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.docx

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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

１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。

2引用标准及术语

2.1引用标准

以下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（不包括刊误内容）或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

GB50345-2004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建筑物防雷设计实施细则（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

DB33/1034-2007居住建筑太阳能热水系统设计、安装及验收规范

2．2术语

1民用建筑civilbuilding

供人们居住和进行公共活动的建筑的总称。

民用建筑分为公共建筑和居住建筑。

三亿文库包含各类专业文献、中学教育、幼儿教育、小学教育、外语学习资料、各类资格考试、10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等内容。

2公共建筑publicbuilding

供人们进行各种公共活动的建筑，例如酒店、医院、办公楼等。

3居住建筑residentialbuilding

供人们居住使用的建筑，包括住宅、宿舍、旅馆等建筑。

4典型气象年（TMY）typicalmeteorologicalyear

以近30年的月平均值作为依据，从近10年的资料中选取一年各月接近30年的平均值作为典型气象年，由于选取的月平均值在不同的年份，资料不连续，还需要进行月间平滑处理。

5太阳能solarradiantenergy

以太阳辐射形式发射、传播或接收的能量。

单位为焦耳（J）。

6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/m2，kW/m2；

7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MJ/m2·年、MJ/m2·月、kJ/m2·日、kJ/m2·小时等。

8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必须的完整系统，通常由集热系统和供热系统组成，其中集热系统包括太阳能集热器、储热器、循环泵、连接管、支架及其它零部件、控制系统组成，供热系统由供热水箱、管路及配件、辅助加热设备等其它相关配件组成；

9集热器总面积grosscollectorarea

集热器采光平面上包括外壳边框在内接收太阳辐射的最大投影面积，单位为m2。

10太阳高度角solaraltitude（h）

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，单位为度（°）。

11太阳方位角solarazimuth（A）

太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，单位为度（°）。

12集热器倾角tiltangleofcollector（α）

太阳能集热器采光面与水平面之间所夹的锐角，单位为度（°）。

13集热器方位角azimuthangelofcollector（θ）

指集热器法线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，单位为度（°）。

14太阳能集热器solarcollector

吸收太阳辐射并向流经自身的传热工质传递热量的装置。

15太阳能热水器solarwaterheater

以水为传热介质的太阳能集热器。

16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组成的部件。

17强制循环系统forcedcirculationsystem

利用水泵等外部动力设备迫使传热工质通过集热器与储热器（或换热器）进行循环的太阳能热水系统。

18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。

19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。

20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其它流体。

21直流式系统series-connectedsystem

传热工质一次流过集热器加热后，进入储水箱或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。

22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吸收表面。

23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。

24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和储热水箱是连续进出水的承压式装置又可称为分离承压式太阳能热水系统。

25整体式太阳能热水器integralcollectorstoragesolarwaterheater

集热器和储热水箱合为一体的太阳能热水器。

26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。

27集中式太阳能热水系统centralsolarhotwatersupplysystem

采用集热器、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。

28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。

29控制器controller

对太阳能热水系统及其部件进行调节控制，使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，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），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

在建筑屋面、墙面、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，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。

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。

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.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。

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。

4.3.2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

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（冬至日照时间满足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，宜优先选用集中集热-储热-集中供热的集中式太阳能热水系统。

6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α（°）与集热器安装地理纬度φ（°）宜符合下列规定：

1.偏重考虑春、夏、秋三季使用效果时α=φ

2.偏重考虑夏季使用效果时α=φ-（0~10）°

3.偏重考虑冬季使用效果时α=φ+（0~10）°

式中α——太阳能集热器的安装倾角（°）

φ——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），可按下式计算：

D=Hctghcos（A?

θ）（

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；

θ—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，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

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：

Ac=QwCw（tend?

ti）f?

p（JTηcd（1?

ηL）

式中Ac—直接加热系统集热器总面积（m2）；

Qw—日均热水用水量，（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（0.4~0.6）；

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；

ρ—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/m2·d）；

ηcd—集热器全日集热效率，无量纲；根据国家标准取值0.46

~0.55。

ηL—管路及储水箱热损失率，无量纲；根据经验取值0.2~0.25。

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：

AinAc（1+FRUL?

Ac）（（UA）hx

式中Ain——间接加热系统的太阳能集热器总面积，m2；

，对于平板型集热器FRUL—集热器总热损失系数（W/（m2?

℃））

FRUL=4~6W/（m2?

℃），对于真空管集热器FRUL=1~2W/（m2?

℃），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（，对于阳台（外墙及女儿墙等）壁挂式还需要参照附录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（

（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（，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；

，以增加接受的太阳辐射热量，对东西向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=（50~70）·A（

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

6.3.3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

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/m2·K。

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

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：

p=CrCwQwρ（tend?

ti）（tw

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）；

Cr—辅助加热装置热损失系数（