陜西土木建筑網(wǎng)首頁(yè) > 學(xué)術(shù)研究 > 課題研究 > 民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范淺議

摘要：筆者對(duì)《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50364—2005中的一些異議條文進(jìn)行探討，使得本規(guī)范能對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有更好的指導(dǎo)作用。...

民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范淺議

李川

(河南省城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司450003)

1.前言

    太陽(yáng)能作為清潔能源，世界各國(guó)無(wú)不對(duì)太陽(yáng)能利用予以相當(dāng)?shù)闹匾暎�以減少對(duì)煤、石油、天然氣等不可再生能源的依賴。近年來(lái)，太陽(yáng)能熱水器在我國(guó)的推廣和普及取得了很好的節(jié)能效益。

    作為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)規(guī)范，《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50364—2005，下文稱本規(guī)范)自2006年1月1號(hào)發(fā)布實(shí)施以來(lái)，已經(jīng)實(shí)行了三年有余，在工程設(shè)計(jì)中有一些具體條款存在異議，筆者結(jié)合相關(guān)資料對(duì)其提出自己的建議。

2.存在異議的規(guī)范條文

    2.1術(shù)語(yǔ)

    太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)涉及了地理、氣象等多方面的技術(shù)內(nèi)容，而本規(guī)范為建筑設(shè)計(jì)多個(gè)專業(yè)提供設(shè)計(jì)依據(jù)，為滿足各專業(yè)設(shè)計(jì)人員的使用要求，減少資料查閱量，建議本規(guī)范增加以下術(shù)語(yǔ)解釋。

    (1)低緯度地區(qū)(赤道一北緯30。)；中緯度地區(qū)(北緯30。一北緯60。)；高緯度地區(qū)(北緯60o-北緯90 o)；

    (2)太陽(yáng)高度角αs(指某地太陽(yáng)光線與該地作垂直于地心的地表切線的夾角，是決定地球表面獲得太陽(yáng)熱能數(shù)量的最重要的因素)；

    (3)太陽(yáng)赤緯角8(指某地太陽(yáng)光線與赤道面的夾角)；

    (4)時(shí)角(太陽(yáng)所在時(shí)圈與通過(guò)當(dāng)?shù)卣�南方向的時(shí)圈——子午圈構(gòu)成的夾角)；

    (5)太陽(yáng)方位角α(太陽(yáng)光線在地平面上的投影線與地平

面正南方向所夾的角)；

    本條對(duì)居住建筑劃分為低層、多層、高層與GB50352—2005、GB50180—93(2002版)規(guī)范中的劃分不一致。這兩本規(guī)范對(duì)住宅建筑劃分為低層(1—3層)、多層(4～6層)、中高層(7～9層)、高層(10層及l0層以上)；非住宅類居住建筑歸屬于公共建筑，分為單層、多層、高層。GB50352—2005作為各類民用建筑設(shè)計(jì)必須共同遵守的通用規(guī)則，本規(guī)范應(yīng)與其保持一致。

    表4.2.6中，分散供熱水系統(tǒng)在低層居住建筑中可選用，在多層居住建筑中不可選用。目前大多數(shù)城市市政水壓能滿足市區(qū)六層以下建筑用水，多層(4—6層)居住建筑采用分散供熱水系統(tǒng)的建筑實(shí)例非常多。建議表中增添分散供熱水系統(tǒng)的多層居住建筑可選用選項(xiàng)。

    第1款集中供熱水系統(tǒng)本規(guī)范為“宜”設(shè)置熱水回水管道，熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)保證干管和立管的熱水循環(huán)。集中供熱水系統(tǒng)是采用集中的太陽(yáng)能集熱器和集中的貯水箱供給一幢或幾幢建筑物所需的熱水。根據(jù)GB50015—2003第5.2.10條的規(guī)定，集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)“應(yīng)”設(shè)熱水回水管道，要求隨時(shí)取得不低于規(guī)定溫度的熱水的建筑，應(yīng)保證干管、立管、支管的熱水循環(huán)。建議本規(guī)范和給水排水專業(yè)的基本規(guī)范GB50015—2003保持一致。

    第2款集中一分散供熱水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置熱水回水管道，應(yīng)保證干管、立管、支管的熱水循環(huán)。集中一分散供熱水系統(tǒng)是采用集中的太陽(yáng)能集熱器和分散的貯水箱供給一幢建筑所需的熱水，此條應(yīng)明確是對(duì)熱媒循環(huán)管網(wǎng)的要求還是對(duì)熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)管網(wǎng)的要求。若是對(duì)熱媒循環(huán)管網(wǎng)的要求，設(shè)計(jì)是可行的，但與第l款不屬于并列條款；若是對(duì)熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)管網(wǎng)的要求，對(duì)于貯水箱后分散的熱水支管做回水設(shè)計(jì)難度是比較大的，分散的貯水箱設(shè)于每個(gè)用水點(diǎn)處，其后的支管若要回水勢(shì)必每個(gè)用水點(diǎn)要設(shè)置循環(huán)水泵，整個(gè)管網(wǎng)非常復(fù)雜而且效果一般。因?yàn)樵谫A水箱前的熱媒管網(wǎng)保證循環(huán)的條件下，其后用水點(diǎn)支管比較短，無(wú)回水的必要。筆者以為本條款應(yīng)是對(duì)熱媒循環(huán)管網(wǎng)的要求，而不是對(duì)熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)管網(wǎng)的要求，規(guī)范應(yīng)予以明確。

    (1)參數(shù)QW——13均用水量，kg根據(jù)給水排水專業(yè)的規(guī)范、手冊(cè)可知，日用水量一般分為最高日用水量、平均日用水量，根據(jù)本規(guī)范的用詞，QW似是指平均日用水量。技術(shù)措施節(jié)能篇中采用設(shè)計(jì)日用熱水量，按規(guī)范中熱水用水定額下限取值，GB50015—2003中的熱水定額為最高日熱水定額，按此計(jì)算應(yīng)為最高日用水量。設(shè)計(jì)手冊(cè)中采用日用60℃熱水量，與技術(shù)措施一致，亦為最高日用水量。06SSl28中參數(shù)含義同技術(shù)措施，而05YJSl4中參數(shù)直接引用了本規(guī)范。建議本規(guī)范應(yīng)對(duì)Q。采用標(biāo)準(zhǔn)用詞，明確是最高日或平均日用水量，因這兩個(gè)數(shù)據(jù)相差數(shù)倍。

    QW直接復(fù)合了熱水密度參數(shù)，QW=設(shè)計(jì)l3用熱水量(L/d)×熱水密度(k9/L)，從計(jì)算公式可以得出QW的單位應(yīng)是 k9/d，而非k9。

    (2)一當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系哪昶骄�日太�?yáng)輻照量，kJ/m2。JT的單位應(yīng)有時(shí)間參數(shù)，參閱資料可知單位應(yīng)為kJ/m2.d.J，的取值本規(guī)范中無(wú)明確規(guī)定，在06SSl28中對(duì)JT有比較詳細(xì)的規(guī)定。應(yīng)取傾角等于當(dāng)?shù)鼐暥葧r(shí)，傾斜表面平均日太陽(yáng)總輻照量。全年運(yùn)行的系統(tǒng)，按照年平均日計(jì)算，偏重冬季使用時(shí)，按照12月份平均日計(jì)算。筆者建議實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參照06SSl28中的計(jì)算方法，同時(shí)把JT的數(shù)值作為規(guī)范的附錄編寫(xiě)到規(guī)范中，便于設(shè)計(jì)人員計(jì)算查閱。

    本條對(duì)集熱器總面積提出了補(bǔ)償要求，但缺乏補(bǔ)償計(jì)算參數(shù)和公式。在06SSl28中給出了計(jì)算公式和面積補(bǔ)償比的參數(shù)。補(bǔ)償后的集熱器面積Ah等于集熱器計(jì)算面積A和面積補(bǔ)償比R的比值，面積補(bǔ)償比R包含了安裝傾角及方位角參數(shù)，該標(biāo)準(zhǔn)圖中對(duì)此參數(shù)有詳細(xì)列舉。筆者建議本規(guī)范應(yīng)增加計(jì)算內(nèi)容，列舉R值作為規(guī)范附錄，便于設(shè)計(jì)人員計(jì)算查閱。

    本條對(duì)貯水箱容積的確定提供了理論計(jì)算原則，但缺乏計(jì)算方法和公式。節(jié)能技術(shù)措施、06SSl28中給出了相同的計(jì)算方法，本規(guī)范宜參照修訂。集熱系統(tǒng)的產(chǎn)熱水能力V，供水系統(tǒng)需要的熱水貯熱量V，取兩者的大值作為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的貯熱水容積V=max(V集，V供)。當(dāng)V供≤40％V集時(shí)，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)宜設(shè)置一個(gè)容積V貯熱水箱；當(dāng)V供>40％V隼時(shí)，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)宜設(shè)置兩個(gè)熱水箱，一個(gè)容積V皂的貯熱水箱，一個(gè)容積V俳的供熱水箱。

    集熱器與遮光物或集熱器前后排的最小距離，D=H×COTA。此公式來(lái)源于，05YJSl4亦引用了此公式。而節(jié)能技術(shù)措施…、第二版設(shè)計(jì)手冊(cè)、06SSl28中給出了另外一個(gè)不同的計(jì)算公式，D=H×cotots×COS'y0。對(duì)比可知，多了一個(gè)計(jì)算參數(shù)γ0，其為計(jì)算時(shí)刻太陽(yáng)光線在水平面上的投影線與集熱器表面法線在水平面上的投影線之間的夾角。

    06SSl28中給出了詳細(xì)的計(jì)算公式。此公式的兩個(gè)版本，目前未見(jiàn)明確的正誤判定，從公式參數(shù)設(shè)置合理性判斷，應(yīng)是包含γ0的公式較為合理。筆者建議規(guī)范組應(yīng)合理定性此公式，使相應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)保持統(tǒng)一性。

    上述條文規(guī)定了低緯度地區(qū)及高緯度地區(qū)對(duì)太陽(yáng)能集熱器安裝的規(guī)定。查閱資料可知，我國(guó)的緯度范圍為北緯3.97。一北緯53．50，陸地基本上在北緯18．20一北緯53.50。可知我國(guó)基本無(wú)高緯度地區(qū)，因此筆者建議本規(guī)范刪除有關(guān)高緯度地區(qū)的安裝規(guī)定，同時(shí)我國(guó)大部分位于中緯度地區(qū)，應(yīng)增加中緯度地區(qū)的安裝規(guī)定。

    本條對(duì)熱水管路的流速作了規(guī)定，但本規(guī)范規(guī)定“應(yīng)按1.0m/s”的流速選取管徑，此處明顯屬于用詞不妥，筆者以為應(yīng)修訂為“應(yīng)按不大于l.0m/s”的流速選取管徑。

    本條對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的管線不得穿越其他用戶的室內(nèi)空間。對(duì)于公共建筑此條實(shí)施合理且難度不大，而對(duì)低層、多層住宅采用分散供熱水系統(tǒng)時(shí)存在較大問(wèn)題。一般城市的市政水壓能滿足六層以下的建筑用水，各地水司大都要求多層給水水表集中設(shè)置于室外，冷水分戶管成排或管束在套內(nèi)由一層敷設(shè)至六層。對(duì)這類建筑設(shè)置分散型太陽(yáng)能熱水器時(shí)，因家用型太陽(yáng)能熱水器一般冷熱水管道共用一根管道，且住宅室外公共空間非常狹小，基本無(wú)管井位置，有相當(dāng)多的設(shè)計(jì)人員利用冷水分戶管接至屋面太陽(yáng)能熱水器。這種做法實(shí)際上違反了本條規(guī)定。如果太陽(yáng)能熱水管道不設(shè)在戶內(nèi)的話，受制于狹小的室外公共空間，大多數(shù)明設(shè)在樓梯間，影響消防疏散。也有的建筑方案樓梯不上屋面，頂層躍層戶型分?jǐn)偭藰翘蓍g平面位置，這樣也導(dǎo)致管線無(wú)法在公共空間接至屋面。對(duì)低層、多層建筑設(shè)置分散型太陽(yáng)能熱水器時(shí)，太陽(yáng)能熱水分戶管能否參照冷水管的敷設(shè)方式設(shè)在套內(nèi)空間，建議本規(guī)范進(jìn)一步商榷。3結(jié)語(yǔ)

    筆者通過(guò)對(duì)本規(guī)范以上十條條文的探討，力爭(zhēng)能使設(shè)計(jì)人員更好的利用本規(guī)范進(jìn)行太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，同時(shí)建議能根據(jù)本文的合理性進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范修訂或解釋。

參考文獻(xiàn)：

[1]全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施．節(jié)能專篇(2007)給水排水[M]．中國(guó)計(jì)劃出版社，2007年．

[2]建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．第二版．中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008年．

[3]GB50352—2005，民用建筑設(shè)計(jì)通則[S]．

[4]GB50180—93，城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范(2002年版)[s]．

[5]GB50015—2003，建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[s]．

[6]GB/Tl8713—2002，太陽(yáng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范[S]．

[7]太陽(yáng)能集中熱水系統(tǒng)選用與安裝[M].06SSl28．中國(guó)計(jì)劃出版社，2006年．

[8]民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝[M].05YJSl4.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007年．

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

上一篇： 淺談PHC樁在工程設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)注意的一些問(wèn)題

下一篇： 新型墻材填充墻開(kāi)裂的機(jī)理分析和防滲裂措施