【正文】 能集熱器的構(gòu)造、形式應(yīng)利于在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上安裝并便于拆卸、維護(hù)、維修?，F(xiàn)階段我過太陽能熱水系統(tǒng)中主要使用全玻璃真空管集熱器、熱管真空管集熱器和平板集熱器幾種類型。集熱器是太陽能熱水系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件。平板型太陽能集熱器具有集熱效率高、使用壽命長、承壓能力好、耐侯性好、水質(zhì)清潔、平整美觀等特點。若就集熱性能來說，真空管集熱器在冬季要優(yōu)于平板型集熱器，春秋兩季大體相同，而夏季平板型集熱器占優(yōu)。在我國目前的真空管集熱器性價比基本與平板型集熱器不相上下，而隨著太陽能熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合技術(shù)的發(fā)展，人們需要一種不論是外觀上還是整體上都能與建筑和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)的，易于與建筑形成一體的太陽能集熱器。此條的規(guī)定是確保建筑結(jié)構(gòu)安全。既有建筑情況復(fù)雜，結(jié)構(gòu)類型多樣，使用年限和建筑本身承載能力以及維護(hù)情況各不相同，該找和增設(shè)太陽能熱水系統(tǒng)前，一定要經(jīng)過結(jié)構(gòu)復(fù)核，確定是否可改造或增設(shè)太陽能熱水系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)復(fù)核可以由原建筑設(shè)計單位（或根據(jù)原施工圖、竣工圖、計算書等由其他有資質(zhì)的建筑設(shè)計單位）進(jìn)行或經(jīng)法定的檢測機(jī)構(gòu)檢測，確認(rèn)能實施后，才可進(jìn)行。否則，不能改建或增設(shè)。改造和增設(shè)太陽能熱水系統(tǒng)的前提是不影響建筑物質(zhì)量和安全，安裝符合技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的太陽能熱水系統(tǒng)。建筑間距分正面間距和側(cè)面間距兩個方面。凡泛稱的建筑間距，系指正面間距。決定建筑間距的因素很多，根據(jù)我國所處地理位置與氣候條件，絕大部分地區(qū)只要滿足日照要求，其他要求基本都能達(dá)到。僅少數(shù)地區(qū)如緯度低于北緯25176。的地區(qū)，則將通風(fēng)、視線干擾等問題作為主要因素，因此，本規(guī)范所說的建筑間距，仍以滿足日照要求為基礎(chǔ)，綜合考慮采光、通風(fēng)、消防、管線埋設(shè)和視覺衛(wèi)生與空間環(huán)境等要求和原則，這符合我國大多數(shù)地區(qū)的情況，也考慮了局部地區(qū)的其他制約因素。根據(jù)這一原則，居住建筑和公共建筑如托幼、學(xué)校、醫(yī)院病房等建筑的正面間距均以日照標(biāo)準(zhǔn)的要求為基本依據(jù)。相鄰建筑的日照間距是以建筑高度計算的。見《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》GB5018093（2002版）。平屋面是按室外地面至其屋面或女兒墻頂點的高度計算。坡屋面按室外地面至屋檐和屋脊的平均高度計算。下列突出物不計入建筑高度內(nèi)：1局部突出屋面的樓梯間、電梯機(jī)房、水箱間等輔助用房占屋頂平面面積不超過1/4倍。2突出屋面的通風(fēng)道、煙囪、裝飾構(gòu)件、花架、通訊設(shè)施等；3空調(diào)冷卻塔等設(shè)備當(dāng)在平屋面上安裝大面積的太陽能集熱器時，要考慮影響相鄰建筑的日照標(biāo)準(zhǔn)問題。此條中的建筑物包括新建、擴(kuò)建、改建的建筑物，即新建建筑和既有建筑。是指在新建建筑上安裝太陽能熱水系統(tǒng)和在既有建筑上增設(shè)或改造已安裝的太陽能熱水系統(tǒng)，不得降低相鄰建筑的日照標(biāo)準(zhǔn)。太陽能是間歇能源受，天氣影響較大，到達(dá)某一地面的太陽輻射強度，因受地區(qū)、氣候、季節(jié)和晝夜變化等因素影響，時強時弱，時有時無。因此，太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)配置輔助能源加熱設(shè)備，在陰天時，用其將水加熱補充太陽熱水的不足，這樣即使在太陽能資源不十分豐富的地區(qū)，系統(tǒng)一年四季都可提供熱水。輔助能源加熱設(shè)備應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仄毡槭褂玫某Ｒ?guī)能源的價格、對環(huán)境的影響、以及使用的方便性以及節(jié)能等多項因素，做技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)能和環(huán)保因素。輔助能源一般為電、燃?xì)獾瘸Ｒ?guī)能源。國外更多的用智能控制、帶熱交換和輔助加熱系統(tǒng)，使之節(jié)省能源。對已設(shè)有集中供熱、空調(diào)系統(tǒng)的建筑，輔助能源宜與供熱、空調(diào)系統(tǒng)熱源相同或匹配；宜重視廢熱、余熱的利用。 本條是對太陽能熱水系統(tǒng)管線的布置、安裝提出要求，要做到安全、隱蔽、集中布置，便于安裝維護(hù)。 在太陽能熱水系統(tǒng)上安裝計量裝置是為了節(jié)約用水幾運行管理計費和累計用水量的要求。對于集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，為計量系統(tǒng)熱水總用量可將冷水表裝在水加熱設(shè)備的冷水進(jìn)水管上，這是因為國內(nèi)生產(chǎn)較大型的熱水表的廠家較少，且品種不全，故用冷水表代替。但需在水加熱器與冷水表之間裝設(shè)止回閥。防止熱水升溫膨脹回流損壞水表。分戶計量熱水用量時，則可使用熱水表。對于電、燃?xì)廨o助能源的計量，則可使用原有的電表、燃?xì)獗?，不必另設(shè)。本條是為了控制每道工序的質(zhì)量，進(jìn)而保證整個工程質(zhì)量。太陽能熱水系統(tǒng)是在建筑上安裝，建筑主體結(jié)構(gòu)符合施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)，太陽能熱水系統(tǒng)安裝、驗收合格后，才能確保太陽能熱水系統(tǒng)的質(zhì)量。4太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計一般規(guī)定太陽能熱水系統(tǒng)是由建筑給排水專業(yè)人員設(shè)計,并符合《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015的要求，在熱源選擇上是太陽能集熱器加輔助熱源。集熱器的位置、色澤及數(shù)量要與建筑師配合設(shè)計，在承載、控制等方面要與結(jié)構(gòu)專業(yè)、電氣專業(yè)相配合設(shè)計，使太陽能熱水系統(tǒng)真正納入到建筑設(shè)計當(dāng)中來。本條從太陽能熱水系統(tǒng)與建筑相結(jié)合的基本要求出發(fā)，規(guī)定了在選擇太陽能熱水系統(tǒng)類型、安裝位置和色澤時應(yīng)考慮的因素，其中強調(diào)要充分考慮建筑物的使用功能、地理位置、氣候條件和安裝條件等綜合因素?，F(xiàn)有太陽熱水器產(chǎn)品的尺寸規(guī)格不一定滿足建筑設(shè)計的要求，因而本條強調(diào)了太陽能集熱器的規(guī)格要與建筑模數(shù)相協(xié)調(diào)。對于安裝在民用建筑的太陽能熱水系統(tǒng)，本條規(guī)定無論系統(tǒng)的太陽能集熱器、支架等部件安裝在建筑物的哪個部位，都應(yīng)與建筑功能與建筑造型一并設(shè)計。本條強調(diào)了太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)滿足的各項要求，其中包括：安全、實用、美觀，便于安裝、清潔、維護(hù)和局部更換。系統(tǒng)分類與選擇安裝在民用建筑的太陽能熱水系統(tǒng)，若按供熱水范圍分類，可分為：集中供熱水系統(tǒng)、集中分散供熱水系統(tǒng)和分散供熱水系統(tǒng)等三大類。集中供熱水系統(tǒng)，是指采用集中的太陽能集熱器和集中的貯水箱供給一幢或幾幢建筑物所需熱水的系統(tǒng)。集中分散供熱水系統(tǒng)，是指采用集中的太陽能集熱器和分散的貯水箱供給一幢建筑物所需熱水的系統(tǒng)。分散供熱水系統(tǒng)，是指采用分散的太陽能集熱器和分散的貯水箱供給各個用戶所需熱水的小型系統(tǒng)。也就是通常所說的家用太陽能熱水器。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》GB/T18713中的規(guī)定，太陽能熱水系統(tǒng)若按系統(tǒng)運行方式分類，可分為：自然循環(huán)系統(tǒng)、強制循環(huán)系統(tǒng)和直流式系統(tǒng)三類。自然循環(huán)系統(tǒng)是僅利用傳熱工質(zhì)內(nèi)部的溫度梯度產(chǎn)生的密度差進(jìn)行循環(huán)的太陽能熱水系統(tǒng)。在自然循環(huán)系統(tǒng)中，為了保證必要的熱虹吸壓頭，貯水箱的下循環(huán)管應(yīng)高于集熱器的上循環(huán)管。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不需要附加動力。強制循環(huán)系統(tǒng)是利用機(jī)械設(shè)備等外部動力迫使傳熱工質(zhì)通過集熱器（或換熱器）進(jìn)行循環(huán)的太陽能熱水系統(tǒng)。強制循環(huán)系統(tǒng)通常采用溫差控制、光電控制及定時器控制等方式。直流式系統(tǒng)是傳熱工質(zhì)一次流過集熱器加熱后，進(jìn)入貯水箱或用熱水處的非循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)。直流式系統(tǒng)一般可采用非電控溫控閥控制方式及溫控器控制方式。直流式系統(tǒng)通常也可稱為定溫放水系統(tǒng)。實際上，某些太陽能熱水系統(tǒng)有時是一種復(fù)合系統(tǒng)，即是上述幾種運行方式組合在一起的系統(tǒng)，例如由強制循環(huán)與定溫放水組合而成的復(fù)合系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)按生活熱水與集熱器內(nèi)傳熱工質(zhì)的關(guān)系可分為下列兩種系統(tǒng)：直接系統(tǒng)是指在太陽能集熱器中直接加熱水給用戶的太陽能熱水系統(tǒng)。直接系統(tǒng)又稱為單回路系統(tǒng)，或單循環(huán)系統(tǒng)。間接系統(tǒng)是指在太陽能集熱器中加熱某種傳熱工質(zhì)，再使傳熱工質(zhì)通過換熱器加熱水給用戶的太陽能熱水系統(tǒng)。間接系統(tǒng)又稱為雙回路系統(tǒng)，或雙循環(huán)系統(tǒng)。為保證民用建筑的太陽能熱水系統(tǒng)可以全天候運行，通常將太陽能熱水系統(tǒng)與使用輔助能源的水加熱設(shè)備聯(lián)合使用，共同構(gòu)成帶輔助能源的太陽能熱水系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)若按輔助能源加熱設(shè)備的安裝位置分類，可分為：內(nèi)置加熱系統(tǒng)和外置加熱系統(tǒng)兩大類。內(nèi)置加熱系統(tǒng)，是指輔助能源加熱設(shè)備安裝在太陽能熱水系統(tǒng)的貯水箱內(nèi)。外置加熱系統(tǒng)，是指輔助能源加熱設(shè)備不是安裝在貯水箱內(nèi)，而是安裝在太陽能熱水系統(tǒng)的貯水箱附近或安裝在供熱水管路（包括主管、干管和支管）上。所以，外置加熱系統(tǒng)又可分為：貯水箱加熱系統(tǒng)、主管加熱系統(tǒng)、干管加熱系統(tǒng)和支管加熱系統(tǒng)等。根據(jù)用戶對熱水供應(yīng)的不同需求，輔助能源可以有不同的啟動方式。太陽能熱水系統(tǒng)若按輔助能源啟動方式分類，可分為：全日自動啟動系統(tǒng)、定時自動啟動系統(tǒng)和按需手動啟動系統(tǒng)。全日自動啟動系統(tǒng)，是指始終自動啟動輔助能源水加熱設(shè)備，確?？梢匀?4小時供應(yīng)熱水。定時自動啟動系統(tǒng)，是指定時自動啟動輔助能源水加熱設(shè)備，從而可以定時供應(yīng)熱水。按需手動啟動系統(tǒng)，是指根據(jù)用戶需要，隨時手動啟動輔助能源水加熱設(shè)備。公共建筑包括多種建筑。、醫(yī)院、游泳館和公共浴室等幾種實例，因為這些公共建筑都是用熱水量較大的建筑。技術(shù)要求本條規(guī)定了太陽能熱水系統(tǒng)在熱工性能和耐久性能方面的技術(shù)要求。熱工性能強調(diào)了應(yīng)滿足相關(guān)太陽能產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的熱性能要求。太陽能產(chǎn)品的現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)包括：GB/T6424《平板型太陽能集熱器技術(shù)條件》GB/T17049《全玻璃真空太陽集熱管》GB/T17581《真空管太陽能集熱器》GB/T18713《太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》GB/T19141《家用太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)條件》耐久性能強調(diào)了系統(tǒng)中主要部件的正常使用壽命應(yīng)不少于10年。這里，系統(tǒng)的主要部件包括集熱器、貯水箱、支架等。在正常使用壽命期間，允許有主要部件的局部更換以及易損件的更換。本條規(guī)定了太陽能熱水系統(tǒng)在安全性在安全性能和可靠性能方面的技術(shù)要求。安全性能是太陽能熱水系統(tǒng)各項技術(shù)性能中最重要的一項，其中特別強調(diào)了內(nèi)置加熱系統(tǒng)必須帶有保證使用安全的裝置，并作為本規(guī)范的強制性條款?？煽啃阅軓娬{(diào)了太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)有抗擊各種自然條件的能力，根據(jù)太陽能系統(tǒng)所處的不同地區(qū)，其中包括應(yīng)有可靠的防凍、防結(jié)露、防過熱、防雷、抗雹、抗風(fēng)、抗震等技術(shù)措施。輔助能源指太陽能熱水系統(tǒng)中的非太陽能熱源，一般為電、燃?xì)獾瘸Ｒ?guī)能源。對使用輔助能源水加熱設(shè)備的技術(shù)要求，在國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015中已有明確的規(guī)定，主要是應(yīng)根據(jù)使用特點、熱水量、能源供應(yīng)、維護(hù)管理及衛(wèi)生防菌等因素來選擇輔助能源水加熱設(shè)備。對于供熱水系統(tǒng)的技術(shù)要求，除了要符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015中有關(guān)規(guī)定之外，還根據(jù)集中供熱水系統(tǒng)、集中分散供熱水系統(tǒng)和分散供熱水系統(tǒng)的特點，分別提出了相應(yīng)的要求。系統(tǒng)設(shè)計太陽能熱水系統(tǒng)類型的選擇是系統(tǒng)設(shè)計的首要步驟。只有正確選擇了太陽能熱水系統(tǒng)的類型，才能使系統(tǒng)設(shè)計有可靠的基礎(chǔ)?！疤柲軣崴到y(tǒng)設(shè)計選用表”是在強調(diào)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)本著節(jié)水節(jié)能、經(jīng)濟(jì)實用、安全簡便、利于計量等原則的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑類型、屋面形式和熱水用途等條件，選擇不同的太陽能熱水系統(tǒng)類型，選擇內(nèi)容包括：供熱水范圍、集熱器在建筑上安裝位置、系統(tǒng)運行方式、輔助能源加熱設(shè)備的安裝位置及啟動方式等。在建筑類型中，本條就民用建筑包括的居住建筑和公共建筑兩種民用建筑分別列出。其中，居住建筑包括：低層、多層和高層；公共建筑給出了幾種實例，如：賓館、醫(yī)院、游泳館和公共浴室等，就是為了便于正確地選擇太陽能熱水系統(tǒng)類型。太陽能熱水系統(tǒng)集熱器面積的確定是一個十分重要的問題，而且集熱器面積的精確計算又是一個比較復(fù)雜的問題。在歐美等發(fā)達(dá)國家，集熱器面積的精確計算一般采用FChart軟件、Trnsys軟件或其他類似的軟件來進(jìn)行，它們是根據(jù)系統(tǒng)所選太陽能集熱器的瞬時效率方程（通過實驗測定）及安裝位置（方位角和傾角），再輸入太陽能熱水系統(tǒng)，使用當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?、平均太陽輻照度、平均環(huán)境溫度、平均熱水溫度、平均熱水用量、貯水箱和管路平均熱損失率、太陽能保證率等數(shù)據(jù)，按一定的計算機(jī)程序計算出來的。然而，我國目前還沒有將這種計算軟件列入標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。本條在國家標(biāo)準(zhǔn)《太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》GB/T18713的基礎(chǔ)上，提出了確定集熱器面積的計算方法，其中分別規(guī)定了在直接系統(tǒng)和間接系統(tǒng)情況下集熱器采光面積的確定方法。本規(guī)范之所以計算集熱器總面積，而不計算集熱器采光面積或集熱器吸熱體面積，是因為在民用建筑安裝太陽能熱水系統(tǒng)的情況下，建筑師關(guān)心的是在有限的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中太陽能集熱器究竟占據(jù)多大的空間。在確定直接系統(tǒng)的集熱器采光面積時，日太陽輻照量JT取當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系哪昶骄仗栞椪樟?；集熱器年平均集熱效率ηcd～，但強調(diào)具體取值要根據(jù)集熱器產(chǎn)品的實際測試結(jié)果而定；～，不同系統(tǒng)類型及不同保溫狀況的ηL值不同。以上所有這些數(shù)值都是根據(jù)我國長期使用太陽能熱水系統(tǒng)所積累的經(jīng)驗而選取的，都能基本滿足實際系統(tǒng)設(shè)計的要求。至于太陽能保證率f的取值，則是根據(jù)系統(tǒng)使用期內(nèi)的太陽輻照條件、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及用戶的具體要求等因素綜合考慮后確定，本規(guī)范推薦為30%～80%范圍內(nèi)。在確定間接系統(tǒng)的集熱器采光面積時，由于間接系統(tǒng)的換熱器內(nèi)外存在傳熱溫差，使得在獲得相同溫度的熱水情況下，間接系統(tǒng)比直接系統(tǒng)的集熱器運行溫度稍高，造成集熱器效率略為降低。本條用換熱器傳熱系數(shù)Uhx、換熱器換熱面積Ahx和集熱器總熱損系數(shù)FRUL等來表示換熱器對于集熱器效率的影響。對平板型集熱器，F(xiàn)RUL宜取4～6W/（m2℃）；對真空管集熱器，F(xiàn)RUL宜取1～2W/（m2℃）；但本規(guī)范強調(diào)FRUL的具體數(shù)值要根據(jù)集熱器產(chǎn)品的實際測試結(jié)果而定。至于換熱器傳熱系數(shù)Uhx和換熱器換熱面積Ahx的數(shù)值，則可以從選定的換熱器產(chǎn)品的說明書中查到。在實際計算過程中，當(dāng)確定了直接系統(tǒng)的集熱器總面積AC之后，就可以根據(jù)上述這些數(shù)值，確定出間接系統(tǒng)的集熱器總面積AIN。，也就是在方案設(shè)計階段，可以根據(jù)建筑建設(shè)地區(qū)太陽能條件來估算集熱器總面積。表2列出了每產(chǎn)生100L熱水量所需系統(tǒng)集熱器總面積的推薦表。等級 太陽能條件 年日照時數(shù)（h） 水平面上年太陽輔照量[MJ/（m2a）] 地區(qū) 集熱面積（m2）一 資源豐富區(qū) 3200～3300 ＞6700 寧夏北、甘肅西、新疆東南、青海西、西藏西 二 資源較豐富區(qū) 3000～3200 5400～6700 冀西北、京、津、晉北、內(nèi)蒙古及寧夏南、甘肅中東、青海東、西藏南、新疆南 三 資源一般區(qū) 2200～3000 5000～5400 魯、豫、冀東南、晉南、新疆北、吉林、遼寧、云南、陜北、甘肅東南、粵南 1400～2200 4200～5000 湘、桂、贛、江、浙、湖、滬、皖、鄂、閩北、粵北、陜南、黑龍江 四 資源貧乏區(qū) 1000～1400 ＜4200 川、黔、渝 此處列出的“每100L熱水量的系統(tǒng)太陽能集熱器面積推薦選用表”是將我國各地太陽能條件分為四個等級：資源豐富區(qū)、資源較豐富區(qū)、資源一般區(qū)和資源貧乏區(qū)，不同等級地區(qū)有不同的年日照時數(shù)和不同的年太陽輻照量，再按每產(chǎn)生100L熱水量分別估算出不同等級地區(qū)所需要的集熱器面積，m2/100L～m2/100L之間。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》GB/T18713的要求，本條規(guī)定了集熱器的最佳安裝傾角，其數(shù)值等于當(dāng)?shù)鼐暥?77。10176。這條要求對于一般情況下的平板型集熱器和真空管集熱器都是適用的。當(dāng)然，對于東西向水平放置的全玻璃真空管集熱器，安裝傾角可適當(dāng)減少；對于墻面上安裝的各種太陽能集熱器，更是一種特例了。在有些情況下，由于集熱器朝向或傾角受到條件限制，這時就需要按補償方式適當(dāng)增加面積。在有些情況下，也可以按圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面最大容許安裝面積來確定集熱器總面積。本條規(guī)定了貯水箱容積的確定原則，并提出了“貯水箱的貯熱量”。表中，貯熱量的最小值是分別按≥95℃高溫水和≤95℃高溫水這兩種不同情況，分別對公共建筑和居住建筑物提出了指標(biāo)。本條較為具體地規(guī)定了太陽能集熱器設(shè)置在平屋面上的技術(shù)要求,有關(guān)集熱器的間距、分組及相互連接等內(nèi)容都是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》GB/T18713的規(guī)定,其中有關(guān)集熱器并聯(lián)、串聯(lián)和串并聯(lián)等方式連接成集熱器組時的具體數(shù)據(jù)也都是引自GB/T18713。