GB T 15405-94 被动式太阳房技术条件及热性能测试方法.pdf

中华人民共和国国家标准被动式太阳房技术条件和热性能测试方法GB/r 15405一94Specifications and testing method of thermalperformance for passive solar houses1主题内容与适用范围本标准规定了被动式太阳房的技术要求、热性能测试方法、经济分析方法和检验规则。本标准适用于农村和城镇地区的被动式太阳房。2弓!用标准GBJ 300建筑安装工程质量检验评定统一标准GBJ 301建筑f.程质星检验评定标准JGJ 24民用建筑热工设计规程JGJ 26民用建筑节能没计标准3术语3门被动式太阳房(以下简称太阳房)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。3.2直接受益式太阳光穿过透光材料直接进入室内的采暖形式。3. 3集热蓄热墙式太阳光穿过透光材料照射集热蓄热墙，墙体吸收辐射后以对流、传导、辐射方式向室内传递热量的采暖形式。附加阳光间式在房屋主体南面附加一个玻璃温室的采暖形式。对流环路式南墙设置太阳空气集热器(墙)，利用墙体上下通风口进行对流循环的采暖形式基础温度根据太阳房采暖水平而设定的某个室内最低空气温度。本标准为14C黑球温度室内周围环境与人体进行辐射对流热交换的当量温度。采暖期度日数采暖期主要月分(12,1,2月)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)的总训3536373.8和。3.9综合气象因素国家技术监督局1994-12一30批准1995一07一01实施GB/T 15405一94采暖期主要月份南1句垂直ifti1 :.的累积太阳辐照址与对应期问的度日数的比仇。3.10直接蓄热体直接接受阳光照射的蓄热物质3.11间接蓄热体不直接接受阳光照射的蓄热物质3.12集热(蓄热)墙R平均热效率通过集热(蓄热)墙进入房间的有效热量与同期垂直照射到该墙土的累积太阳辐m ft之比3.13净负荷除太阳能集热部件外，在不计入太阳作用的某个计算期间，为维持太阳房室温等于基础温度的计1?热耗。3.14太阳能供暖保证率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3.15对比房与太阳房面积、建筑布局基本相同的当地普通房屋3.16太阳房节能率太阳房与对比房相比，在维持相同的基础温度!;所节省的采暖能11t占对比房采暖能址的百分比3.17辅助热量在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址318内热源热量由室内的人、照明及非专设的采暖设备等产生的热量。4技术要求4.1建筑总体要求4.1.1建筑原则太阳房要因地制宜，遵循坚固、适用、经济，并应注意建筑造型美观大方的原则。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问的相互关系4.1.3建筑朝向太阳房平面布粉为正南向，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门4建筑间距当地冬至日中午12点时，太阳房南面遮挡物的阴影不得投射到太阳房的窗户L4.1.5旧房改建旧房改建太阳房时，应尽赞满足4. 1. 1 -4. 1. 3条的要求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的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5个区域，各区代表城市和对应的太阳房南向透光面夜间保温热阻及外围护结构最大传热系数见附录A4.2. 2冬季室温4. 2. 2. 1第1,2区冬季采暖期IN，太阳房的上要居室在无辅助热源的条件卜，室内,r.均温度应达到12 C,室内温度低f8(l的小时数应小于总采暖时数的200,。在有辅助热源的条件下，室内最低温度达到4C时的太阳能供暖保证率应不低于50GB/T 15405一944.2-2.2第3,4区冬季采暖期间，在有辅助热源的条件下，室内最低温度达到14时的太阳能供暖保证率应不低于50%.4.2-2.3第5区冬季采暖期间，在有辅助热源的条件下，室内最低温度达到14C时的太阳房节能率应不低于50%。太阳能供暖保证率应不低于25%.4.2-2.4在无辅助热源的情况下，冬季采暖最冷季节室温日波动范围不得大于10C o4.2.3夏季室温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外围墙体太阳房外围墙体采用重质材料，如砖、石、混凝土、土坯等，并增设保温层，其传热系数按附录A表中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，保温层尽量靠近外侧设置。4.3.2南向透光面太阳房的南向透光面上应设夜间保温装置，不同地区的热阻值按附录A表中的次序选择。4.3.3地面和基础太阳房的地面应增设保温、蓄热和防潮层，基础外缘应设深度不小于。. 45m，热阻大于0. 86m“C /W的保温层。4.3.4集热(蓄热)墙太阳房集热墙的透光材料与墙(吸热板)之间要求严密不透气，其距离推荐为60-80mm。设通风孔的集热墙，其单排通风孔面积推荐按集热墙空气流通截面积的70%-100%设计，应具有防止热量倒循环和灰尘进入集热墙的设施。4.3.5透光材料集热墙透光材料选用表面平整、厚薄均匀，法向阳光透过率大于0. 76的玻璃。4.3.6吸热涂层集热墙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。要求对阳光的法向吸收率大于。.88，其颜色以黑、蓝、棕、绿为好。4.3.7 I7窗太阳房门窗应符合GBJ 301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的要求设置。4.4经济指标要求太阳房增加的投资控制在当地常规建筑正常预算造价的20%以内(不包括特殊装修)。对于严寒地区可放宽到25%以内。4.5其他要求4.5.1为防止夏季室内温度过高，太阳房应采取挑出房檐、设遮阳板或采取北墙设窗户以及绿化环境等措施。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。5测试条件5.1测试分级及要求太阳房的热性能测试分为A,B两级，每级测试的内容及要求见附录B。一般A级适用于以研究为目的，B级适用于以工程验收和推广为目的。5.2测试房状态GB/T，5405一94测试房建成后，经半年左右的自然于燥，再进行测试测试房的运行状态分为无人居住无热源的r!然状态;有人正常居住无辅助热源;有人iF常居住有辅助热源为厂测定实际节能效果，应选择对比房进行测试比较5.3长期连续测试长期连续测试一般在有人正常居住的条件下进行，要求至少有一个采暖期的测试数据54短期详细测试短期详细测试一般在无人居住的条件下进行，测试时问要求待续两周以上6测试仪表及测里6门累积太阳辐照量的测量6.11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址6.1.2总f3射表在使用一年内需标定或与己知准确度的同级表进行对比在测试时问玻璃堆应保持清洁干净。6.1.3总日射表的时间常数应小于5s，非线性误差应不超过11.L,累积日射记待仪误差不Iw超过士1%6门4总日射表接受太阳辐照的平面应与太阳房的集热面平行6.2温度的测量6.21短期A级温度测量可用热电偶温度计电阻温度计和水银侃度计N1,01t. iau度计应经过标定，误差不超过士0.2C。6.2.2长期A级和B级温度测量还可使用双金属片自记温度计，但在换纸前后应用精度为0.2(的水银温度计校正。6.2.3测童室内温度时，温度计应安放在室内中心位置距地面l. 5m处。温度计应带有通风11好的铝箔保护罩(直径约15mm，长约45mm) e测试间隔时间见附录B,B级长期监测梅天可在当地时7时、14时、20时各记录1次6. 2.4测量黑球温度时.应用直径150mm，中心处装有热电偶或电阻的黑球温度汁测址，黑球温度计应议于室内中心距地面1.3-1，。处6.2.5测量室外温度时，温度计应段于被测太阳房10m以内，距地而1. 5m处的百叶箱内13级长期监测，温度计还可置于太阳房l Om以内，通风良好无阳光和无热源的地方。测试时问和测室内(l度I, l步6.2-6集热墙上下通风孔的气温用热电偶测量，母个通风孔截面积等分6-9个点，取各点温度1r将其平均。为消除阳光的彩响，热电偶测头应漆成白色62.7太阳房墙体、地面、屋顶等围护结构和集热蓄热体表面温度用热电偶或其他小型温度传感器测hl传感器应紧贴于表面或理于表面内，并尽ht使表面状态与被测表面致6.2.8窗玻璃或其他透明盖层的温度用线径不大于。. 2mm的热电偶测址，并应用透明胶贴紧以保持原位测量状态6.3热流密度的测量6.3.1通过太阳房墙体、地面、屋顶及其他集热蓄热体的热流密度用温差热电堆型热流片测址热流片应埋在被测墙体内或紧贴于被Mil面。为消除阳光照射的影响，热流片表面应涂成与被测V- ffi相同的颜色6. 3. 2热流片本身热阻应小于。.02m CIW，误差不超过15%6.4风速的测墩6.4，室外风速可用误差小于。.5。/5的旋杯式风速计或其它风速计测址风速计应位于被测太阳房I Om以内6.4.2集热墙上下通风孔空气流速可用误差小于0. 1m/、的热球风速一测址，摊个截面积等分6-9GB/r 15405一94个点，取各点风速值并将其平均。6.5辅助热量的测+i6.5.1 A级测试，可用电度表测定其电采暖耗电量6.5.2 B级短期详测，可次测定煤的热值和煤炉采暖热效率及每H耗煤举进行计算6.5.3 B级长期监测，测定燃料的热值和炉具热效率后，一般只统计月耗燃料星了数据处理了.1围护结构热阻常规材料的Ml护结构热阻可查手册进行计算。新材料、新结构的热阻在短期详测中按公式(1)进行计钾要求连续测址1周以-jl少有3个不同位置的热流测点进行平均。R=(T。一TO /Q(1)式中:尺一一围护结构热阻，m C/W;7.2式中7. 3式j了、.-一围护结构内表面温度、;T.围护结构外表面温度，C;QF一围护结构热流密度，W/m集热(蓄热)墙日平均热效率集热(蓄热)墙日平均热效率的测鱿应连续1周以上，按公式(2)进行计算后取其平均值7,=Q/(H,A,)二(Q*+Q/H,A)(2):7,-一集热墙日平均热效率，%;Q供给房间的有效热量,kJ/d;H,.一一集热墙外表面的累积太阳辐射量kJ/md;A*一一集热墙外表面积(包括玻璃边框),m-,Q*经集热墙传导进入室内的热量(热流向里为正，向外为负).kJ/d;氨-一经通风孔进入室内的热量,kJ/d太阳能供暖保证率太阳能供暖保证率按公式(3)进行计算。SHF=1一(Q十Q,.) /Q,., .(3):SHF太阳能供暖保证率，%;Q一一太阳房采暖期所需辅助热结,kJ;Q川一一内热源热量,kJ;6L太阳房的净负荷,kJo8检验规则大阳房建筑竣工后必须经验收合格后方能交付使用。太阳房建筑安装工程质举检查按GBJ 300和GBJ 301的要求进行。太阳房增加投资占初投资的百分比应符合4. 4条的规定。太阳房的经济分析方法见附录C太阳房总体检查按第4.1,4.3,4.5条的要求进行太阳房热性能测试按第5,6章的要求进行.其结果应符合4.2条的要求。太阳房热性能测试应山测试单位提供正式测试报告，测试报告格式见附录1%818283848586GB/T 15405一94附录A太阳房的气象区划及代表城市和围护结构的热工指标(补充件)气象L划综合气象因数kllCm.d.d)代表城市(以指标大小为序)南向透光面夜间保温热阻肠1己一/W)/外围护禁构靡大传热系数w/(.1C1二130拉萨双层玻媲0. 172/0. 25-0. 3单层玻璃。.43/0. 35 J 0. 45单层玻璃.86/0.45。，525-30新乡、鹤壁、开封、济甫、北京、郑州、石家庄、洛阳、保定、汉口、天津、潍坊、安阳220-25大连、西宁、银川、青岛、太原、和田、哈密、且末、延安、兰州、愉林、秦皇岛、阳泉、包头、西安双层玻璃。，43/0. 25-0. 35双层玻璃0. 86/0. 45-0. 55双层玻璃。.86/0.3315-20玉门、酒泉、宝鸡、咸阳、张家口、呼和浩特、喀什、伊宁双层玻璃0.43/0.25双层玻璃0.86/0.4413-15抚顺乌鲁木齐、通化锡林浩特、沈阳、长春、鸡西双层玻确0.86/0.285! G13吉林、哈尔滨、齐齐哈尔、佳木斯、鹤岗、海拉尔双层玻璃0. 86/0. 25附录B太阳房测试内容及要求(补充件)表BI气候参数测试内容及要求分级测试项目范围短期详测间隔,h长期监测间隔A室外气谧Ta票积太阳辐照量 Hn,环境风速、环境风向Da一30-40C0-25 OOOkj加20-25m/s0360。1111日平均日累积日平均B室外气温.T“累积太阳辐照量打iv一30-40C0-25 OOOkJ/m:取附近气象站的资料102GB/T 15405一94表132直接受益式太阳房测试内容及要求分级mil试项目范围短期详测间隔,h长期监测间Wt3A室内气温T,r球温度1a直接蓄热体温度7,fpi接蓄热体温度r_围护结构热流密度Q卜辅助热量Q.内热源热量Q保温窗开关时间t0一.OC0-400-50亡0-500-100Wi.,-01111l1按实际记录日平均f3平均每E每I1B室内气温11,直接蓄热体温度71,问接蓄热体温度t围护结构热流密度Q辅助热量Q.内热源热量Q“1保温窗开关时间r0-40 C0-50 r0-500- loow/m=1111每日每日按实际记录EJ平均每月每月表B3集热蓄热墙(对流环路)式太阳房测试内容及要求分级测试项目短期详测间隔，h长期监测间隔室内气温1,黑球温度了，集热墙温度7,句接蓄热体温度了上下通风孔气温T了d七F通风孔风速v. V,集热墙热流密度Q围护结构热流密度Qs辅助热量Q.内热源热量Q.通气孔开关时间I0一400-40 C06口、0-400-60 C0-Sm/s0-10ow/m=0-100w/-2日平均臼平均10.50. .S每日每日按实际记录室内气温.7.集热墙温度T,上F通风孔气温上下通风孔风速集热墙热流密度辅助热量Q.内热源热量Q“通气孔开关时folT- T,V, VdQ-0-40 C0-60C0-60OSm/s0-I OOW/m,日平均每口每日按实际记录每月每月203GB/r 15405一94表B4附加阳光间式太阳房测试内容及要求分级测试项目范围短期详测间隔.h长期监测间隔A室内气温T,黑球温度T,蓄热墙a度T,间接蓄热体温度T,阳光间内温度丁蓄热墙热流密度Q.围护结构热流密度Q、辅助热量嗽。内热源热量Q;.保温窗开关时间t0-40C0-40C0-60C0-40C0-60C0-100w/.,0-100 W /m21里1111111按实际记录日平均日平均日平均每日每日B室内气温T,蓄热墙温度T,阳光间温度Tz蓄热墙热流密度Q，辅助热量Q.内热源热量Q.保温窗开关时间t0-40C0-50C0-60 C0-100W/m1112每日每日按实际记录日平均每月每月附录C太阳房经济分析方法(补充件)C1太阳房节能率按公式(C1)进行计算。ESF=1一Q/Ql一(C1)式中:ESF太阳房节能率,写;Q对比房采暖期所需辅助热量,kJ.C2辅助耗热量按公式(C2)进行计算。Q.-=Myo.1(C2)式中:Q.=-辅助耗热量,kJ;M-燃烧物质量，kg;4.-燃烧物的低位发热值，kJ/kg;I-炉具热效率，%。C3太阳房年节标煤量按公式(C3)进行计算。G= (ESFq)/(Quw帕，一(C3)式中:G太阳房年节标煤量，kg;Q-标煤的发热值，29 300kJ/kg,CQ太阳房年节能收益按公式(C4)进行计算。curl门5405 94八一s十2一认式中:、飞-一太阳房年节能收益:s-当地煤价折算出的标准煤单位煤价;z一炉具或采暖系统的年折旧费;w太阳能采暖设施的年维修费。C5太阳能投资回收年限按公式(C5)A行计Q入=Ifi旧(A一I In门+)(C一I)(污)式中:N-太阳能投资回收年限I一一太阳房增加的投资;，贷款年利率附录D被动式太阳房测试报告示例(参考件)被动式太阳房测试报告被测单位竣工日期承建单位则试11期D1测试仪表表D1仪器名称型号精It检定单位十众定日期D2测试地点地址纬度海拔高度经度D3测试条件D4检验项目分类表GB/r 15405一94表D2序号检验项目结果l建筑总体建筑原则建筑形式建筑朝向z室内温度采暖期平均温度，C黑球温度平均值，C最低温度小时数波动范围，3采暖期室外温度平均值，C4围护结构集热形式保温材料透光材料吸热涂层材料5门窗6辅助耗澳洪量,kJ7增加投资占初投资的百分比8其他注:其他详细测试记录表，根据测试级别和要求自行编制%-%-%从今SHF=ESF=一一年-一一一AND5测试结果集热(蓄热)墙平均热效率太阳能供暖保证率:太阳房节能率:太阳房年节能收益:投资回收年限:测试人员签名b?lj试负责人签名单位盖章少)6