被动式太阳房热工技术条件和测试方法

被动式太阳房热工技术条件和测试方法

国家标准 GB/T15405一2006 代替GB/T5405-1994 被动式太阳房热工技术条件 和测试方法 Thermalspeeifieationsandtestingmethod h0uses orpassiesolarl 2006-10-01实施 2006-06-30发布 国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管委员会国家标准
GB/T15405一2006 被动式太阳房热工技术条件 和测试方法 范围 本标准规定了被动式太阳房的热工技术条件、热性能测试方法和检验规则 本标准适用于农村和城镇地区被动式太阳房 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB50176民用建筑热工设计规范 GB50300建筑工程施工质量验收统一标准 JG26民用建筑节能设计标准 jG/T3016建筑用热流计 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 被动式太阳房passivesolarhoses 不用机械动力而在建筑物本身采取一定措施,利用太阳能进行冬季采暖的房屋 2 3. 直接受益式direetgain 太阳光穿过被动式太阳房的透光材料直接进人室内的采暖形式,如图la)所示 b) 直接受益式 集热蓄热)墙式 附加阳光间式 图1被动式太阳房的三种形式
GB/T15405一2006 3.3 集热(蓄热)墙式heatcleetion(andstorage) >wa 太阳光穿过被动式太阳房的透光材料照射集热(蓄热)墙吸热面,加热间层空气(墙体)后,通过空气 对流(传导,辐射)向室内传递热量的采暖方式,如图1b)所示 3.4 附加阳光间式attachedsunspace 在被动式太阳房的房屋主体南面附加一个玻璃温室的采暖形式,如图le)所示 3.5 黑球温度black-bulb temperature 被动式太阳房的室内周围环境与人体进行辐射对流热交换的当量温度 3.6 基础温度basietemperature 根据被动式太阳房采暖水平而设定的主要房间内的最低温度,本标准规定为黑球温度14c 采暖期度日数degreedayduringheatingperiod 采暖期内各天基础温度与室外日平均温度之间的正温差(不计负温差)的总和 3.8 综合气象因素synthetieweatherfaetor 采暖期内被动式太阳房的南向垂直面上,每平方米的累积太阳辐照量与对应期间的度日数的比值 直接蓄热体direetgainandstorageeement 直接接受阳光照射的蓄热物质 3.10 间接蓄热体indireetgainandstorageeement 不直接接受阳光照射的蓄热物质 3.11 集热(蓄热)墙日平均热效率dailyefriecieneyofheatcoleetion(andstorage)wal 通过集热(蓄热)墙进人被动式太阳房房间的有效热量与同期垂直照射到该墙上的累积太阳辐照量 之比 3.12 净负荷netheatingload 除太阳能集热部件外,在不计人太阳作用的某个计算期间,为维持被动式太阳房室温等于基础温度 的计算热耗 3.13 太阳能供暖保证率solarheatingfraetion.SsHHr 被动式太阳房为维持基础温度所需净负荷中太阳能所占的百分比 3. 14 辅助热量axiliaryheat 在被动式太阳房的室温低于基础温度期间,由辅助供热系统向房间提供不低于基础温度所需的 热量 15 3. 内部得热量interiorheatgain 由被动式太阳房室内的人、照明及非专设的采暖设备等产生的热量
GB/T15405一2006 技术要求 4.1建筑总体要求 4.1.1建筑原则 被动式太阳房(以下简称太阳房)在满足GB50176和JG26的基础上设计建造,同时应注意建筑 造型美观大方,并符合经济适用的原则 4.1.2建筑形式 太阳房平面布置应符合节能和利用太阳能的要求,建筑造型与周围建筑群体相协调,同时必须兼顾 建筑形式、使用功能和太阳能采暖方式三者之间的相互关系 4.1.3建筑朝向 太阳房平面布置为正南向,因周围地形的限制和使用习惯,允许偏离正南向士15°以内,校舍、办公 用房一般只允许偏东15"以内 4.1.4建筑间距 冬季采暖期间,在9时至15时对集热面的遮挡不超过15% 4.1.5旧房改建 旧房改建太阳房时,应满足4.1.1一4.1.3的要求 4.2室温要求 4.2.1太阳房的气象区划 按照影响太阳房技术条件综合气象因素的大小,将我国可利用太阳能采暖的地区划分为四个区域 各区的代表城市及其对应的太阳房南向玻璃透光面夜间保温热阻最小值和外围护结构最大传热系数 见附录A中的表A.！ 4.2.2冬季室温和太阳能供暖保证率 第1区冬季采暖期间,太阳房的主要房间内,保持基础温度14C时的太阳能供暖保证率应大 4.2.2. 于55% 4.2. 2. 第2区冬季采暖期间,太阳房的主要房间内,保持基础温度14C时的太阳能供暖保证率应大 50% 于 4.2.2.3第3区冬季采暖期间,太阳房的主要房间内,保持基础温度14C时的太阳能供暖保证率应大 于45% 第4区冬季采暖期间.太阳房的主要房间内.保持基础温度14C时的太阳能供暖保证率应大 4.2.2. 4 于40% 4.2.3夏季室温 夏季室内温度不得高于当地普通房屋 4.3围护结构要求 4.3.1墙体及屋顶 太阳房墙体采用重质材料,如空心砖、石、混凝土、土坯等,并增设外保温层,其传热系数按附录A 中表A.1的数值以该地区接近的代表城市的次序选择 其中,屋顶采用偏小值,外墙采用偏大值 保 温层厚度应均匀,不得发霉,变质受潮和放出污染物质 4.3.2地面和基础 太阳房的地面的蓄热、保温和防潮层,按JGJ26的规定执行 4.3.3南向透光面 太阳房的南向玻璃透光面上应设夜间保温装置,不同地区的热阻值按附录A中表A.1的次序 选择
GB/T15405一2006 4.3.4集热(蓄热)墙 4.3.4.1太阳房集热墙的透光盖板边框与墙吸热板)之间要求严密不透气,其间距为60mm 80mm 设通风孔的集热墙,其单排通风孔面积按集热墙空气流通截面积的70%100%设计,并应具 有防止热空气倒循环和灰尘进人集热墙的设施 4.3.4.2第1、2,3区采用双层透光材料无夜间保温的集热墙,无通风孔的日平均热效率应大于10% 有通风孔的日平均热效率应大于15% 4.3.4.3蓄热体应尽量配置在阳光能够直接照射的区域,对于重型结构的房屋,墙体的厚度应不小于 240 ,地面的厚度不小于50mm， ,蓄热体表面积与透光材料面积之比应不小于3 mm 4.3.5透光材料 透光材料的表面应平整、厚度均匀,太阳透射比大于0.76 4.3.6吸热涂层 集热墙的吸热涂层要求附着力强,无毒,无味,不反光,不起皮,不脱落,耐候性强;要求太阳吸收比 大于0.88,其颜色以黑、蓝、棕、墨绿为宜 4.3.7门窗 太阳房门窗应符合GB.50300的规定,同时必须敷设门窗缝隙密封条 窗户玻璃的层数视地区不 同按附录A中表A.1的要求设置 4.4经济指标要求 太阳房设施增加的投资应控制在普通房屋投资的25%以内 4.5其他要求 4.5.1为防止夏季室内温度过高,太阳房应采取设挑檐、,遮阳板或北墙窗户等措施 4.5.2太阳房外门在冬季要求有保温帘或其他保温隔热措施 4.5.3为保证室内的卫生条件,太阳房设计时应考虑到房间的换气要求 测试方法 测试条件 测试要求 太阳房的热性能测试分为长期连续测试和短期详细测试,测试的内容及要求见附录B 长期连续 测试一般在有人正常居住的条件下进行,至少应有一个采暖期的测试数据 短期详细测试一般在无人 居住的条件下进行,测试时间应在采暖期内持续两周以上 5.1.2测试房状态 太阳房建成后,经半年左右的自然干燥,再进行测试 5 .2 测试仪表及步骤 累积太阳辐照量的测量 5. .2. .2. 累积太阳辐照量用总日射表(天空辐射表)及累积日射记录仪进行测量 5 5.2 总日射表在使用一年内需标定或与已知准确度的同级表进行对比,在测试期间,玻璃罩应保 持清洁干净 总日射表的时间常数应小于5s,,非线性准确度应为士1.5% 累积日射记录仪的准确度应为 5. 5. 总日射表接受太阳辐照的平面应与太阳房的集热面平行 2.1. 温度的测量 5. .2. 5.2. 2 用于温度测量的温度计,温度传感器应经过标定,其准确度应达到士0.2C 5 .2.2.2测量室内温度时,温度计应安放在室内中心位置距地面1.5m处 温度计应带有通风良好 的铝箔保护罩(直径约15mm,长约45mm) 短期测试间隔时间为1h,长期连续测试每天可在当地时
GB/T15405一2006 间7时、l4时、20时各记录一次 5.2.2.3测量黑球温度时,在直径150mm的黑色密闭空心铜球内中心处装温度传感器,黑球应置于 室内中心距地面1.3m1.5m处 5.2.2.4测量室外温度时,温度计应置于距被测太阳房10m以内,距地面1.5m处的百叶箱内 测 试时间跟测量室内温度同步 5.2.2.5测试集热墙上下通风口的空气温度时,温度传感器的测点位置应在通风口横截面的几何 中心 现场检测围护结构的传热系数时,温度传感器应安装在被测围护结构两侧表面 内表面温度 传感器应安装在靠近热流计处,外表面温度传感器应安装在与热流计相对应的位置 温度传感器连同 m长引线应与被测表面紧密接触,传感器表面的辐射系数应与被测表面基本相同 热流密度的测量 用于测量通过太阳房墙体、地面、屋顶及其他集热蓄热体的热流密度的热流计及其标定,应符 合JG:/T3016的规定要求 5.2.3.2热流计应直接安装在被测围护结构的内表面上,且应与表面完全接触 热流计不得受阳光 直射 风速的测量 测量室外风速的风速计,其准确度应达到士0.5m/s 风速计应距被测太阳房10m以内 5.2.4. 测量集热墙上下通风口空气流速的风速计,其准确度应达到士0.1m/s 测点位置应在通风 口横截面的几何中心 5.2.5辅助热量的测量 5.2.5.1短期详测，一次测定燃料的热值和炉具的采暖热效率后,按每日耗燃料量进行计算 5.2.5.2长期监测,测定燃料的热值和炉具的采暖热效率后，一般按月耗燃料量进行计算 5.2.5.3电采暖耗电量用电度表测量 数据处理 5.3.1围护结构热阻 常规材料的导热系数可查手册进行计算,新材料,新结构的热阻在短期详测中按式(1)进行计算 要求连续测量一周以上并至少有三个不同位置的热流测点进行平均 R=i一)/Q. 式中 -围护结构热阻,单位为平方米摄氏度每瓦(m C/w); -围护结构内表面温度,单位为摄氏度(C); t -围护结构外表面温度,单位为摄氏度(C); -围护结构热流密度,单位为瓦每平方米(w/m) 5. 3.2集热(蓄热)墙日平均热效率 集热蓄热)墙日平均热效率的测量应连续一周以上,按式(2)进行计算后取其平均值 刀=Q./H A.=Q.i+Q)/H A.) 式中 集热(蓄热)墙日平均热效率,%; ？ 供给房间的有效热量,单位为千焦每天(/d); H -集热墙外表面的累积太阳辐照量,单位为千焦每平方米天[kJ/m'd]; -集热墙外表面积(包括玻璃边框),单位为平方米(m); A Q.a 经集热墙传导进人室内的热量热流向里为正,向外为负),单位为千焦每天(k/d) Q 经通风孔进人室内的热量,单位为千焦每天(k/d)
GB/T15405一2006 5.3.3太阳能供暖保证率 太阳能供暖保证率按式(3)进行计算 Q.十Q sHF=1 Q. 式中 太阳能供暖保证率,%; SHF 太阳房采暖期所需辅助热量,单位为千焦(J); Q. -内热源热量,单位为千焦(kJ); Q 太阳房的净负荷,单位为千焦(J Q. 检验规则 6.1太阳房建筑竣工后,经验收合格后方能交付使用 6.2太阳房建筑安装工程质量检查按GB50300的要求进行 6.3太阳房总体检查按4.1、4.4的要求进行 6.4太阳房热性能测试按第5章、第6章的要求进行,其结果应符合4.2,4.3的要求 6.5太阳房热性能测试应由测试单位提供正式测试报告,测试报告格式参见附录C
GB/T15405一2006 附 录 A 规范性附录 太阳房气象区划及代表城市和围护结构热工指标 表A.1太阳房气象区划及代表城市和围护结构的热工指标 围护结构热工指标 综合气象因素 代表城市 气象 南向玻璃透光面附加 外围护结构最大传热 区划 [kJ/tnm'，Cd) 以指标大小为序 的夜间保温帘板)热 系数/[W/m'，C刀] C/w 阻最小值/G m -30 0,25~0.3 拉萨 双层0.172 单层0.43 0.350.45 新乡、鹤壁,开封,济南,北 单层0.86 0,450.5 京,郑州、石家庄、洛阳、保 25~30 定、,汉口,天津、,潍坊,安阳 双层0.43 大连、西宁、银川、青岛、太 0.25~0.35 双层0,86 0.450,55 原、和田、哈密、且末、延安、 20~25 双层0.86 兰州、榆林,秦皇岛,阳泉、 0.3 包头、西安 双层0.43 0,25 玉门、酒泉、宝鸡咸阳、张 15~2o 双层0.86 0.4 家口,呼和浩特、咯什,伊宁 双层0.86 0.28 抚顺,乌鲁木齐、通化、锡林 13l5 浩特、沈阳长春、鸡西 注:南向玻璃透光面夜间保温热阻最小值与外围护结构最大传热系数的选择为对应关系
GB/T15405一2006 附 录 规范性附录 太阳房测试内容及要求 表B.1气候参数测试内容及要求 测 目 范 试项 围 短期测试间隔 长期监测 室外气温t -30C40c 1h 累积太阳辐照量H 附近气象站的资料 0k/m一25000/m 1h 0m/s25m/s 环境风速 表B.2直接受益式太阳房测试内容及要求 围 试 页 目 短期测试间隔 长期监渊 0C一40c 日平均 室内气温, 日平均 黑球温度 0C40C 1h 0C~50C 直接蓄热体温度 1 0C50C 间接蓄热体温度 h 0w/nm'~100w/m" lh 围护结构热流密度Q. 每日 每月 辅助热量Q 每日 每月 内热源热量Q. 按实际记录 活动保温装置开关时间t 表B.3集热蓄热)墙式太阳房测试内容及要求 试 目 短期测试间隔 长期监测 测 项 范 围 0C40c 日平均 室内气温1 黑球温度A 0一60C 1h 日平均 0C~60C 集热墙温度 1h 上下通风孔气温.,Aa 0C一60C h 上下通风孔风速认, 0m/s一5mm/s 集热墙热流密度Q 0w/m'~l00W/m h 每日 每月 辅助热量Q. 每月 每目 内热源热量Q. 按实际记录 通气孔开关时间 表B.4附加阳光间式太阳房测试内容及要求 测 试项 目 范 围 短期测试间隔 长期监测间隔 室内气温1 0C40C 1h 日平均 黑球温度 0C~40C lh 日平均 蓄热墙温度t 0C一50C h 0C一60C 阳光间内温度！ lh 0w h /mr100w 蓄热墙热流密度Q '/m 每月 每日 辅助热量 Qn 每日 每月 内热源热量Q. 按实际记录 保温窗开关时间
GB/T15405一2006 C 附 录 资料性附录 被动式太阳房测试报告示例 被动式太阳房测试报告 户 用 承建单位 竣工日期 测试日期 测试仪表 仪器名称 型号 精度 检定单位 检定日期 测试地点 海拔高度 地 址 结 度 经 度 测试气象条件 检验项目分类表 序号 测试项目 结 果 建筑类型 建筑总体 建筑形式 建筑朝向 采暖期平均温度/c 室内温度 黑球温度平均值/c 最低温度小时数 采暖期室外温度平均值/C 集热形式 建筑材料 围护结构 保温材料 透光材料 吸热涂层材料 门窗 辅助耗热量 其他 注:其他详细测试记录表,根据测试要求自行编制
GB/T15405一2006 测试结果 集热(蓄热)墙日平均热效率: 太阳能供暖保证率:SHF一 其他补充记录和说明 1o