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前言

　　第二版前言　　《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》第一版于2006年2月出版以来，深受广大读者的关注和欢迎，已重印多次，读者反应较好，充分表明这是一本内容丰富、深入浅出、图文并茂、理论与实践并重的工程技术书籍，也是一本实用而简明的设计参考书籍。但是在出版后的四年里，我国太阳能热利用技术发展很快，进步很大，设计水平不断提高，主要表现在以下方面。　　太阳能热利用相关国家标准进行了修订，如《平板型太阳能集热器》GB/T6424、《真空管太阳能集热器》GB/T17581等标准修订后替代原标准，对产品性能及质量提出了新的要求。　　在节能减排形势的要求下，民用建筑太阳能热水技术的进步与发展十分迅速，在新理论、新技术、新系统、新产品诸方面取得可喜成果。　　近年来有大批与建筑结合的太阳能热水系统示范工程建成，部分工程完成了运行效果和节能效益的监测分析，这些工程的应用实践和获取效益的分析结果，使作者对全书的撰写、内容选取等方面的认识有了进一步提高。　　基于上述理由，作者对原书第一版进行增删、调整，引用新修订标准，提出了对相关产品的性能参数要求和系统的技术要求：根据近期资料，对气象参数进行了重新统计和计算，引用了新的太阳能资源区划图；增加了太阳能集中?分散供热水系统的设计方法；补充修改了节能、环保效益评估的计算方法，增加了“费效比”评定指标及相应的计算方法等。在此基础上，使原书内容更加充实并重新整理、出版了这本《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》第二版。　　第二版的编写分工如下：第1、3章郑瑞澄，第2章袁莹、王国栋，第4章李忠，第5章何涛，第6章路宾、冯爱荣，第7章路宾、张昕宇，第8章张昕宇，第9章李俊峰、胡润青、郑瑞澄、张昕宇、孟庆峰、齐心、李忠、冯爱荣、孙培军、杨金良、王振杰、何涛、孙峙峰、朱培世、陈和雄、陈子乾、王敏、李常铃、聂晶晶、邓昱，附录张磊、黄祝连。　　由于编者水平有限，难免存在疏漏，望广大读者给予批评和指正。　　编者　　2011年3月　　第一版前言　　现代建筑为满足居住者的舒适要求和使用需要，应具备供暖、空调、热水供应等一系列功能。我国民用建筑的整体舒适度低于世界各发达国家，但建筑能耗已占全国能源消费总量的25%以上，接近发达国家建筑用能占全社会能源消费量1/3左右的水平。目前我国每年建成的各类房屋总建筑面积达(16～19)亿平方米，随着经济的发展和人民生活的提高，建筑能耗还将大幅度增长。　　我国人口众多，人均能源资源占有量低于世界人均值，由于石油和天然气资源不足，以煤炭为主的能源供应造成了严重的环境污染，我国的CO2排放量已居世界第二位；《京都议定书》的正式生效，更加大了保护环境和改变经济增长模式的压力；近年来大量进口石油天然气的现状，已经对国家的能源供应安全产生了严重威胁。因此，必须发展循环经济，建设节约型社会，开发利用清洁可再生能源，加快可再生能源在建筑中的应用和发展。　　太阳能是永不枯竭的清洁可再生能源，是21世纪以后人类可期待的、最有希望的能源之一。用太阳能加热低温热水（小于100℃）的太阳能热水器/系统，是当前太阳能热利用中技术最成熟、经济上最具竞争力、应用最广泛、产业化发展最快的领域。我国的太阳能热水器产业在进入20世纪90年代后期以来发展迅速，我国已成为世界上产量最多、总使用量最高、发展潜力最大的太阳能热水器市场之一。　　但是长期以来，太阳能热水器一直是房屋建成后才由用户购买、安装的后置设备，随着太阳能热水器在城市普及率的不断提高，由这种使用方式而带来的一系列问题和矛盾也逐渐显现，例如影响建筑物外观和城市景观，破坏了房屋的使用功能等，给太阳能热水器的进一步发展造成了严重制约。因此，加快太阳能热水系统与建筑的结合和工程应用，在房屋建设之初，就将太阳能热水系统的设计、安装作为建筑整体设计、施工的一部分来加以考虑，已经在建筑业界和太阳能热利用学术界、产业界形成共识，并得到国家发改委、建设部、省市各级政府机构的大力支持。　　太阳能热水系统的这种设计、安装理念，对太阳能集热器的制造质量和太阳能热水系统的设计水平提出了更高要求，无论对太阳能热水器企业，还是对建筑设计院、房地产开发商和物业管理公司，都提出了一个全新的课题。目前一些企业的太阳能热水器产品，在尺寸、规格和安全、可靠性方面的性能质量，同建筑业的要求还有差距。作为建筑设计主体的各专业建筑设计院，过去基本上没有介入太阳能热水系统的设计，对太阳能热利用的基本知识和太阳能集热系统不够了解；设计人员在进行太阳能热水系统设计时，缺乏必要的基础设计参数；物业管理公司不熟悉太阳能热水系统的运行和维护管理。这些存在的问题，直接影响民用建筑太阳能热水系统的推广和普及。　　因此，编写《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》一书，对提高我国民用建筑太阳能热水系统的设计水平，加快太阳能热水系统在民用建筑中的应用推广，有着十分重要的意义。　　本手册的编写由国家发展和改革委员会/联合国基金会“中国太阳能热水器行业发展项目”策划和提供资金支持。国家发改委能源局和建设部标准定额司对于本手册的编写给予了大力支持和指导。“中国太阳能热水器行业发展项目”太阳能热水器与建筑结合试点项目的各承担单位为本手册的编写提供了大量资料。　　本手册的主编单位为中国建筑科学研究院空气调节研究所，参编单位包括国家发展和改革委员会能源研究所、北京市太阳能研究所、昆明新元阳光科技有限公司、昆明官房建筑设计有限公司、北京九阳实业公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、北京北方赛尔太阳能工程技术有限公司、山东皇明太阳能有限公司、清华阳光能源公司、天津市奇信太阳能科技有限公司、北京天普太阳能公司、国家气象中心气象信息中心气象资料室、扬州市赛恩斯特科技发展有限公司、北京市蹊径科技公司。手册的编写分工如下：第1、3章郑瑞澄，第2章袁莹、王国栋，第4章李忠，第5章何涛，第6章路宾、冯爱荣，第7章路宾、张昕宇，第8章张昕宇，第9章李俊峰、胡润青、郑瑞澄、张昕宇、孟庆峰、齐心、李忠、冯爱荣、孙培军、杨金良、王振杰、何涛、孙峙峰、朱培世、陈和雄、陈子乾。　　这里要特别感谢联合国经济社会事务部的李少义先生,联合国基金会的MelindaL?Kimble女士，DuncanMarsh先生和王晓东女士，联合国国际合作基金部的WillKennedy先生对项目的支持和帮助；同时，还要感谢原国家经贸委资源节约和综合利用司的翟青先生、刘显法先生、刘鸿鹏先生、刘文强先生在项目初期所给予的大力支持和帮助。　　本手册的编写过程中，还得到了史立山、杨力群、周篁、吴路阳、李宝山、朱俊生、童悦仲、杨西伟、何梓年、罗振涛、殷志强、张树君、曾捷、黄永年、李穆然以及BartG?C?vanderRee，Ir?SpencerF?C?Schols等给予的支持和帮助，在审稿时提出了不少宝贵意见；张磊、张金燕等参与了本书的数据整理工作。在此一并表示感谢。　　最后还要说明的是，作者在编写过程中进行了一些新的尝试和努力，但由于时间仓促、水平有限，书中错误疏漏之处难免，敬请读者批评指正，并提出宝贵意见，以便今后补充、修订。　　编者　　2005年8月

内容概要

由郑瑞澄主编的《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册（第2版）》主要内容简介：我国民用建筑的建筑能耗已占全国能源消费总量的25%以上，随着经济的发展和人民生活水平的提高，建筑能耗还将大幅度增长。为了大力发展循环经济，建设节约型社会，应当加快包括太阳能在内的可再生能源在建筑中的应用和发展。我国太阳能热水器产业在进入20世纪90年代后期以来发展迅速，为了加快太阳能热水系统在建筑工程中的实际应用，应当将太阳能热水系统的设计、安装等作为建筑整体设计及施工的一部分加以考虑，这已经在建筑界和太阳能利用行业内形成共识，并得到国家发改委、建设部、省市各级政府和相关机构的大力支持。
《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册（第2版）》作为一本有关民用建筑太阳能热水系统的工程技术手册，系统地介绍了太阳能利用的基本知识和太阳能集热系统性能参数、适用规范等内容，并从太阳能热水系统的设计、施工、工程验收、运行维护与管理以及节能效益分析等方面进行了详尽介绍，同时给出了大量工程实例供读者参考，相信《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册（第2版）》的出版对于提高我国民用建筑太阳能热水系统的设计水平，加快太阳能热水系统在民用建筑中的应用和推广有着十分重要的意义。
《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册（第2版）》可供广大建筑工程设计人员、建筑施工企业技术人员，以及大专院校师生和相关专业人员使用或参考。

作者简介

郑瑞澄，中国建筑科学研究院研究员，长期从事节能建筑、太阳能建筑领域方面的研究利用。担任主要职务有：中国太阳能学会常务理事，热利用专业委员会副主任、全国节能建筑科技情报网网长等。

书籍目录

第1章 概论
1*1 总则
1*2 适用范围
1*3 太阳能利用基本知识
1*3*1 到达地面的太阳辐射
1*3*2 太阳相对地球的位置与太阳角
1*3*3 倾斜表面上的太阳总辐射照度
1*3*4 太阳总辐射的直射与散射分离
1*4 太阳能集热器的产品分类和特点
1*4*1 平板型太阳能集热器
1*4*2 真空管型太阳能集热器
1*5 太阳能集热器、热水器/系统的性能参数
1*5*1 热性能参数
1*5*2 光学性能参数
1*5*3 力学性能参数
1*5*4 电气安全性能参数
1*6 适用标准、规范
1*7 术语
1*8 基础资料
1*8*1 我国的太阳能资源分布
1*8*2 设计用气象资料
1*8*3 供热水设计用资料
第2章 规划布局与建筑设计原则
2*1 总则
2*2 规划布局设计原则
2*2*1 一般原则
2*2*2 集中集热太阳能热水系统的规划设计原则
2*2*3 分散集热太阳能热水系统的规划设计原则
2*2*4 采用不同辅助能源设置的规划设计原则
2*2*5 不同类别民用建筑对太阳能热水系统供热方式的选择
2*3 建筑设计原则
2*3*1 一般原则
2*3*2 建筑外观与太阳能集热器的设置
2*3*3 太阳能集热器在平屋面上设置的建筑设计原则
2*3*4 太阳能集热器在坡屋面上设置的建筑设计原则
2*3*5 太阳能集热器设置在外墙面的建筑设计原则
2*3*6 太阳能集热器设置在阳台栏板上的建筑设计原则
2*3*7 太阳能集热器设置在女儿墙、披檐上的建筑设计原则
2*3*8 太阳能集热器设置的其他原则
2*4 应用太阳能热水系统的建筑平面及空间布局设计原则
2*4*1 一般设计原则
2*4*2 太阳能集热器设置的设计原则
2*4*3 贮水箱设置的设计原则
2*4*4 管道、管线（包括电气管线）设置原则
2*4*5 与太阳能热水系统相关的建筑设备综合设计原则
第3章 太阳能热水系统的技术要求
3*1 总则
3*1*1 系统功能
3*1*2 系统与建筑的结合
3*1*3 系统形式
3*1*4 系统性能
3*1*5 系统运行控制
3*1*6 系统维护和管理
3*1*7 其他能源水加热设备配置（系统辅助热源）
3*2 太阳能集热器
3*2*1 选型
3*2*2 性能
3*3 贮水箱
3*3*1 性能
3*3*2 结构和安装位置
3*3*3 容积
3*4 其他能源水加热设备（辅助热源）
3*4*1 选型
3*4*2 性能
3*5 泵、管道和附件
3*5*1 泵
3*5*2 管道和附件
3*6 控制系统
3*6*1 系统形式
3*6*2 系统和元件性能
3*7 热水计量
3*7*1 计量方式
3*7*2 热水表选型和设置
第4章 太阳能热水系统设计
4*1 概述
4*2 太阳能热水系统的分类、特点及适用性
4*2*1 太阳能热水系统的分类
4*2*2 太阳能热水系统的主要运行方式
4*2*3 太阳能热水系统的特点及适用性
4*3 热水系统负荷计算
4*3*1 系统日耗热量、热水量计算
4*3*2 设计小时耗热量、热水量计算
4*4 太阳能集热系统设计
4*4*1 太阳能集热器的定位
4*4*2 集热器的连接
4*4*3 太阳能集热器选型计算
4*4*4 太阳能集热系统流量的确定
4*4*5 贮水箱的设计
4*4*6 间接式系统水加热器选型
4*5 其他能源水加热设备（辅助热源）选型
4*5*1 辅助加热量的计算
4*5*2 容积式和半容积式水加热器
4*5*3 常压燃油、燃气热水锅炉/热水器
4*5*4 电热水锅炉/电加热器
4*5*5 热泵
4*6 管网设计
4*6*1 热水供应系统管路流量计算
4*6*2 管网的水力计算
4*6*3 水泵的选型
4*6*4 管材和附件
4*7 保温
4*7*1 保温层厚度计算
4*7*2 保温材料的选择
4*8 控制
4*8*1 运行控制
4*8*2 防冻控制
4*8*3 过热防护
第5章 太阳能热水系统施工
5*1 总则
5*1*1 一般要求
5*1*2 系统安装前应具备的条件
5*2 太阳能集热器安装
5*2*1 施工定位
5*2*2 土建构造和预埋件做法
5*2*3 管道穿屋面做法
5*2*4 太阳能集热器组装
5*3 贮水箱安装
5*3*1 设备间室内安装
5*3*2 屋面安装
5*4 其他能源水加热设备（辅助热源设备）安装
5*4*1 一般要求
5*4*2 容积式换热器
5*4*3 燃气/燃油锅炉
5*4*4 电锅炉、电加热器
5*5 管道、附件安装与铺设
5*5*1 基本要求
5*5*2 水泵安装
5*5*3 板式换热器安装
5*5*4 太阳能热水系统的管路及附件安装
5*6 管道保温与防腐
5*6*1 一般要求
5*6*2 室外管道的保温与防腐
5*6*3 室内管道的保温与防腐
5*7 管道水压试验与消毒
5*8 控制系统安装
5*8*1 控制系统施工工艺要求
5*8*2 控制系统主要输入装置
5*8*3 控制系统主要输出装置
5*8*4 现场控制柜的安装
第6章 太阳能热水系统工程验收
6*1 总则
6*1*1 目的及适用性
6*1*2 一般规定
6*2 土建构造和预埋件质量验收
6*2*1 一般规定
6*2*2 集热器基础和安装质量验收
6*2*3 预埋件
6*2*4 管道穿屋面质量验收
6*3 太阳能集热系统安装验收
6*3*1 一般规定
6*3*2 太阳能集热器安装验收
6*3*3 贮热水箱安装验收
6*4 其他能源水加热设备（辅助热源）安装验收
6*4*1 电锅炉、电加热器安装验收
6*4*2 燃气锅炉安装验收
6*4*3 容积式热交换器安装验收
6*5 管道、附件及辅助设备的安装验收
6*5*1 一般规定
6*5*2 管道安装质量验收
6*5*3 附件安装质量验收
6*5*4 水泵安装验收
6*6 控制系统安装验收
6*6*1 一般规定
6*6*2 控制系统主要输入装置
6*6*3 控制系统主要输出装置
6*7 系统防冻和过热保护功能检验
6*7*1 系统的防冻保护措施
6*7*2 系统的过热保护
6*8 系统热性能和水质检验
6*8*1 系统热性能检验
6*8*2 水质检验
6*9 系统调试
第7章 太阳能热水系统的运行管理与维护
7*1 总则
7*2 初次运行的检查与准备工作
7*3 太阳能集热系统的运行管理与维护
7*3*1 集热系统的运行管理
7*3*2 集热系统的维护
7*3*3 集热系统的故障分析与解决方法
7*4 水泵的运行管理与维护
7*4*1 水泵的运行管理
7*4*2 水泵的维护保养
7*4*3 水泵常见故障分析与解决方法
7*5 自动控制系统的运行管理与维护
7*5*1 自动控制系统的运行
7*5*2 控制元器件及控制系统的维护保养
7*5*3 控制系统部件常见故障分析
7*6 辅助加热系统的运行管理与维护
7*6*1 辅助电加热器和电锅炉的运行管理与维护
7*6*2 燃气锅炉的运行管理与维护
7*7 管路、水箱和附件的维护
7*7*1 管路的日常维护保养
7*7*2 水箱的维护
7*7*3 附件的维护
7*7*4 供水管路系统常见故障与解决方法
7*7*5 阀门常见故障分析及解决方法
第8章 太阳能热水系统的节能效益分析
8*1 总则
8*2 太阳能热水系统节能效益的预评估
8*2*1 太阳能热水系统的年节能量预评估
8*2*2 太阳能热水系统的节能费用预评估
8*2*3 太阳能热水系统增加投资回收期的预评估
8*2*4 太阳能热水系统的费效比评估
8*2*5 太阳能热水系统环保效益的评估
8*2*6 例题
8*3 太阳能热水系统节能效益的长期监测
8*3*1 太阳能热水系统节能效益的监测
8*3*2 太阳能热水系统的太阳能保证率及太阳能集热系统效率
8*3*3 太阳能热水系统的节能收益
8*3*4 太阳能集热系统增投资的回收年限
8*3*5 系统实际运行的环保效益
第9章 典型设计工程示例
9*1 概述
9*2 北京某小区坡屋面多层住宅
9*2*1 设计施工说明
9*2*2 太阳能热水系统设计原理图
9*2*3 与建筑结合节点图
9*2*4 系统节能效益分析
9*3 天津某小区平屋面多层住宅
9*3*1 设计施工说明
9*3*2 太阳能热水系统设计原理图
9*3*3 与建筑结合节点图
9*3*4 系统节能效益分析
9*4 上海某小区别墅
9*4*1 设计施工说明
9*4*2 太阳能热水系统设计原理图
9*4*3 集热器与建筑结合节点图
9*4*4 系统节能效益分析
9*5 济南某小区联排别墅
9*5*1 设计施工说明
9*5*2 太阳能热水系统设计原理图
9*5*3 与建筑结合节点图
9*5*4 系统节能效益分析
9*6 德州某小区高层住宅
9*6*1 设计施工说明
9*6*2 太阳能热水系统设计原理图
9*6*3 与建筑结合节点图
9*6*4 系统节能效益分析
9*7 南宁某小区坡屋面多层住宅
9*7*1 设计施工说明
9*7*2 太阳能热水系统设计原理图
9*7*3 与建筑结合节点图
9*7*4 系统节能效益分析
9*8 昆明某宾馆
9*8*1 设计施工说明
9*8*2 太阳能热水系统设计原理图
9*8*3 与建筑结合节点图
9*8*4 系统节能效益分析
9*9 昆明某宾馆西餐厅
9*9*1 设计施工说明
9*9*2 太阳能热水系统设计原理图
9*9*3 与建筑结合节点图
9*9*4 系统节能效益分析
附录
附录1 我国主要城市各月的设计用气象参数
附录2 不同地区的太阳集成器补偿面积比Rs
附录3 生活饮用水水质标准
附录4 法定计量单位和单位换算
参考文献

章节摘录

版权页：插图：（1）设计安装太阳能热水系统的建筑单体或建筑群体，特别是装置太阳能集热器的建筑，主要朝向宜朝南，建筑体型及空间组合应与太阳能热水系统紧密结合，为充分接收太阳照射尽力创造条件。（2）应用太阳能热水系统的民用建筑，建筑间距应满足所在地区日照间距的要求。不应因太阳能热水系统设施的布置影响相邻建筑的日照标准。（3）在装置太阳能集热器的建筑物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）规划设计需综合考虑用地特征，当地气候、纬度、日照条件，了解业主对热水的主观使用需求（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，确定规划区域内安装的规模（整体楼群，局部楼宇，或是单体建筑局部供热）。同时与业主共同协商确定太阳能热水系统的供热方式，集中供热或是分散供热。（5）设计者需与太阳能热水系统生产企业充分沟通、了解，在综合考虑系统性价比的基础上选择适用的太阳能热水系统类型。根据服务的用户需求，初步计算出所需太阳能集热器面积、贮水箱的容积。居住建筑宜计算出每户的用水量，以便为集中或分散供热设计提供较为可靠的技术数据。（6）根据用地的自然条件，业主的使用要求，经济承担能力，供热管理模式等综合分析确定选择太阳能热水系统的类型及其供热方式后，遵循《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》进行建筑规划设计。合理布局太阳能热水系统各个组成部分及其辅助设施的位置，注意与整体建筑规划及建筑设计有机结合。

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《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册(第2版)》第一版出版以来，深受广大读者的关注和欢迎。本书第二版引用全新国家和行业标准，重新进行全面修订，系统地介绍了太阳能利用的基本知识和太阳能集热系统性能参数、适用规范等内容，并从太阳能热水系统的设计、施工、工程验收、运行维护与管理以及节能效益分析等方面进行了详尽介绍。

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