关键部件的技术要求序号部件名称执行标准12345器6789储热水箱应符合GB/T28746，搪瓷储热水箱还应符合NB/T34023的要求。DB5301/T×××××-2020表A.3太阳能热水工程关键部件的技术要求序号部件名称执行标准12NB/T34070345器NB/T3407467NB/T340438NB/T340239DB5301/T×××××-2020附录B（资料性附录）不同角度集热器采光面积年平均补偿系数表B.1平板集热器采光面积年平均补偿系数倾角方位0020304050607090表B.2竖向安装真空管集热器采光面积年平均补偿系数倾角方位角00203040506070902.012.072.212.30DB5301/T×××××-2020表B.3横向安装真空管集热器采光面积年平均补偿系数倾角方位角00203040506070902.03DB5301/T×××××-2020（资料性附录）节能量和减排量计算的取值和单位C.1减排量计算方法C.1.1电、天然气、煤和生物质的二氧化碳CO2减排量按公式（1）计算。式中：MCO2