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太阳能热水系统与筑一体化构造主编单位负责人70减批准单位批准文号主编单位河南省筑设计研究院有腹公司湖北省住房和城乡设厅主编单位技术负责人蔡黎明纲岩巾河南省住房和城乡设厅湖南省住房和城乡设厅鄂文[2015]80号图集号15ZJ109技术审定人郑志宏绑衣广东省住房和城乡设厅广西牡族自治区住房和城乡设厅设计负责人刘超内丝海南省住房和城乡设厅生效日期2015.12.1段彩云反衫方目录444…女儿墙集热器安装详图…。28说明…3墙面分体式大阳能集热器安装详图…29集热器安装位置索引图……中一保温储热水箱室内安装图…3平屋面大阳能集热器平面布置示意图………分散武无水箱大阳能集热器安装图33平屋面大阳能集热器安装侧面示意图………12分散式无水箱大阳能集热器安装图既有筑大阳能集热器安平屋面整体式大阳能集热器安装详图……13装图…34平屋面集热琴安装详图…14单管整体式大阳能热水原理图…35预埋件详图…16双管整体式大阳能热水原理图…36平屋面管道并及平、坡屋面预埋套管出屋面详图…17闭式承压整体式太阳能热水原理图…37坡屋面大阳能集热器布置示意图…18承压分体式太阳能热水原理图…38坡屋面分体式太阳能集热器嵌入式安装…19强制循环水罐直接加热系统图…39坡屋面分体式大阳能集热器架空式安装…22强制循环水箱-水罐直接加热系统图…40坡屋面整体式大阳能集热器安装详图一脊顶式…25强制循环水罐间接加热系统图41坡屋面集热器管道井详图坡屋面预埋钢筋节点图……26强制循环水箱一水罐间接加热系统图…42阳台分体式大阳能集热器安装详图……27目录图集号152J109素前网Z.ZC.ET页次
说明1.适用范围本图集适用于新、扩和改民用筑大阳能热水系统的设计与安GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》装。在既有筑上增设或改造已安装的大阳能热水系统,应计算复核结JGJ145-2013《混凝土结构后错固技术规程》构承载力,并应满足其他相关的使用安全性要求。筑物上安装太阳能GB50300-2013《筑工程施工质量验收统一标准》热水系统,不得降低相邻筑的日照标准。GB50210-2001《筑装饰装修工程质量验收标准》2.设计依据GB50207-2012《屋面工程质量验收规范》GB50364-2005《民用筑太阳能热水系统应用技术规范》S-C08-R.1《管道及支架技术规范》JGJ/T267-2012《被动式太阳能筑技术规范》GB50981-2014《筑机电工程抗震设计规范》GB/T50604-2010《民用筑太阳能热水系统评价标准》3.编制内容GB50495-2009《大阳能供热采暖工程技术规范》本图集主要内容包括:太阳能集热器安装在筑物屋面、阳台、墙GB/T17581-2007《真空管型太阳能集热器》面和其它部位典型的构造详图、大阳能热水系统图等。GB/T170492005《全孩整能整筑大阳並热水系统阅CCNEGB/T6424-2007《平板型大阳能集热器大阳能热水系统:以天阳能转换为热能进行加热水的装置。通常包GB50555-2010《民用筑节水设计标准括太阳能集热暴、贮集热器、贮水箱、泵、连接管道、支架、控制系统GB50015-2003(2009年版)《筑给水排水设计规范》和必要时配合使用的辅助能源。GB/T8175-2008《设备及管道绝热设计导则》4.1太阳能集热器:太阳能集热器按结构形式可分为真空管型和平板GB50352-2005《民用筑设计通则)型两大类,见表4.1。GB50345-2012(屋面工程技术规范》表4.1太阳能集热器分类及特点GB50693-2011《坡屋面工程技术规范分类特点JGJ230-2010《倒置式屋面工程技术规程》工质在真空管内直排加热。非承压。抗机械冲击性能差GB50057-2010《筑物防雷设计规范》全玻璃真空管集热效率高,热损小。防冻性能好。造价低。不易与GB50009-2012《筑结构荷载规范》太阳能集热器筑结合,内外热冲击时,存在炸管泄露的可能,适于强GB50011-2010《筑抗震设计规范》制循环开式、直流式和自然循环式系统:GB/T18713-2002《大阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范图集号157J109GB50303-2011《筑电气工程施工质量验收规范》说明(一)甄泰网Z.ZC.NE]页次3
续表4.12.平板型集热器:吸热休长血本为平板形状的非聚光型太阳能果分类特点热器。(非聚光型集热器:识入不术的人阳辐射不改变方向也不集中多采用金属吸热板芯加热工质。承压高。抗机械冲击性射到吸热体上的大阳集热器。)平板型能好。热损大,中低热效率高。防冻性能差。造价适中4.3大阳能热水系统的分类见表1.3大阳能集热器易与筑结合。抗内外热冲击性能好。适于强制循环闭表4.3太阳能热水条统分类表式、开式和自然循环系统。项目形式在真空管内带有吸收涂层的吸热体传热至热管内相变材集中供热水系统热管式真空管料加热工质。承压高。抗机械冲击性差。高温时集热效按供热水范围集中-分散供热水系统太阳能集热器率高。可与筑结合。抗内外热冲击性能好。适于强制分散供热水系统循环开式、闭式和用水温度较高系统。自然循环系统工质在真空管内的金属流道(如U型管、直流管等)内循按系统运行方式强制循环系统玻璃金属真空筒环加热。承压高。抗机械冲击性能差。中温时集热效率直流式系统大阳能集热器高,热损小。防桂能织较高中结。按生活热水与隽热器直接系统工抗内外热冲击性能好。适于涯制循环开式、闭式系统。内传热工质的关系间接系统注:太阳能集热器:吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热工质的按辅助能源设备安装内置加热系统装置,简称集热器。位置外置加热系统4.2太阳能集热器类型选用见表4.2。全日自动启动系统表4.2大阳能集热器类型选用表按辅助能源启动方式定时自动启动系统运行条件运行方式按需手动启动系统平板型真空管型4.4大阳能热水系统设计选型的基本原则:高于4℃可用可用4.4.1太阳能热水系统的设计选型:运行期内最不可用,如采用可用,如不采用防冻措1.太阳能热水系统应根据筑物的使用功能、地理位置、气侯条件低环境温度不高于4℃防冻措施后可刷施,应注意最低环境温安装条件等综合因素,选择其类型、色泽和安装位置,并应与筑物州度及阴天持续时间。体及周围环境相协调。注:1,真空管集热器:采用透明管(通常为玻璃管)并在管壁和吸热体之间有真空空间的大阳能集热器。说明(二)图集号5興尚J.ET页次
2.太阳能热水器的规格宜与筑模数相协调表4.4.2-13.安装在筑屋面、阳台、墙面和其他部位的大阳能集热器、支架及运行方式大阳能热水系统特点适用范围连接管线应与筑功能和筑造型一并设计。(双贮保证合理使用辅助热源。设置防过热措落。可求较高的筑4.太阳能热水系统应满足安全、适用、经济、美观的要求,并应便于水装置〉以采用排回防冻措施,冬季运行可靠。安装、清洁、维护和局部更换。4强制集热系统采用强制循环、直接加热方式加热。适用于对筑4.4.2大阳能热水系统的运行方法见表4.4,2-1,大阳能热水系统选用表循环直采用非承压水箱或承压水罐。水箱设置灵活,美观要求高、见表4.4.2-2。接加热可在高位依靠水箱与用水点的高差供热水:也供热水规模较表4.4.2-1太阳能热水系统的运行方法和系统分类表系统可在低位,增设一台加压设备供热水。辅助热小、供热水要运价方式大阳能热水系统特点适用范围(单贮源采用内置加热系统,当贮热水箱内设定水位求不高的筑1.强制集热系统采用强制循环、间接加热方式加热,适用于对筑水装置)的水温低于设定值时,开启辅助热源加热。寒循环间与辅助热源分置,大阳能预热。采用闭式水蝶美观要求高、冷地区可采用排回防冻措施。接加热作为贮热水箱,闭式水罐(或小型热水机组)供热水规模较5.集热系统采用定温放水方式,当集热器放水点适用于供热水系统供热水。辅助热源采用外置加热系统,并配名太供热米要温度高于设定温废时,潭控阀开启将热水放入规模小、用水(双贮智能化的控制系统,保证合理使用辅盼熟源求较高的键筑直流贮热水箱。采用非承压水箱。当采用高位水箱时间固定、用水装置)》设置防过热措施。采用防冻工质防冻方式,冬时需依靠水箱与最不利用水点的高差供热水,水量稳定的季运行可靠。采用低水位水箱时需增设热水泵供热水。热水筑,如洗衣2.强制集热系统采用强制循环、间接加热方式加热,适用于对筑与空气接触,应采取保证水质的措施。辅助热房、公共浴池循环问采用承压水箱或闭式水罐,依靠给水系统压力美观要求高、源可以采用内置也可以采用外置加热系统。接加热供热水,水加热器可根据筑需要灵活设置。供热水规模较集热系统仅利用被加热液体的密度变化来实现适用于供热水系统辅助热源采用内置加热系统,当水箱或水加热小,供热水要自然循环:系统筒单、成本低:热水箱底部高规模小、用热(单贮器内设定水位的水温低于设定值时,开启辅助求较高的筑6.自然于集热器顶卸0.3~0.5m:单个系统的规模不宜水要求不高、水装置热源加热。一般采用防冻工质防冻方式。循环系大大。采用非承压水箱,依靠水箱与最不利用冬季无冰冻地3.强制集热系统采用强制循环、直接加热方式加热。适用于对筑水点的高差供热水,水箱中水有过热危险,只区的筑循环直采用非承压水箱或闭式水罐作为贮热水箱,闭美观要求高、能采用冬季排空方式防冻,即冬季无法使用。接加热式水罐(或小型热水锅炉)供热水。辅助热源供热水规模较系统采用外置加热系统,并配备智能化的控制系统,大、供热水要说明(三)图集号15ZJ109理Z..ET页次5
注:1.当原水总硬度150mg/1时,集热系统可采用直接加热系统。注:1.表中“。”为可选项目。2.当原水总硬度≥150mg/L时,集热系统宜采用间接加热系统。2.集中供热水系统:采用集中的太阳能集热器和集中的贮水箱供3.贮热水箱:大阳能热水系统中储存热水的装置,简称贮热水箱。一幢或几幢筑物所需热水的系统。4.强制循环系统:利用泵迫使传热工质通过集热器(或换热器)进3.集中-分散供热水系统:采用集中的太阳能集热器和分散的贮水行循环的太阳能热水系统。供给一幢筑物所需热水的系统。5.直流式系统:传热工质一次流过集热器加热后,进入贮热水处的4.分散供热水系统:采用分散的大阳能集热器和分散的贮水箱倒非循环大阳能热水系统。给各个用户所需热水的小型系统。6.自然循环系统:仅利用传热工质内部的密度变化来实现集热器与4.5太阳能集热器面积计算方法:贮水箱之间或集热器与换热器之间进行循环的大阳能热水系统。4.5.1直接系统集热器总面积根据用户的日用水量和用水温度确定,按表4.4.2-2太阳能热水系统设计选用表Ae=%C.(tmnd-tj)居住筑公共筑Jned (1-n)筑物类别宾游泳公共低月多月高层式中:A一直接系统集热器总面积,m:医馆俗室集热器总面积:心整个集热器的戴大投影面积,不包括那些固定和集热与热水集中热水供应系统连接传热工质管道的组成部分。单位为平方米(m)。供应范围集中-分散热水供应系统Q,一日均用水量,kg:分散热水供应系统C,一水的定压比热容,kJ/(kg·℃),一般取4.187kJ/(kg·℃:系统运自然循环系统tcmd一贮水箱内的设计温度(不宜大于60℃),一般取50℃~60(:行方式强制循环系统t1一水的初始温度,一般取4℃~15℃:直流式系统1一当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量kJ/m乙,具体见集热晷内直接系统附录二:传热工质间接系统太阳辐照量:接收到大阳辐射能的面密度。单位为J/m或kJ/m辅助能源内置加热系统「一太阳能保证率,%:安装位置外置加热系统根据系统使用期内的大阳辐照、系统经济性及用户要求等因素辅助能源全日自动启动系统合考虑后确定,宜为30%~80%。启动方式定时自动启动系统按需手动启动系统興尚Z..E可说明(四)图集号引1510页次
大阳能保证率:系统中由太阳能部分提供的热量除以系统总负荷。器并联数目不宜超过16个或总集热面积不大于2m,?一集热器的年平均集热效率:4.7.3对于自然循环系统,每个系统全部集热器的数目不宜超过24个。根据经验取值宜为0.25~0.50,具体取值应根据集热器产品的实大面积自然循环系统,可分成若干个子系统,每个系统全部集热器的数际测试结果而定。目不宜超过24个。刀一贮水箱和管路的热损失率:4.7.4东西向放置的全玻璃真空管集热器,在同一斜面上多层布置时,根据经验取值宜为0.20~0.30。串联的集热器不宜超过3个(每个集热器联箱长度不大于2)。4.5.2间接系统集热器总面积可按下式计算:4.7.5对于强制循环系统,集热器可进行并联、串联和串并联组合。每加A+批米)组并联或串联的集热器数量不宜超过16个。当集热器数量超过16个时,可以通过集热器串并联组合连接实现。式中:Ae一直接系统集热器总面积,m':47.6各集热器组之间的连接宜采用同程连接,采用异程连接时,在每A一间接系统集热器总面积,m':个集热晷组的支路上应增加平衡阀来调节流量平衡。FR一集热器总热损失系数,W/(m,℃):47.7集热器并联时,各组并联的集热器数应相同。对真空管集热器,F宜取/空C对平板型集热器,4.8辅助热源设备可参照表4.8海用。FR儿宜取4~6W/(m2·℃)。具体数值应根摆栗热器产品实际测武结果而定表8二·二○辅勘热源设备选用推荐表么x一换热器传热系数,W/(m2·C):能源形式推荐选用设备Ax一换热器换热面积,m。市政热力优先利用工业余热、废热、地热等4.5.3太阳能热水系统选型计算举例详附录三热泵可选用空气源、水源热泵4.6太阳能集热器可安装在筑物屋面、阳台栏板、墙面或筑其他部燃气可采用燃气锅炉、热水机组位。太阳能集热器与贮水箱直接相连的称为整体式,整体式适合安装在燃油可采用燃油锅炉、热水机组坡屋面、平屋面或平台上:大阳能集热器与贮热水箱分离,二者通过管可采用电锅炉、热水机组。应充分利用低谷电道连接的太阳能热水系统,称为分体式太阳能热水系统。分体式集热器5.设计要求适合安装坡屋面、阳台栏板和墙面等位置。当采用分体式时,贮水箱应5.1筑设计中应合理确定大阳能热水系统各组成部分在筑物中的位尽量靠近集热器布置,以缩短两者之问的连接管线,减少热损耗。置,并应满足所在部位的防水、排水和系统检修的要求。无论在屋面、4.7太阳能集热器组(阵列)墙面、阳台或筑其他部位安装大阳能集热器,都要尽量保持与筑协4.7.集热器的连接方式分串联、并联和串并联三种。4.7.2对于自然循环系统,集热器宜采用并联,平板型集热器每排集热说明(五)图集号引15ZJ109Z.ZC.ET页次7
调统一,确保筑物承重、防水等功能不受影响。5.10在安装大阳能热水器的筑部位,应设置防止大阳能集热器损坏5.2大阳能集热器总面积根据热水用量、筑上可能允许的安装面积、部件坠落伤人的安全防护设施。当地的气候条件、供水水温等因素确定。集热器位置要满足全天不少于6.安装要求4h日照时数的要求。6.1集热器的安装倾角应等于当地纬度。如系统侧重在夏季使用,其的5.3集热器与遮光物或集热器前后排间的最小距离可按下式计算:角宜为当地纬度减10°,如系统侧重在冬季使用,其倾角宜为当地纬度D=HXcotas10°(主要城市纬度见附录二)。当集热器的朝向或倾角不能满足要式中:D一集热器与遮光物或集热器前后排间的最小净距离,m:时,应进行适当的面积补偿,具体方法是:按照附录一中对应地区,H一遮光物最高点与集热器景低点的垂直距离,m:择近似等于集热器安装方位和倾角所对应值,代入下式中求得进行补as一大阳高度角,度(°)。偿后的集热器面积。对季节性使用的系统,宜取当地春秋分正午12时的太阳高度角:Ap=As/Rs对全年性使用的系统,宜取当地冬至日正午12时的太阳高度角(见附录式中:AB-进行面积补偿后实际确定的集热器面积:二)。AS计算得出的集热器面积:5.4筑物朝南或南偏东、西30封,央阳能集热器可随买筑物朝向安R:-附录一生对应地区道像筐于集热器安装方位和倾角所对应的装:当集热器的安装方位满足不了这个条件时,应对集热器面积进行补补偿面积比。偿。集热器领角:大阳能集热器与水平面的夹角。单位为度(°)。5.5太阳能集热器和贮水箱无论安装在筑物的任何部位,都应与筑6.2贮水箱安装:在自然循环系统中,贮水箱底部应高出集热器项部主体结构连接牢固。0.3~0.5m。贮水箱宜布置在室内:贮水箱上部及周围应有安装、检修5.6轻质填充墙不应作为大阳能集热器的支承结构。当集热器安装在阳空间,净空不宜小于600mm:设置贮水箱的位置应具有相应的防水、相台栏板和墙面上时,对安装部位可能造成的变形、裂缝等不利因素采取水措施。必要的技术措施。63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5.7太阳能集热器不应跨越筑物变形缝设置。应碰撞和损坏:半成品应妥善保护。5.8筑设计应为大阳能热水系统的管线敷设设置管道井,做到管线有64当集热器安装在坡屋面上时,坡度宜与屋面坡度一致。顺坡架空有组织布置,安全、隐藏、易于检修。管道井具体位置详见单体设计。坡屋面上的集热器与屋面间隙不宜大于100m。当集热器安装在阳台样5.9安装太阳能热水器的筑部位涉及到外墙外保温做法时,应根据规范及当地条件由单体设计进行节能计算确定。说明(六)图集号15710筑素村网Z..ET页次
板和墙面上时,宜有适当候角。及防护功能要求。6.5集热器安装在屋面、阳台栏板或墙面上,管线穿过时均应预埋或设8.4大阳能热水系统的结构设计应按太阳能热水系统安装要求埋设顶埋防水套管,并对其相接处进行防水密封处理:坡屋面防水套管应在屋面件或其他连接件。连接件与主体结构的锚固承载力设计值应大于连接件防水层施工前埋设完毕。本身的承载力设计值:轻质填充墙不应作为太阳能集热器的支承结构:6.6钢基座和混凝土基座项面的预埋件,在大阳能热水系统安装前应做支撑太阳能热水系统的钢结构支架应与筑接地系统可靠连接。防腐处理。支架及所有的预埋件、固定件均按不少于10年使用年限做好8.5大阳能热水系统中所使用的电器设备应有剩余电流保护、接地和断防腐处理。预埋件与基座之间的空隙,应采用细石混凝土填捣密实。电等安全设施。6.7大阳能热水系统的管路保温应在水压试验合格后进行,保温应符合8.6太阳能热水系统与筑一体化施工,应先设计,根据设计选用设备国家现行的《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》尺寸预埋构件:若自选太阳能集热器,应按所选设备实际尺寸预埋构件。GB50185-2010规范的要求。8.7大阳能热水系统中构件均为热镀锌构件。6.8太阳能热水系统所用的材料如防水卷材、密封材料、各种管材、管8.8室内外热水管道需作保温。道保温材料、预埋件等,除应满足工程设计要求外,还应符合该产品国89在本图集使用中,本图集所依据的规范、标准若有新的版本时,选家现行标准和行业标准。興可筑系才朔者应按植效版态对省关碱法进行检查,调整,以使所选用微法符合相7.产品技术要求关规范有效版本的要求。太阳能热水系统中各种部件如集热器、贮水箱、支架等,应满足大9.选用方法阳能产品的国家标准和设计要求。图集号详图编号8.其他157J1098.1图中未注明单位的尺寸均以毫米为单位。8.2大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详图所在页号的装置,并根据不同地区应采取防冻、防结露、防过热、防雷、防雹、抗风、抗震等技术措施。8.3在安装太阳能集热器的筑部位,应设置防止大阳能集热器损坏后部件坠落伤人的安全防护措施:设置大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连接牢固:(2)由太阳能集热器构成的阳台栏板,应满足刚废、强度说明(七)图集号152J10%理置素节网ZC.E]页次9
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