民用建筑太阳能热水系统应用技术规范.docx
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民用建筑太阳能热水系统应用技术规范
中华人民共和国行业标准GBPGB50364-2005
太阳能热水系统
应用技术规范
Technicalcodeforsolarwater
heatingsystemofcivilbuilding
2005-12-05发布2006-01-01实施
中华人民共和国建设部
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中华人民共和国建设部
公?
告
第394号
建设部关于发布国家标准《
太阳能热水系统应用技术规范》的公告
现批准《太阳能热水系统应用技术规范》为国家标准，编号为GB50364-2005，自2006年1月1日起实施。
其中，第3.0.4
本规范由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部
2005年12月5日
前?
言
根据建设部建标[2003]104号文和建标标函［2005］25号文的要求，规范编制组在深入调查研究，认真总结工程实践，参考有关国外先进标准，并广泛征求意见的基础上，编制了本规范。
本规范主要技术内容是：
1总则；2术语；3基本规定；4太阳能热水系统设计；5规划和建筑设计；6太阳能热水系统安装；7太阳能热水系统收。
本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国建筑设计研究院负责具体技术内容的解释。
本规范主编单位：
中国建筑设计研究院
本规范参编单位：
建设部科技发展促进
建设部住宅产业化促进中心
国家发展和改革委员会能源研究所
北京市太阳能研究所
北京清华阳光能源开发有限公司
山东力诺瑞特新能源有限公司
皇明太阳能集团有限公司
昆明新元阳光科技有限公司
昆明官房建筑设计有限公司
北京北方赛尔太阳能工程技术有限公司
北京九阳实业公司
扬州市赛恩斯科技发展有限公司
天津市津霸能源环保设备厂
（中美合资）北京恩派太阳能科技有限公司
江苏太阳雨太阳能有限公司
北京天普太阳能工业有限公司
江苏省华扬太阳能有限公司
本规范主要起草人：
张树君于晓明何梓年李竹光
袁莹杨西伟辛萍童悦仲
娄乃琳李俊峰胡润青朱培世
杨金良陈和雄王辉孙培军
王振杰孟庆峰黄永年齐心
戴震青刘立新焦青太吴艳元
黄永伟赵文智
目?
次
1总则…………………………………………………5
2术语…………………………………………………6
3?
基本规定………………………………………………8
4?
太阳能热水系统设计…………………………………9
4.1?
一般规定……………………………………………9
4.2?
系统分类与选择……………………………………9
4.3?
技术要求……………………………………………10
4.4?
系统设计……………………………………………11
5规划和建筑设计……………………………………16
5.1一般规定…………………………………………16
5.2规划设计…………………………………………16
5.3建筑设计…………………………………………16
5.4结构设计…………………………………………18
5.5给水排水设计……………………………………19
5.6电气设计…………………………………………20
6系统安装……………………………………………21
6.1一般规定…………………………………………21
6.2基座……………………………………………21
6.3支架……………………………………………22
6.4集热器…………………………………………22
6.5贮水箱…………………………………………23
6.6管路……………………………………………23
6.7辅助能源水加热设备…………………………23
6.8电气与自动控制系统…………………………24
6.9水压试验与冲洗………………………………24
6.10系统调试…
……………………………………25
7工程验收…………………………………………26
7.1一般规定………………………………………26
7.2分项工程验收…………………………………26
7.3竣工验…………………………………………27
附录A主要城市纬度表…………………………28
本规范用词说明…
……………………………………29
1总则
1.0.1为使民用建筑太阳能热水系统安全可靠、性能稳定、与建筑和周围环境协调统一，规范太阳能热水系统的设计、安装和工程验收，保证，制定本规范。
1.0.2?
本规范适用于城镇中使用太阳能热水系统的新建、扩建和改建的民用建筑；以及改造既有建筑上已安装的太阳能热水系统和在既有建筑上增设太阳能热水系统。
1.0.3?
太阳能热水系统设计应纳入建筑工程设计，统一规划、同步设计、同步施工，与建筑工程同时投入使用。
1.0.4?
改造既有建筑上已安装的太阳能热水系统和在既有建筑上增设太阳能热水系统应有具有相应资质的建设设计单位进行。
1.0.5民用建筑太阳能热水系统除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。
2术语
2.0.1建筑平台terrace
供使用者或居住者进行室外活动的上人屋面或由建筑底层地面伸出室外的部分。
2.0.2变形缝deformationjoint
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缝，包括伸缩缝、沉降缝和抗震缝。
2.0.3日照标准insolationstandards
根据建筑物所处的气候区，城市大小和建筑物的使用性质决定的，在规定的日照标准日（冬至日或大寒日）有效日照时间范围内，以底层窗台面为计算起点的建筑外窗获得的日照时间。
2.0.4平屋面planeroof
坡度小于10°的建筑屋面。
2.0.5坡屋面slopingroof
坡度大于等于10°且小于90°的建筑屋面。
2.0.6管道井pipeshaft
建筑物中用于布置竖向设备管线的竖向。
2.0.7太阳能热水系统solarwaterheatingsystem
将太阳能转换成热能以加热水的装置。
通常包括太阳能集热器、贮水箱、泵、连道、支架、控制系统和必要时配合使用的辅助能源。
2.0.8太阳能集热器solarcollector
吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热工质的装置。
2.0.9贮热水箱heatstoragetank
太阳能热水系统中储存热水的装置，简称贮水箱。
水系统collectivehotwatersupplysystem?
采用集中的太阳能集热器和集中的贮水箱供给一幢或几幢建筑物所需热水的系统。
采用集中的太阳能集热器和分散的贮水箱供给一幢建筑物所需热水的系统。
采用分散的太阳能集热器和分散的贮水箱供给各个用户所需热水的小型系统。
t?
system
在太阳能集热器中直接加热水给用户的太阳能热水系统。
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。
采用透明管（通常为玻璃管）并在管壁与吸热体之间有真空空间的太阳能集热器。
吸热体表面基本为平板形状的非型太阳能集热器。
整个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。
单位为平方米（m2）。
tiltangleofcollector
太阳能集热器与水平面的夹角。
单位为度（o）。
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差进行循环的太阳能热水系统。
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。
em
传热工质一次流过集热器加热后，进入贮水箱或用热水处的非循环太阳能热水系统。
系统中由太阳能部分提供的热量除以系统总负荷。
接收太阳辐射能的面密度。
3基本规定
3.0.1太阳能热水系统设计和建筑设计应适应使用者的生活规律，结合日照和管理要求，创造安全、卫生、方便、舒适的生活环境。
3.0.2?
太阳能热水系统设计应充分考虑用户使用、施工安装和维护的要求。
3.0.3?
太阳能热水系统类型的选择，应根据建筑物类型、使用要求、安装条件等因素综合确定。
3.0.4?
在既有建筑上增设或改造已安装的太阳能热水系统，必须经建筑结构安全的复核，并应满足建筑结构及其他相应的安全性要求。
3.0.5?
建筑物上安装太阳能热水系统，不得降低相邻建筑的日照标准。
3.0.6?
太阳能热水系统宜配置辅助能源加热设备。
3.0.7?
安装在建筑物上的太阳能集热器应规则有序、排列整齐。
太阳能热水系统配备的输水管和电器、电缆线应与建筑物其他管线统筹安排、同步设计、同步施工，安全、隐蔽、集中布置，便于安装维护。
3.0.9?
安装太阳能热水系统建筑的主体结构，应符合建筑施工质量验收标准的规定。
4?
太阳能热水系统设计
4.1一般规定
4.1.1太阳能热水系统设计应纳入建筑给排水设计,并符合国家现行的有关设计规范要求。
4.1.2?
太阳能热水系统应根据建筑物的使用功能、地理位置、气候条件和安装条件等综合因素，选择其类型、安装位置和色泽，并与建筑物整体及周围环境相协调。
4.1.3?
太阳能集热器的规格宜与建筑相协调。
4.1.4?
安装在建筑屋面、阳台、墙面和其它部位的太阳能集热器、支架及连线应与建筑功能和建筑造型一并设计。
4.1.5?
太阳能热水系统应满足安全、适用、经济、美观的要求，并便于安装、清洁、维护和局部更换。
4.2系统分类
4.2.1太阳能热水系统按供热水范围分为下列三种系统：
1?
水系统；
2?
集中-分散供热水系统；
3?
分散供热水系统。
4.2.2?
太阳能热水系统按系统运行方式分为下列三种系统：
1?
自然循环系统；
2?
强制循环系统；
3?
直流式系统。
4.2.3?
太阳能热水系统按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
2?
间接系统
4.2.4?
太阳能热水系统按辅助能源设备安装位置分为下列二种系统：
1?
内置加热系统；
2?
外置加热系统；
4.2.5?
太阳能热水系统按辅助能源启动方式分为下列三种系统：
1全日自动启动系统；
2?
定时自动启动系统；
3?
按需手动启动系统。
4.2.6?
太阳能热水系统的类型应根据建筑物的类型及使用要求按下表进行选择
表4.2.6
建筑物类型
底层多层高层宾馆医院游泳馆公共浴室
太阳能热水系统类型集热与供热水范围水系统●●●●●●
集中-分散供热水系统●●
分散供热水系统●
系统运行方式自然循环系统●●●●●
强制循环系统●●●●●●
直流式系统●●●●●
集热器内传热工质直接系统●●●●●
间接系统●●●●●●
辅助能源安装位置内置加热系统●●
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
4.3技术要求
4.3.1太阳能热水系统的技术性能应满足相关太阳能产品国家现行标准和设计的要求，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。
4.3.2?
太阳能热水系统应安全可靠，内置加热系统必须带有保证使用安全的装置，并根据不同地区应采取防冻、防结露、防过热、防雷、抗雹、抗风、抗震等技术措施。
4.3.3?
辅助能源加热设备种类应根据建筑物使用特点热水用量、能源供应、维护管理及卫生防菌等因素选择，并符合国家现行标准《建筑给水排水设计规范》GB50015中有关规定。
4.3.4?
系统供水水温、水压和水质应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015中有关规定；
4.3.5?
太阳能热水系统应符合下列规定和要求：
1?
集中供热水系统宜设置热水回水管道，热水供应系统应保证干管和立管中的热；
2?
集中--分散供热水系统应设置热水回水管道，热水供应系统应保证干管和立管中的热；
3?
分散供热水系统可根据用户的具体要求设置热水回水管道。
4.4系统设计
4.4.14.4.2?
系统集热器总面积计算宜符合下列规定：
1?
直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按下式计算：
式中：
Ac——直接系统集热器采光面积，m2；
Qw——日均用水量，kg；
Cw——水的定压比热容，kJ/（kg·℃）；
tend——贮水箱内水的终止温度，℃；
ti——水的初始温度，℃；
JT——当地集热器采光面上年平均日太阳辐照量，kJ/m2；
f——太阳能保证率，%；根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，一般在30%～80%范围内；
ηcd——集热器年平均集热效率；根据经验值取0.25～0.50具体取值要根据集热器产品的实际测试结果而定；
ηL——贮水箱及管路热损失率；根据经验值取0.20～0.30。
2?
间接系统集热器总面积可按下式计算：
式中：
AIN——间接系统集热器总面积，m2
FRUL—
—集热器总热损系数，W/（m2·℃）；
对于平板型集热器，FRUL取4～6W/（m2·℃）；
对于真空管集热器，FRUL取1～2W/（m2·℃）；
具体数值要根据集热器产品的实际测试结果而定；
Uhx——换热器传热系数，W/（m2·℃）；
Ahx——换热器换热面积，m2。
4.4.3?
集热器等于当地纬度一致；如系统侧重在夏季使用，其宜为当地纬度减10°；如系统侧重在冬季使用，其倾角宜为当地纬度加10°；全玻璃真空管东西向水平放置的集热器安装倾角可适当减少。
主要城市纬度见本规范附录A。
1?
集热器朝向受条件限制，南偏东、南偏西或向东、向西时；
4.4.6?
贮水箱容积的确定应符合下列要求：
1?
集中供热水系统的贮水箱容积应根据日用热水小时变化曲线及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、加热特性和自动装置等因素按积分曲线计算确定；
表4.4.6?
贮水箱的贮热量
加热设备以蒸汽或95℃以上高温水为热媒以≤95℃高温水为热媒
容积式水加热器或加热水箱≥30minQh≥45minQh≥60minQh≥90minQh
注:
Qh?
为设计小时耗热量（W）。
4.4.7?
太阳能集热器设置应设置在平屋面上，应符合下列要求：
1对朝向为正南、南偏东或南偏西不大于?
30°的建筑，集热器可朝南设置，或与建筑同向设置；
2对朝向南偏东或南偏西大于30°的建筑，集热器宜朝南设置或南偏东、南偏西小于30°设置；
3对于受条件限制，集热器不能朝南设置的建筑，集热器可朝南偏东、南偏西或者朝东、朝西设置；
4水平放置的集热器可不受朝向的限制；
5集热器应便于拆装移动；
6集热器与遮光物或集热器前后的最小距离可按下式计算：
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；
αs——太阳高度角，度（°）；
对于季节性使用的系统，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；
7?
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的数目不宜超过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。
8?
集热器之间的连接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。
9?
在平屋面上宜设置集热器通道。
4.4.8?
太阳能集热器设置在坡屋面上，应符合下列要求：
1?
集热器可设置在南向、南偏东、南偏西、朝东、或朝西建筑坡屋面上；
2?
坡屋面上的集热器应采用顺坡嵌入设置或顺坡架空设置；
3?
集热器在朝东、或朝西坡屋面上设置时，应按当地日照情况选择有利的朝向；
4?
做为屋面板的集热器应安装在建筑上；
5?
做为屋面板的集热器所构成的建筑坡屋面在刚度、强度、热工、锚固、功能上应按建筑围护结构设计。
4.4.9?
太阳能集热器设置在阳台上，应符合下列要求：
1?
对于朝南、南偏东、南偏西或者朝东、朝西的阳台，集热器可设置在阳台栏板上或构成阳台栏板；
2?
低纬度地区设置在阳台栏板上的集热器和构成阳台栏板的集热器应有适当的倾角；
3?
构成阳台栏板的集热器，在刚度、强度、高度、锚固和功能上应满足建筑设计要求。
1?
在高纬度地区，集热器可设置在建筑的朝南、南偏东、南偏西和朝东、朝西的墙面上，或者直接构成建筑墙面；
2?
在低纬度地区，集热器可设置在建筑南偏东、南偏西和朝东、朝西墙面上，或者直接构成建筑墙面；
3?
构成建筑墙面的集热器，其刚度、强度、热工、锚固、功能应满足建筑围护结构设计要求。
、、、防水、防护等功能。
0.3m以上。
1?
集热器循环管路应有0.3%～0.5%的坡度。
2?
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；
3?
在有水回流的防冻系统中，管路的坡度应使系统中水自动回流，不应积存；
4?
在循环管路中，易发生气塞的位置应设有吸气阀；当采用防冻液作为传热工质时，宜使用手动排气阀。
需要排空和防冻回流的系统应设有排气阀；在系统各回路及系统需要防冻排空部分的管路的最低点及易积存的位置应设有排空阀。
5?
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?
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；
7?
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；
8?
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；
9?
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；
10?
直流式系统应采用落水法取热水；
11?
各种取热水管路系统应按1.0m/s的设计流速选取管径。
1?
强制循环系统宜采用温差控制；
2?
直流式系统宜采用定温控制；
3?
直流式系统的温控器应有水满自锁功能；
4?
集热器用传感器应能承受集热器的最高空晒温度，精度为±2℃；贮水箱用传感器应能承受100℃，精度±2℃；
性能应满足安全要求，并与建筑牢固连接。
措施。
5?
规划和建筑设计
5.1一般规定
5.1.1应用太阳能热水系统的民用建筑规划设计，除需综合考虑场地条件、建筑功能、周围环境等因素外；在确定建筑布局、朝向、
、群体组合和空间环境时，还应结合建设地点的地理、气候条件，满足太阳能热水系统设计和安装的技术要求。
5.1.2?
应用太阳能热水系统的民用建筑，太阳能热水系统类型的选择，应根据建筑物的使用功能、热水供应方式、集热器安装位置和系统运行方式等因素，经综合技术经济比较确定。
5.1.3太阳能集热器安装在建筑屋面、阳台、墙面或建筑其他部位，不得影响该部位的建筑功能，并应与建筑协调一致，保持建筑统一和谐的外观。
5.1.4?
建筑设计应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。
5.1.4?
太阳能热水系统的管线不得穿越其他用户的室内空间。
5.2规划设计
5.2.1安装太阳能热水系统的建筑单体或建筑群体，主要朝向宜为南向。
5.2.2?
建筑体型及空间组合应与太阳能热水系统紧密结合，并为接收较多的太阳能创造条件。
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。
5.3?
建筑设计
5.3.1太阳能热水系统的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，并满足所在部位的防水、排水和系统的要求。
5.3.2?
建筑的体型和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，并满足太阳能集热器有不少于4h日照时数的要求。
5.3.3?
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设施。
5.3.4?
直接以太阳能集热器构成围护结构时，太阳能集热器除与建筑整体有机结合，并与建筑周围环境相协调外，还应满足所在部位的结构安全和建筑防护功能要求。
5.3.5?
太阳能集热器不应跨越建筑变形缝设置。
5.3.6?
设置太阳能集热器的平屋面应符合下列要求：
1太阳能集热器支架与屋面预埋件固定牢固，并应在地脚螺栓周围作密封处理；
2?
在屋面防水层上放置集热器时，屋面防水层应包到基座上部，并基座下部应加设附加防水层；
3?
集热器周围屋面、通道、屋面出入口和集热器之间的人行通道上部应铺设；
4?
太阳能集热器与贮水箱相连的管线需穿过屋面时，应在屋面预埋防水，并对其与穿屋面相接处进行防水密封处理。
防水应在屋面防水层施工前埋设完毕。
5.3.7?
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受阳光的最佳倾角即当地纬度±10°；
2?
坡屋面上的集热器宜采用顺坡镶嵌设置或顺坡架空设置；
3?
设置在坡屋面的太阳能集热器的支架应与埋设在屋面板上的预埋件牢固连接，并采取防水措施；
4?
太阳能集热器与坡屋面结合处雨水的排放应通畅；
5?
顺坡镶嵌在坡屋面上的太阳能集热器与周围屋面材料连接部位应做好防水处理；
6?
太阳能集热器顺坡镶嵌在坡屋面上，不得降低屋面整体的、、防水功能；
7?
顺坡架空在坡屋面上的太阳能集热器与屋面间不宜大于100mm；
8?
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，应预埋相应的防水，并在屋面防水施工前埋设完毕；
5.3.8?
设置太阳能集热器的阳台应符合下列要求：
1设置在阳台栏板上的太阳能集热器支架应与阳台栏板上的预埋件牢固连接；
2?
由太阳能集热器构成阳台栏板的阳台，应满足刚度、强度及防护功能要求；
1?
低纬度地区设置在墙面上的太阳能集热器宜有适当的倾角；
2?
设置太阳能集热器的外墙除应承受集热器的外；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措施；
3?
设置在墙面的集热器支架应与墙面上的预埋件牢固锚固，必要时在预埋件处增设混凝土构造柱，并应满足防腐要求；
4?
设置在墙面的集热器与贮水箱相连的管线需穿过墙面时，应预埋防水套管；穿墙管线不宜在结构柱处穿管；
5?
太阳能集热器镶嵌在墙面时，墙面装饰材料色彩，分格宜与集热器协调一致；
6?
建筑设计应为集热器的安装、维护，局部更换提供安全便利的条件。
1?
贮水箱宜布置在室内；
2?
设置贮水箱的位置应具有相应的排水、防水措施；
3?
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建筑的主体结构或结构构件，应能够承受太阳能热水系统传递的和作用。
5.4.2?
太阳能热水系统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。
5.4.3?
安装在屋面、阳台、墙面的太阳能集热器与结构通过预埋件连接，预埋件应在主体结构施工时埋入，预埋件的位置应准确；当没有条件采用预埋件连接时，应采用其他可靠的连接措施，并通过试验确定其承载力。
5.4.4?
轻质填充墙不应作为太阳能集热器的支承结构；
5.4.5?
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
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