高速房建工程汝州东服务区太阳能工程项目施工方案.docx
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高速房建工程汝州东服务区太阳能工程项目施工方案
高速房建工程汝州东服务区太阳能工程
施工组织设计
批准：
审核：
编制：
***工程公司项目部
二〇一六年三月
目录
一工程介绍3
二工程概况3
三编制依据3
四施工原则4
五施工要求4
六太阳能集热面积计算5
七施工布置6
八太阳能系统控制要点7
九太阳能系统施工特点8
十主要设备10
十一质量保证体系11
十二质量保证体系12
十三质量保证体系16
十四质量保证体系19
十五质量保证体系19
一、工程介绍
1.1项目名称：
xx高速公路登封至汝州段太阳能热水工程
1.2工程地点：
xx高速公路登封至汝州段
1.3工程性质：
平板太阳能集热器安装、水箱安装、楼面管道安装、系统供配电。
本系统为间接式二次循环热水系统。
二、工程概况
2.1地理环境：
本项目位于xx高速公路登封至汝州段：
纬度：
北纬34°43′，经度：
东经113°39′，倾斜面年太阳能总辐照量5249MJ/（m2.d）,最低气温约0℃，年平均气温14.2℃，年最高气温7月27.3℃。
三、编制依据
3.1GB/50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》
3.2GB/T4271-2000《平板型太阳能集热器热性能试验方法》
3.3GB/T6424-2007《平板型太阳集热器技术条件》
3.4GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
3.5GB/T1551-1995《太阳能热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方式》
3.6ISO9806-1：
1994《太阳集热器检测方法》
3.7GB50411-1997《建筑节能施工质量验收规范》
3.8GB50242-2002《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》
3.9GB/T4272-1992《设备及管道恒温技术通则》
3.10GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》
3.11GB50015-2003《建筑给排水设计规范》
3.12GB50332-2002《给水排水工程管道结构设计规范》
3.13GB50268—97《给水排水管道工程施工及验收规范》
3.14GB98R418《管道及设备保温》国家建筑标准设计图集
3.15GB50009-2001《建筑结构荷载设计规范》
3.16GB/T50057-1994《建筑物防雷设计规范》（2000年版）
3.17GBJ131-90《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》
3.18DGJ108-113-2005《住宅建筑节能工程施工质量验收规程》
3.19GBJ50016-2006《建筑设计防火规范》
3.20GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
3.21GB50254《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》
四、施工原则
4.1充分利用太阳能资源，减少常规能源的消耗，减轻用户在常规能源方面的经济负担
4.2响应国家节能环保的大政方针。
为用户节省投资，使其具有良好的设备投资性能价格比。
4.3方便用户，所有操作全自动控制执行。
系统运行安全可靠，故障率低。
五、施工要求
热水系统以太阳能为主要加热设备，阴雨寒冷天气以电加热作为辅助加热设备；在控制投资费用条件下，系统能尽可利用可再生能源，降低热水系统运行费用，达到保障每天≥45℃的生活热水需求，根据这一基本要求，其设计依据条件如下：
5.1加热设备：
太阳能＋电加热
5.2用水方式：
花洒
5.3供热水方式：
定时供应+全天候供水
5.4热水温度：
55℃
5.5冷水温度：
10℃
5.6集热器类型：
平板集热器
5.7辅助热源：
电加热
5.8气象参数：
5.8.1太阳能资源三类地区
5.8.2当地纬度倾角平面年平均日照量Hla为14.381MJ/（m2.d）
5.8.3年均环境温度Ta为14.2℃
5.8.4年平均每日的日照小时数Sy为6.27h
5.8.5年总日照小时数St为2255.7h
5.8.6年太阳能保证率f根据《民用太阳能设计规范》资源一般区推荐范围为：
40%～50%
六、太阳能集热面积计算
根据国家现行标准《太阳能热水系统设计、安装及工程验收系统规范》GB/T18713-2002附录1，直接式太阳能热水系统的集热器采光面积可根据系统的日平均用水量和用水温度确定，按下式进行估算：
式中：
—系统集热器采光面积，m2；
—日均用水量，kg；
—水的定压比热容，kJ（kg·c），4.187；
—储水箱内水的终止温度，（℃）,55；
—水的终止温度，（℃）,10；
—太阳能常数，无量刚,50%；
—当地春分或秋分所在月集热器受热面上月均日辐照量，kJ/m2,14381;
—集热器全日集热效率，经验值0.50；
—管路及储水箱热损失率经验值：
0.2；
带入收据计算各单项工程的直接系统集热面积。
间接式系统集热器总采光面积计算：
AIN=AC×[1+（U×AC）/（K×F）]
AIN—间接系统集热器采光面积，m2；
U—集热器热损系统数平板取4~6W/（㎡·℃）
—换热器传热系统数，3000W/（㎡·℃）
—换热器换热面积，m2；
带入收据计算各单项工程的间接系统集热面积，详见图纸。
七、施工布置
7.1根据上述热水系统设计依据条件，同时结合建筑结构，太阳能集热器按理论计算和楼面场地情况安装相应数目太阳能集热器。
在日照正常时，集热器内的高温热媒由楼顶太阳能循环泵驱动后，以强制循环方式对储热水箱（通过板式换热器）进行间接换热循环加热。
为了确保日照不足时或者阴雨天的热水正常供应，采用电加热进行辅助加热。
7.2储热水箱的热水以落差方式供出使用，因考虑同时用水人数加装一台供热水加压泵（也做回水泵功能），以保证用户用水压力。
按照用热水人数和日用水总量等要求，在阳光照射充足时，配置的太阳能集热器完全可以满足每日的热水量需求。
八、太阳能系统控制
8.1太阳能循环集热系统的控制
8.1.1太阳能系统根据保温水箱水位、水温情况，自动以温差循环方式工作：
温差循环时，通过贮热水箱下部水温与集热器阵列末端出口水温温差由微电脑温差控制器控制温差循环泵工作。
当温差较大时（△T≥5℃～8℃），温差循环泵和换热循环泵启动，集热器内的高温热媒通过板式换热器对贮热水箱的水进行换热循环集热；当温差较小（△T≤1℃～3℃）时，温差循环泵和换热循环泵停止工作。
如此反复，按照以上方式工作，在日照正常情况下，太阳能储热水箱的水经过一定时间加热即可达到设定的50℃热水使用温度。
8.1.2太阳能循环超温的控制
当太阳能集热器上测温点的温度大于65℃时（可设定），自动开启防超温措施。
即集热器循环泵停止循环，使系统处于闷晒状态，利用平板集热器特有的自散热（吸热与散热平衡，即发射率高）现象进行防超温，防止保温水箱热水温度过高烫伤用户。
8.1.3辅助电加热的控制
电加热受时间和水箱内的水温控制。
在设定的时间内，如果水箱内的水温低于45℃时，电加热启动加热，当水箱内的水温大于等于45℃时，电加热停止加热。
电加热设置的时间为用热水前三个小时较合适。
8.1.4供热水控制
考虑浴室集中用水人数过多会影响使用系统加装供水加压泵和回水电磁阀，在设定供水时间段10~30分钟时对供热水管进行恒温循环，保证打开阀门就有热水。
集中式供热水系统浪费的情况比较严重，建议甲方安装一套I卡式流量型取水系统，最大限度的节约热水资源。
九、太阳能系统施工特点
9.1环保节能方面
9.1.1设备选型：
本设计所选用的加热设备—太阳能集热设备为国际流行的加热环保节能设备：
其中太阳能热利用设备更加成为各国争相研究发展的可再生能源利用设备，其环保节能效果得到各个方面的认可，其价值完全得到各方面的肯定。
9.1.2系统设计运行：
太阳能系统以强制间接循环，得热量更多。
电加热辅助加热，在设定时间内，当太阳能系统运行未能使水箱温度达到期望温度时，电加热补偿性加热，从而最大限度地使辅助加热少开启或者不开启，保证了系统最大限度利用免费清洁的太阳能资源。
采用太阳能加热设备，经过精心设计选型和严格的安装，确保本工程将成为高效、环保、节能、安全的热水系统的典范。
9.2系统安全方面
9.2.1系统防冻安全措施：
考虑到工程所在地，冬天环境温度在零度以下，为了确保设备安全运行，必须有可靠的防冻措施，本次工程防冻措施：
热媒采用丙二醇水溶液，丙二醇水溶液浓度为257%，防冻温度为零下15℃，完全可以满足所在地的要求。
供热水管及系统其它非工质循环管冬季防冻采用电伴热带防冻。
9.2.2系统安全：
整个系统的设计完全按照国家有关防火、防震等安全性规范要求设计，并留有充足的消防和检修通道；各种设备基础均采用锚固方法与建筑结构可靠牢连接，与建筑成为一体，符合抗震、防火等要求；热控制系统具有防漏电和可靠接地。
管道穿墙、楼板及横跨楼房沉降缝均按要求加设套管并做防水处理，设置防止沉降配件；太阳能热媒循环管道按照要求的坡向、坡度制作安装；集热器、管道支架基础，均锚固在楼房的承重结构上，预埋件锚固按照规范要求进行防腐处理，并做好相关防水处理；水箱、泵类、阀类等设备在现场安装完毕均做水压试验及气密性试验和质检工作；各种管道分阶段进行水压试验，系统完工后，各分项调试合格后再进行总调试，确保系统的安全可靠。
9.3工艺技术
9.3.1太阳集热器支架采用40角钢制作成组合式支架。
所有支架在生产车间成型后再进行表面热镀锌防腐处理；现场安装时，支架之间采用M8不锈钢螺丝连接，不破坏镀锌层，保证防腐效果；同时太阳能支架均通过预埋件铆固在结构层上。
9.3.2水泵为低噪音，并且在水泵设备与设备间楼面基础之间设置橡胶减震垫，避免设备与楼板之间产生共振，保证系统运行的安全可靠。
9.3.3管道保温采用橡塑管，保温为铝合金板。
9.4系统配套设计的完整性方面
整个系统设计采用无人化自动控制，并具有人工手动控制功能，并具有相关安全保护和良好接地；电控元器件均采用进口或国产著名品牌，如温差控制器等均采用名牌产品；我公司凭借多年从事各种类型中央热水系统工程设计、生产、施工安装及运行管理等方面的丰富经验，经过专业设计人员反复论证和优化设计，针对太阳能集热设备的特点，所提供的设计方案技术工艺先进，更具节能性和实用性；保证整个系统设计运行的完整可靠。
六、太阳能集热面积计算
根据国家现行标准《太阳能热水系统设计、安装及工程验收系统规范》GB/T18713-2002附录1，直接式太阳能热水系统的集热器采光面积可根据系统的日平均用水量和用水温度确定，按下式进行估算：
式中：
—系统集热器采光面积，m2；
—日均用水量，kg；
—水的定压比热容，kJ（kg·c），4.187；
—储水箱内水的终止温度，（℃）,55；
—水的终止温度，（℃）,10；
—太阳能常数，无量刚,50%；
—当地春分或秋分所在月集热器受热面上月均日辐照量，kJ/m2,14381;
—集热器全日集热效率，经验值0.50；
—管路及储水箱热损失率经验值：
0.2；
带入收据计算各单项工程的直接系统集热面积。
间接式系统集热器总采光面积计算：
AIN=AC×[1+（U×AC）/（K×F）]
AIN—间接系统集热器采光面积，m2；
U—集热器热损系统数平板取4~6W/（㎡·℃）
—换热器传热系统数，3000W/（㎡·℃）
—换热器换热面积，m2；
带入收据计算各单项工程的间接系统集热面积，详见图纸。
七、施工布置
7.1根据上述热水系统设计依据条件，同时结合建筑结构，太阳能集热器按理论计算和楼面场地情况安装相应数目太阳能集热器。
在日照正常时，集热器内的高温热媒由楼顶太阳能循环泵驱动后，以强制循环方式对储热水箱（通过板式换热器）进行间接换热循环加热。
为了确保日照不足时或者阴雨天的热水正常供应，采用电加热进行辅助加热。
7.2储热水箱的热水以落差方式供出使用，因考虑同时用水人数加装一台供热水加压泵（也做回水泵功能），以保证用户用水压力。
按照用热水人数和日用水总量等要求，在阳光照射充足时，配置的太阳能集热器完全可以满足每日的热水量需求。
八、太阳能系统控制
8.1太阳能循环集热系统的控制
8.1.1太阳能系统根据保温水箱水位、水温情况，自动以温差循环方式工作：
温差循环时，通过贮热水箱下部水温与集热器阵列末端出口水温温差由微电脑温差控制器控制温差循环泵工作。
当温差较大时（△T≥5℃～8℃），温差循环泵和换热循环泵启动，集热器内的高温热媒通过板式换热器对贮热水箱的水进行换热循环集热；当温差较小（△T≤1℃～3℃）时，温差循环泵和换热循环泵停止工作。
如此反复，按照以上方式工作，在日照正常情况下，太阳能储热水箱的水经过一定时间加热即可达到设定的50℃热水使用温度。
8.1.2太阳能循环超温的控制
当太阳能集热器上测温点的温度大于65℃时（可设定），自动开启防超温措施。
即集热器循环泵停止循环，使系统处于闷晒状态，利用平板集热器特有的自散热（吸热与散热平衡，即发射率高）现象进行防超温，防止保温水箱热水温度过高烫伤用户。
8.1.3辅助电加热的控制
电加热受时间和水箱内的水温控制。
在设定的时间内，如果水箱内的水温低于45℃时，电加热启动加热，当水箱内的水温大于等于45℃时，电加热停止加热。
电加热设置的时间为用热水前三个小时较合适。
8.1.4供热水控制
考虑浴室集中用水人数过多会影响使用系统加装供水加压泵和回水电磁阀，在设定供水时间段10~30分钟时对供热水管进行恒温循环，保证打开阀门就有热水。
集中式供热水系统浪费的情况比较严重，建议甲方安装一套I卡式流量型取水系统，最大限度的节约热水资源。
九、太阳能系统施工特点
9.1环保节能方面
9.1.1设备选型：
本设计所选用的加热设备—太阳能集热设备为国际流行的加热环保节能设备：
其中太阳能热利用设备更加成为各国争相研究发展的可再生能源利用设备，其环保节能效果得到各个方面的认可，其价值完全得到各方面的肯定。
9.1.2系统设计运行：
太阳能系统以强制间接循环，得热量更多。
电加热辅助加热，在设定时间内，当太阳能系统运行未能使水箱温度达到期望温度时，电加热补偿性加热，从而最大限度地使辅助加热少开启或者不开启，保证了系统最大限度利用免费清洁的太阳能资源。
采用太阳能加热设备，经过精心设计选型和严格的安装，确保本工程将成为高效、环保、节能、安全的热水系统的典范。
9.2系统安全方面
9.2.1系统防冻安全措施：
考虑到工程所在地，冬天环境温度在零度以下，为了确保设备安全运行，必须有可靠的防冻措施，本次工程防冻措施：
热媒采用丙二醇水溶液，丙二醇水溶液浓度为257%，防冻温度为零下15℃，完全可以满足所在地的要求。
供热水管及系统其它非工质循环管冬季防冻采用电伴热带防冻。
9.2.2系统安全：
整个系统的设计完全按照国家有关防火、防震等安全性规范要求设计，并留有充足的消防和检修通道；各种设备基础均采用锚固方法与建筑结构可靠牢连接，与建筑成为一体，符合抗震、防火等要求；热控制系统具有防漏电和可靠接地。
管道穿墙、楼板及横跨楼房沉降缝均按要求加设套管并做防水处理，设置防止沉降配件；太阳能热媒循环管道按照要求的坡向、坡度制作安装；集热器、管道支架基础，均锚固在楼房的承重结构上，预埋件锚固按照规范要求进行防腐处理，并做好相关防水处理；水箱、泵类、阀类等设备在现场安装完毕均做水压试验及气密性试验和质检工作；各种管道分阶段进行水压试验，系统完工后，各分项调试合格后再进行总调试，确保系统的安全可靠。
9.3工艺技术
9.3.1太阳集热器支架采用40角钢制作成组合式支架。
所有支架在生产车间成型后再进行表面热镀锌防腐处理；现场安装时，支架之间采用M8不锈钢螺丝连接，不破坏镀锌层，保证防腐效果；同时太阳能支架均通过预埋件铆固在结构层上。
9.3.2水泵为低噪音，并且在水泵设备与设备间楼面基础之间设置橡胶减震垫，避免设备与楼板之间产生共振，保证系统运行的安全可靠。
9.3.3管道保温采用橡塑管，保温为铝合金板。
9.4系统配套设计的完整性方面
整个系统设计采用无人化自动控制，并具有人工手动控制功能，并具有相关安全保护和良好接地；电控元器件均采用进口或国产著名品牌，如温差控制器等均采用名牌产品；我公司凭借多年从事各种类型中央热水系统工程设计、生产、施工安装及运行管理等方面的丰富经验，经过专业设计人员反复论证和优化设计，针对太阳能集热设备的特点，所提供的设计方案技术工艺先进，更具节能性和实用性；保证整个系统设计运行的完整可靠。
十、主要设备参数
在设备的选用、系统的配置等方面，从保证太阳能热水系统使用效果以及系统的技术先进性、实用性、安全性、可靠性、持久性等诸多方面综合考虑，所选产品皆为具有国际国内先进水平的产品，设备的各项技术性能指标完全达到或超过国标的相关技术要求，热泵热水机组、水箱、管材、附件等材料选择完全按与主体配套择优选型，完全满足或超过国标要求，各货物详细的技术参数及技术配置性能特点详述如下：
10.1太阳能集热器
10.1.1高性能平板太阳能集热器
采用的黑铬集热板芯，板芯表面为高选择性太阳光谱吸收涂层，涂层的太阳光谱吸收率αs=0.95±0.01，80℃时的热发射率ε=0.12±0.01：
该集热板芯的高选择性太阳光谱吸收涂层具有优异的环保性和持久的稳定性，在制作及使用过程中既无放射性又不会对空气和水源造成污染，并且该集热板芯的热度和气候耐久性大大超过国家相关标准与规定，在国内处于领先水平，同时该集热板芯的使用寿命可达到15年以上。
附：
2m2太阳能集热器技术参数（见下页）
项目
参数
板芯太阳能吸收率
0.95±0.01
板芯热发射率
0.12±0.01
热效率
≥50%
采光面积
2m2
晴天产水温度
40℃-70℃
产热水量
60～90kg/m²
外形尺寸
2m×1m
重量（含水）
39kg
十一、质量保证体系
11.1质量保修
11.1.1对本项目提供壹年的质保期，质保期自安装验收合格之日起计算；
11.1.2在质保期内，除人为因素和不可抗力因素造成的损坏外，免费提供热水设备的维修、免费提供备品备件及技术服务。
无论是在质保期内还是在质保期外，在接到应急维修通知后，施工人员立刻在最短时间内赶到现场并解决问题：
中修在4小时内完成，大修不越过24小时内。
11.2培训计划
11.2.1根据本工程的特点，在工程设备及材料进场的过程中不定期邀请使用单位相关人员到场，实地进行了解熟悉相关设备；
11.2.2工程完工验收合格后，为了保证用户能进一步熟练并正确熟练掌握系统的使用和正常维护方法，将向使用单位提供完整的竣工图纸、电气控制原理图、系统使用说明书及相关设备、配件的使用说明书，并对用户相关管理和维护人员进行培训，按使用说明书逐条讲解，并示范操作，直到其能熟练并正确掌握相关管理和维护方法为止。
11.2.3在设备试运行初期，派专门人员会同使用单位相关人员一起，观察系统设备的运行情况，并帮助使用单位相关人员正确使用、维护系统各种设备。
十二、施工工序
本工程采用流水施工法，把热水工程划分为7施工过程，每个施工过程由固定的作业组按施工进度表上的顺序，依次、连续地由一个施工段移转到下一个施工段，施工工序依此为：
1、管路安装2、集热器安装3、水箱安装4、泵站、膨胀罐和温控器安装5、管路检漏和传热工质灌装6、电气连接和系统初次运行7、收尾工作
12.1管路安装
12.1.1管道安装工艺
序号
工序名称
材料
工具设备
备注
1
下料
铜管
钢卷尺
2
切割
切割机
3
车丝
热熔机
4
组装
管钳
5
固定
管箍
冲击钟
6
试压
膨胀螺丝
打压机
12.1.2管材选用与连接方式:
1）集热供水管:
采用热镀锌钢管；
2）集热回水管:
采用热镀锌钢管。
12.1.3集热系统管道规格:
1）管道采用热镀锌钢管，其规格厚度符合国家标准
12.1.4管道支吊架:
1）管道及配件必须用支吊架吊稳固,不得把管道及配件的重量传递给设备。
2）水平管道支吊架一般应设置在建筑物的梁上,垂直安装的管道在多层楼板处设支架。
3）热镀锌钢管支吊架最大距离符合国家标准及规范要求：
12.1.5管道的伸缩补偿:
采用自然补偿。
12.1.6水系统立管最高点均设自动排气阀,最低点设泄水阀,若安装过程中出现局部最高点和最低点时,应在相应位置设放气或放水措施。
12.1.7管道穿越墙体时，须预埋∅110PVC套管。
12.1.8在立面墙体的管路安装时，需先在墙体开槽，宽120mm，深度70mm，两根套有铜管的直径50mmPVC管并排埋入槽内，并用水泥沙浆填平。
具体做法详见《古运河71#D地块别墅太阳能热水系统设计与施工图纸》
12.1.9循环管道采用橡塑保温，内径16mm,厚度为20mm，室外管道外包铝板。
1）管道保温工艺
序号
工序名称
材料
工具设备
备注
1
保温
橡塑保温套管
钢锯片
室内管路
2
铝皮卷边
卷边机
室外管路
3
铝皮保温
白铝皮
剪钳
室外管路
4
接缝锁螺丝
不锈钢自攻螺丝
浮螺丝刀
室外管路
5
拐弯处打密封胶
玻璃胶
玻璃胶枪
室外管路
12.1.10安装完毕后管道应按照验收规范进行水压试漏试验，其压力值为管道系统工作压力的1.5倍，最小不低于0.6Mpa,系统试压完毕后进行管道冲洗，直至将污物冲净并在出水的透明
12.2集热器安装
12.2.1集热器安装工艺
序号
工序名称
材料
工具设备
备注
1
摆放
集热器
2
调校
橡皮锤
3
集热器连接
铜连
扳手
4
装压板
碳钢铁板
扳手
5
连接管
套丝机
12.2.2集热器方向：
与建筑同方向,集热器倾角与瓦面平,施工时依现场实际情况做调整；
12.2.3根据铺设瓦的进度，在铺瓦的同时，我司配合预先安装好不锈钢挂条；
12.2.4待瓦铺设完成后，进行安装支架和集热板和测温探头；
12.2.5集热器具体安装方法，详见对应图纸。
12.3水箱安装
12.3.1水箱底座：
用10#槽钢焊接制作，尺寸480*480*100（L*W*H）,水箱安装在2楼或3楼室外露台;
12.3.2水箱应安装在有冷热水出口的位置，地面应做防水处理，有良好的排水措施（有通畅的地漏或专用排水沟）。
水箱背面离墙距离不得小于150mm并且水箱引出管平行于墙面。
在排污口球阀后把出水管引到地漏或其他排水点，根据安装位置安装引出管道，以便水箱就位后施工。
在管路施工过程中要使用密封材料，冷热水管路可以使用生料带等密封材料，循环管路要使用线麻和白厚漆（铅油）或化学密封胶等密封材料，在管道和管件方向位置确定好后严禁反方向旋转；一旦发生反方向旋转，必须拧下重新使用密封材料后在拧紧。
12.4泵站、膨胀罐和温控器安装
12.4.1泵站：
安装在墙面上，安装高度1500；包括压力表、温度表、循环泵、补液阀、流量计、安全阀、排气筒、五通、组合阀、手柄、温控仪等。
12.
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