普通住宅采暖系統(tǒng)淺談
2021/1/23 10:43:32點擊：
建設(shè)部《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》第五條明確規(guī)定“新建居住建筑的集中采暖系統(tǒng)應當使用雙管系統(tǒng)，推行溫度調(diào)節(jié)和戶用熱量計量裝置，實行供熱計量收費”。這表明在市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展和完善下，“熱”作為計劃經(jīng)濟體制下的一種福利，已經(jīng)開始逐步商品化。并明確了我國的節(jié)能政策，也有利于《河南省民用建筑節(jié)能設(shè)計標準實施細則》的順利實施。隨著上述兩個文件的實施，采暖方式也發(fā)生了較大的變化。
二、新、舊采暖系統(tǒng)特點比較及經(jīng)濟分析
在居住建筑中原有的采暖方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有設(shè)計要求“能計量，可調(diào)節(jié)”，它會被新的采暖方式取代。普通住宅屬于居住建筑，其原有的采暖方式多用單管上供下回式和雙管下供下回采暖系統(tǒng)，新的采暖方式多用戶式采暖系統(tǒng)，雙管下供下回采暖系統(tǒng)也可以使用。新、舊采暖方式在管道敷設(shè)、熱負荷計算、設(shè)備選擇、供暖水質(zhì)等方面都有很大不同。筆者僅就近幾年參與的普通住宅采暖工程談一下在設(shè)計上的體會。
1．系統(tǒng)特點與管道敷設(shè)
在普通住宅中，單管系統(tǒng)采暖主立管設(shè)在樓梯間，供、回水干管敷設(shè)在建筑物頂層或地溝內(nèi)，按建筑物相同豎向房間設(shè)置單根立管。由于單管的敷設(shè)方式無法分戶計量以及不便于調(diào)節(jié)室溫，該采暖方式在住宅建筑中已被淘汰使用。
雙管下供下回采暖系統(tǒng)雖然也可以使用，但大多用在舊有住宅采暖系統(tǒng)的改造，其方法是在建筑物熱力入口設(shè)置總熱量表，并在每組散熱器上設(shè)置熱量分配計，通過統(tǒng)計每組散熱器的散熱量來確定每戶的總耗熱量(見圖1)，該采暖方式同戶式采暖系統(tǒng)相比在計量上存在很多問題，如抄表不便，熱量分配計易被用戶人為破壞等因素，在新建住宅中已很少被采用。
戶式采暖系統(tǒng)以其優(yōu)越的節(jié)能特性以及可隨意調(diào)節(jié)室溫達到人體的舒適程度等特點占據(jù)了采暖的主導地位。其采暖主立管設(shè)在樓梯間或前室的管道井內(nèi)，每戶室內(nèi)管道由采暖主立管引出，每戶管道入口處設(shè)置調(diào)節(jié)閥及熱量表。戶式采暖系統(tǒng)根據(jù)戶內(nèi)管道敷設(shè)方式又分為戶式單管水平跨越式(見圖2)、戶式雙管上供上回式(見圖3)等幾種采暖方式。戶式單管水平跨越式戶內(nèi)管道一般暗埋布置，地埋管采用耐高溫、承高壓、抗老化的交聯(lián)聚乙烯、聚丁烯、聚丙烯塑料管，地埋管在地板面層內(nèi)不能有接頭，管徑為DN20—DN25，采用5 mm阻燃聚乙烯泡沫塑料套管保溫后，用專用管卡敷設(shè)于予留100*50(mm*mm)地板面層的溝槽內(nèi)，管道試壓后用水泥砂漿填平溝槽。溝槽上設(shè)地板磚或木地板，并應設(shè)標記，不得用重物擊壓。為方便室溫調(diào)節(jié)，每組散熱器均應設(shè)三通調(diào)節(jié)閥。戶式雙管上供上回采暖系統(tǒng)戶內(nèi)水平支管敷設(shè)在客廳、走廊的吊頂內(nèi)，居室內(nèi)不出現(xiàn)太多支管，暖氣片一般布置在內(nèi)墻的門后或一側(cè)，每組散熱器在支管設(shè)置溫控閥來調(diào)節(jié)室溫。
2．熱負荷計算
在原采暖方式中，未采用分戶計量，按建筑面積支付采暖費用，用戶不會因為家中無人或溫度過高而關(guān)閉或開小散熱器閥門，各用戶室內(nèi)將保持原有的設(shè)計溫度，因而其熱負荷計算是以所有住戶室內(nèi)維持恒定的溫度為基礎(chǔ)的。
在新采暖方式中，采用分產(chǎn)計量，用戶會根據(jù)自己的生活習慣、經(jīng)濟能力等自主選擇室內(nèi)溫度，這會造成各用戶室內(nèi)溫度不同，使得各用戶間存在一定的熱傳遞。當某一住戶室內(nèi)溫度過低時，其相鄰住戶的溫度會在——定范圍內(nèi)降低。因而它的熱負荷計算與原有的計算方法不同，計算時需要在原有計算的基礎(chǔ)上增加一項附加熱負荷。附加熱負荷的計算方法有很多，各地區(qū)設(shè)計人員采用的方法也不盡相同，大致有下列幾種方法：
(1)在提高外圍護結(jié)構(gòu)保溫的基礎(chǔ)上，適當提高室內(nèi)設(shè)計溫度；
(2)一般按6℃溫差宋計算戶間傳熱，個別房間適當選擇戶間傳熱溫差，并考慮各戶間出現(xiàn)溫差傳熱的概率，取各項傳熱量的適當比例作為戶間總傳熱負荷：
(3)按穩(wěn)定傳熱的方法逐一計算每個戶型間的溫差傳熱，這種方法計算比較復雜，需要使用相應的計算軟件。
從上面可以看出，新的采暖方式各住戶的傳熱負荷增加了，其散熱器的片數(shù)要大于原有采暖方式散熱器的片數(shù)。但戶間的傳熱負荷不會增加建筑物總負荷，所以采暖總立管及室外管網(wǎng)的管徑大小仍按原熱負荷計算方法來確定。
3．設(shè)備選擇
在原采暖方式中，無計量和節(jié)能要求，設(shè)備無特殊要求，在此不再贅述。
在新采暖方式中，要求進行熱計量，所采用的設(shè)備會不同于原有設(shè)備。
(1)在建筑物熟力入口設(shè)置熱計量裝置，對整個建筑物用熱量進行計量。并在各用戶入口設(shè)置熱量表。
(2)采用分戶計量的采暖系統(tǒng)后，各用戶可以自主調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，采暖系統(tǒng)運行時是變流量系統(tǒng)，需要在建筑物熱力入口安裝壓差或流量調(diào)節(jié)裝置，以克服流量變化引起的壓力變化。
(3)熱量表、壓差或流量調(diào)節(jié)裝置對水質(zhì)要求較高，為防止被腐蝕和污物堵塞，供暖水質(zhì)要符合國家現(xiàn)行標準《低壓鍋爐水質(zhì)》的要求，并且要在熱量表前設(shè)置過濾器。
(4)采暖系統(tǒng)中的主要設(shè)備一散熱器的選擇也很重要，它可能成為供暖水的污染源。鑄鐵散熱器的澆注制造方法，可能會使其內(nèi)部含有粘沙：鋼制散熱器的金屬特性使它容易被腐蝕，造成水質(zhì)污染。所以在設(shè)計中要對散熱器的選擇作出嚴格規(guī)定“鑄鐵散熱器內(nèi)部不能含有粘沙，鋼制散熱器要選用有閃光電阻焊、內(nèi)防腐特點的新型產(chǎn)品”。
(5)對于雙管下供下回采暖系統(tǒng)每組散熱器：設(shè)置熱量分配計。
(6)戶內(nèi)每組散熱器可在供水支管上設(shè)置自力式溫控閥或其它溫控裝置來調(diào)節(jié)室溫。對于戶式單管水平跨越式在支管上設(shè)置三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)室溫。
4．技術(shù)經(jīng)濟分析
戶式采暖系統(tǒng)由于在系統(tǒng)的變化和功能上的改進，必然使初投資增加，但節(jié)能的特點，可以使它節(jié)約運行費用�，F(xiàn)以筆者參與的實際工程為例比較一下原采暖方式與戶式采暖系統(tǒng)的工程造價，此工程為黃委會職工住宅66號樓，地下一層，地上十一層，建筑高度33米，建筑面積為3937平方米，共二十二戶，單戶建筑面積為1 7 8平方米，供暖熱負荷為184KW，建筑平面熱指標q=46.7W／m2。
(1)初投資
在普通住宅中，單管上供下回式采暖系統(tǒng)工程造價約25—30元／平方米，雙管下供下回采暖系統(tǒng)工程造價約35元／平方米。此工程若采用雙管下供下回采暖系統(tǒng)，采暖工程總造價137795元，分攤到每戶上為6263元。
戶式采暖系統(tǒng)主要設(shè)備價格見表1：
經(jīng)預算人員對采暖工程量進行統(tǒng)計計算，采暖工程總造價240507．09元，每平方米工程造價61．1元，分攤到每戶上為10932元。
(2)運行費用
在鄭州地區(qū)，采暖收費標準為0．14元／平方米．天，采暖天數(shù)為100天。此工程單戶建筑面積為178平方米，如果按原采暖方式收費，整個冬季采暖費用為2492元，實踐表明，戶式采暖系統(tǒng)比原采暖方式節(jié)能20％左右，那么每年用戶將少支付498元。
從上面的經(jīng)濟比較可以看出，在此工程中戶式采暖系統(tǒng)比雙管下供下回采暖系統(tǒng)每戶初投資增加了4669元，運行費用每年減少了498元，系統(tǒng)使用十年收回成本。卜程廣式采暖系統(tǒng)散熱器支管未設(shè)溫控閥，室溫通過手動閥門控制，若把溫控閥計入工程量，造價按建筑面積將增加15元／平方米，用戶要使用十五年才能收回成本。雖然戶式采暖系統(tǒng)使用戶付出較多的一次投資費用，成本收回時間比較長，但它顯著的節(jié)能效果會支持國家建設(shè)，促進我國的經(jīng)濟進步，具有可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略意義。其次，就筆者認為我國分戶計量采暖系統(tǒng)正處在發(fā)展階段，市場上計量設(shè)備價格偏高，市場管理不規(guī)范，如何使用戶降低一次投資，讓用戶得到更大的利益，還需要國家加大對分戶計量采暖系統(tǒng)的研究，開發(fā)成本低、質(zhì)量優(yōu)的設(shè)備，規(guī)范市場管理。同時也要求暖通設(shè)計人員認真研究和探討戶式采暖系統(tǒng)中存在的問題，為用戶考慮，優(yōu)化系統(tǒng)，提高運行效率。
二、新、舊采暖系統(tǒng)特點比較及經(jīng)濟分析
在居住建筑中原有的采暖方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有設(shè)計要求“能計量，可調(diào)節(jié)”，它會被新的采暖方式取代。普通住宅屬于居住建筑，其原有的采暖方式多用單管上供下回式和雙管下供下回采暖系統(tǒng)，新的采暖方式多用戶式采暖系統(tǒng)，雙管下供下回采暖系統(tǒng)也可以使用。新、舊采暖方式在管道敷設(shè)、熱負荷計算、設(shè)備選擇、供暖水質(zhì)等方面都有很大不同。筆者僅就近幾年參與的普通住宅采暖工程談一下在設(shè)計上的體會。
1．系統(tǒng)特點與管道敷設(shè)
在普通住宅中，單管系統(tǒng)采暖主立管設(shè)在樓梯間，供、回水干管敷設(shè)在建筑物頂層或地溝內(nèi)，按建筑物相同豎向房間設(shè)置單根立管。由于單管的敷設(shè)方式無法分戶計量以及不便于調(diào)節(jié)室溫，該采暖方式在住宅建筑中已被淘汰使用。
雙管下供下回采暖系統(tǒng)雖然也可以使用，但大多用在舊有住宅采暖系統(tǒng)的改造，其方法是在建筑物熱力入口設(shè)置總熱量表，并在每組散熱器上設(shè)置熱量分配計，通過統(tǒng)計每組散熱器的散熱量來確定每戶的總耗熱量(見圖1)，該采暖方式同戶式采暖系統(tǒng)相比在計量上存在很多問題，如抄表不便，熱量分配計易被用戶人為破壞等因素，在新建住宅中已很少被采用。
戶式采暖系統(tǒng)以其優(yōu)越的節(jié)能特性以及可隨意調(diào)節(jié)室溫達到人體的舒適程度等特點占據(jù)了采暖的主導地位。其采暖主立管設(shè)在樓梯間或前室的管道井內(nèi)，每戶室內(nèi)管道由采暖主立管引出，每戶管道入口處設(shè)置調(diào)節(jié)閥及熱量表。戶式采暖系統(tǒng)根據(jù)戶內(nèi)管道敷設(shè)方式又分為戶式單管水平跨越式(見圖2)、戶式雙管上供上回式(見圖3)等幾種采暖方式。戶式單管水平跨越式戶內(nèi)管道一般暗埋布置，地埋管采用耐高溫、承高壓、抗老化的交聯(lián)聚乙烯、聚丁烯、聚丙烯塑料管，地埋管在地板面層內(nèi)不能有接頭，管徑為DN20—DN25，采用5 mm阻燃聚乙烯泡沫塑料套管保溫后，用專用管卡敷設(shè)于予留100*50(mm*mm)地板面層的溝槽內(nèi)，管道試壓后用水泥砂漿填平溝槽。溝槽上設(shè)地板磚或木地板，并應設(shè)標記，不得用重物擊壓。為方便室溫調(diào)節(jié)，每組散熱器均應設(shè)三通調(diào)節(jié)閥。戶式雙管上供上回采暖系統(tǒng)戶內(nèi)水平支管敷設(shè)在客廳、走廊的吊頂內(nèi)，居室內(nèi)不出現(xiàn)太多支管，暖氣片一般布置在內(nèi)墻的門后或一側(cè)，每組散熱器在支管設(shè)置溫控閥來調(diào)節(jié)室溫。
2．熱負荷計算
在原采暖方式中，未采用分戶計量，按建筑面積支付采暖費用，用戶不會因為家中無人或溫度過高而關(guān)閉或開小散熱器閥門，各用戶室內(nèi)將保持原有的設(shè)計溫度，因而其熱負荷計算是以所有住戶室內(nèi)維持恒定的溫度為基礎(chǔ)的。
在新采暖方式中，采用分產(chǎn)計量，用戶會根據(jù)自己的生活習慣、經(jīng)濟能力等自主選擇室內(nèi)溫度，這會造成各用戶室內(nèi)溫度不同，使得各用戶間存在一定的熱傳遞。當某一住戶室內(nèi)溫度過低時，其相鄰住戶的溫度會在——定范圍內(nèi)降低。因而它的熱負荷計算與原有的計算方法不同，計算時需要在原有計算的基礎(chǔ)上增加一項附加熱負荷。附加熱負荷的計算方法有很多，各地區(qū)設(shè)計人員采用的方法也不盡相同，大致有下列幾種方法：
(1)在提高外圍護結(jié)構(gòu)保溫的基礎(chǔ)上，適當提高室內(nèi)設(shè)計溫度；
(2)一般按6℃溫差宋計算戶間傳熱，個別房間適當選擇戶間傳熱溫差，并考慮各戶間出現(xiàn)溫差傳熱的概率，取各項傳熱量的適當比例作為戶間總傳熱負荷：
(3)按穩(wěn)定傳熱的方法逐一計算每個戶型間的溫差傳熱，這種方法計算比較復雜，需要使用相應的計算軟件。
從上面可以看出，新的采暖方式各住戶的傳熱負荷增加了，其散熱器的片數(shù)要大于原有采暖方式散熱器的片數(shù)。但戶間的傳熱負荷不會增加建筑物總負荷，所以采暖總立管及室外管網(wǎng)的管徑大小仍按原熱負荷計算方法來確定。
3．設(shè)備選擇
在原采暖方式中，無計量和節(jié)能要求，設(shè)備無特殊要求，在此不再贅述。
在新采暖方式中，要求進行熱計量，所采用的設(shè)備會不同于原有設(shè)備。
(1)在建筑物熟力入口設(shè)置熱計量裝置，對整個建筑物用熱量進行計量。并在各用戶入口設(shè)置熱量表。
(2)采用分戶計量的采暖系統(tǒng)后，各用戶可以自主調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，采暖系統(tǒng)運行時是變流量系統(tǒng)，需要在建筑物熱力入口安裝壓差或流量調(diào)節(jié)裝置，以克服流量變化引起的壓力變化。
(3)熱量表、壓差或流量調(diào)節(jié)裝置對水質(zhì)要求較高，為防止被腐蝕和污物堵塞，供暖水質(zhì)要符合國家現(xiàn)行標準《低壓鍋爐水質(zhì)》的要求，并且要在熱量表前設(shè)置過濾器。
(4)采暖系統(tǒng)中的主要設(shè)備一散熱器的選擇也很重要，它可能成為供暖水的污染源。鑄鐵散熱器的澆注制造方法，可能會使其內(nèi)部含有粘沙：鋼制散熱器的金屬特性使它容易被腐蝕，造成水質(zhì)污染。所以在設(shè)計中要對散熱器的選擇作出嚴格規(guī)定“鑄鐵散熱器內(nèi)部不能含有粘沙，鋼制散熱器要選用有閃光電阻焊、內(nèi)防腐特點的新型產(chǎn)品”。
(5)對于雙管下供下回采暖系統(tǒng)每組散熱器：設(shè)置熱量分配計。
(6)戶內(nèi)每組散熱器可在供水支管上設(shè)置自力式溫控閥或其它溫控裝置來調(diào)節(jié)室溫。對于戶式單管水平跨越式在支管上設(shè)置三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)室溫。
4．技術(shù)經(jīng)濟分析
戶式采暖系統(tǒng)由于在系統(tǒng)的變化和功能上的改進，必然使初投資增加，但節(jié)能的特點，可以使它節(jié)約運行費用�，F(xiàn)以筆者參與的實際工程為例比較一下原采暖方式與戶式采暖系統(tǒng)的工程造價，此工程為黃委會職工住宅66號樓，地下一層，地上十一層，建筑高度33米，建筑面積為3937平方米，共二十二戶，單戶建筑面積為1 7 8平方米，供暖熱負荷為184KW，建筑平面熱指標q=46.7W／m2。
(1)初投資
在普通住宅中，單管上供下回式采暖系統(tǒng)工程造價約25—30元／平方米，雙管下供下回采暖系統(tǒng)工程造價約35元／平方米。此工程若采用雙管下供下回采暖系統(tǒng)，采暖工程總造價137795元，分攤到每戶上為6263元。
戶式采暖系統(tǒng)主要設(shè)備價格見表1：
經(jīng)預算人員對采暖工程量進行統(tǒng)計計算，采暖工程總造價240507．09元，每平方米工程造價61．1元，分攤到每戶上為10932元。
(2)運行費用
在鄭州地區(qū)，采暖收費標準為0．14元／平方米．天，采暖天數(shù)為100天。此工程單戶建筑面積為178平方米，如果按原采暖方式收費，整個冬季采暖費用為2492元，實踐表明，戶式采暖系統(tǒng)比原采暖方式節(jié)能20％左右，那么每年用戶將少支付498元。
從上面的經(jīng)濟比較可以看出，在此工程中戶式采暖系統(tǒng)比雙管下供下回采暖系統(tǒng)每戶初投資增加了4669元，運行費用每年減少了498元，系統(tǒng)使用十年收回成本。卜程廣式采暖系統(tǒng)散熱器支管未設(shè)溫控閥，室溫通過手動閥門控制，若把溫控閥計入工程量，造價按建筑面積將增加15元／平方米，用戶要使用十五年才能收回成本。雖然戶式采暖系統(tǒng)使用戶付出較多的一次投資費用，成本收回時間比較長，但它顯著的節(jié)能效果會支持國家建設(shè)，促進我國的經(jīng)濟進步，具有可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略意義。其次，就筆者認為我國分戶計量采暖系統(tǒng)正處在發(fā)展階段，市場上計量設(shè)備價格偏高，市場管理不規(guī)范，如何使用戶降低一次投資，讓用戶得到更大的利益，還需要國家加大對分戶計量采暖系統(tǒng)的研究，開發(fā)成本低、質(zhì)量優(yōu)的設(shè)備，規(guī)范市場管理。同時也要求暖通設(shè)計人員認真研究和探討戶式采暖系統(tǒng)中存在的問題，為用戶考慮，優(yōu)化系統(tǒng)，提高運行效率。
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