淺談北方地區既有公共建筑采暖系統形式的改造

【摘要】在建筑物的使用中，能源消耗以采暖和空調所占比例為最大。采暖是建筑物能耗的主要部分，也是能源浪費最主要的部分。今年來，為貫徹落實國家提出的建設資源節約型和環境友好型社會的要求，各個城市都在對既有建筑進行節能改造，尤其是北方地區。本文將主要針對公共建筑部分，談一下北方地區既有公共建筑采暖系統形式的改造問題。

【關鍵詞】既有居住建筑；采暖系統；節能改造

既有公共建筑包括旅館及公共宿舍類建筑，比如公寓、校園宿舍等，辦公及商場類建筑，文體類建筑，比如電影院，體育館等，交通類建筑，包括車站、機場等。

一、供熱系統計量節能研究現狀概述和采暖系統改造的目的

供熱系統節能包括提高換熱效率、降低輸配熱損和電損等。對于供熱系統終端用戶，則主要是依靠行為調節，減少用能量，實施按用熱量計量收費是實現這一目標的重要途徑。近年來，國家積極引導政府機構辦公建筑和大型公共建筑的供熱系統進行節能改造。許多大專院校和科研機構對供熱系統節能進行了研究。我國在這方面進行了大量的試驗研究，積累了豐富的數據，總結出一些經驗。對既有公共建筑節能改造工作提供了很好的支持。

公共建筑應按供熱計量要求進行改造，必須加裝熱量總表和調控裝置，室內系統應安裝溫度調節裝置。目的是通過改造工作，使系統合理的供熱，對于需要供熱的房間提供熱量，而對于無人房間減少或不提供熱量，同時希望采取熱計量的手段能合理的收取熱費。那么，它就應該具有以下2個功能：系統具有調節功能，用戶可以通過手動調節或自動調節，根據需要控制各房間的溫度；具有熱計童的功能。熱量可以量度，對用戶按所用的熱量收取熱費，調動用戶自身的節能意識。

對于公共建筑，熱費一般是統一收取，分室熱計量意義不大，主要工作應放在當房間內外擾量發生改變時，如何對室內溫度和系統流量進行合理的調控。

二、現有系統形式和改造方式

在現有公共建筑中，室內采暖系統主要分為垂直單管系統和雙管系統。其中又以單管順流式系統使用的最多。單管順流系統，采用上供下回的供水形式，熱水從上到下依次流過各個散熱器，調節方式多為質調節，循環泵并沒有采用變頻技術。質調節優點在于只改變供水溫度，運行管理方便，網路的循環不變，水力工況穩定。但耗能較多，而且無法就某一間房間的負荷變化做單獨的調節。為滿足室溫的自主調控，宜采取量調節的方式。我國北方地區冬季采暖期在120天以上，單管系統在公共建筑中的連續供熱造成了巨大的熱浪費，一方面許多辦公室采用開窗散熱的方法改變室內溫度：另一方面，系統在夜間僅僅提供一個固定的值班溫度，這又使得夜間工作者和加班人員得不到應有的熱保障。所以，對現有單管系統進行改造，達到按需供熱勢在必行。而要能夠調節熱量供給，首先要對系統形式進行改造。簡便易行的做法便是在散熱器兩端加裝跨越管，在散熱器支管上加設流量調節裝置，使之可以根據室內負荷的變化調節散熱器水量，維持用戶設定的室溫，達到節能的目的。

三、既有公共建筑采暖系統形式改造方案

1.單管順流式采暖系統改造方案

方案一，改造成可溫控的垂直單管順流系統

在原來的垂直單管順流采暖系統供熱效果良好，水力平衡性好的情況下，可以將原系統改造成可溫控計

量的垂直單管順流系統。具體實施時有兩種方式，一是在每個垂直立管設置溫控裝置。另一種是對整個建筑的熱力入口設置總調節裝置。在滿足上述條件的情況下，這種改造方式經濟易行，尤其是辦公樓、商場、文體、交通等類建筑，改造成該種系統形式進行分區溫控比較合適。

方案二，改造成垂直單管跨越式系統

在改造條件無法滿足方案一的要求時，可以考慮方案二，該方案是遵循盡量保持原有采暖系統不變的原則而完成系統形式滿足溫控要求。垂直單管跨越式系統的優勢明顯，具有施工方便、工期短、工程量小、對建筑使用影響小等特點，在改造過程中不會對建筑裝裝修造成大的影響，且每組散熱器都能進行溫控，同時可以減輕原系統水力失調。可以滿足旅館類建筑中可以滿足不同客房對室溫的要求。

該種改造方式不適合文體、商場、交通等類建筑，因此，除非改造條件完全無法滿足方案一，否者不建議選擇本方案。

方案三，改造成垂直雙管系統

該方案保持了原有的垂直系統形式，但需要增設立管，垂直雙管系統雙管系統的調節性增強，可以達到一個分室控溫的要求，尤其是對旅館類建筑，該方案具有明顯優勢，在解決分室控溫的同時，對于旅館入住率的問題也可以很好解決。但該方案改造需要對旅館的樓板進行打洞，新設立管，施工量較大，會影響了旅館的正常使用。由于改造的復雜性和既有公共建筑對溫控的要求，除旅館類建筑外，其他類型建筑不適宜改造成該種系統形式。

2. 垂直雙管式采暖系統改造方案

原采暖方式為垂直雙管式采暖系統的可以改造成可溫控的垂直雙管式系統，這種改造方案可以遵守盡量保持原系統形式不變的原則。該方案只在雙管系統每組散熱器加裝溫控閥，就可以實現可溫控的要求，這種改造方案改造工作量較小，影響用戶使用時間短，可以實現每組散熱器都可以進行室溫控制，對旅館類建筑來說比較合適，但不太適合辦公樓、商場、文體和交通類建筑，以上幾類建筑可以在原有垂直雙管系統立管的入口處設置溫控閥，以此來控制整個立管上散熱器，或者改造成熱力入口處設置溫控裝置或分區溫控的垂直雙管系統。

3.水平單管串聯式采暖系統改造方案

水平單管串聯式采暖系統可以改造成可溫控水平單管串聯式系統方案，是改動最小的方法，施工方便，經濟性好。這種方案應該將南北分環，南北向不同房間分別用不同溫控閥，這樣減輕了由于散熱器互相影響帶來的水平方向的失調。在辦公樓類建筑中相似的房間較多，如辦公樓中的辦公室，學校建筑中的教室，朝向相同的房間，熱負荷相似。商場、文體、交通類低層大空間建筑，而且房間使用統一性較強，因此采用統一溫控的水平單管式系統，只要分環合理，可以滿足溫控的要求。但改造成帶溫控閥的水平單管串聯式系統調節性較差，而且在同一環路上的散熱器相互影響，使室溫不穩定，不適合對溫控有獨立要求的高檔旅館。但對一般性的旅館類建筑中不失為一種好的改造方案。

結論，推薦改造方案為：原系統為垂直單管順流式系統時，辦公樓、商場、文體和交通類建筑適合改造成可溫控垂直單管順流式和垂直單管跨越式系統；旅館類建筑適合改造成垂直雙管和垂直單管跨越式系統；原系統為垂直雙管系統時，全部類型的公共建筑都適合改造成可溫控垂直雙管系統；原系統為水平單管串聯式系統時，在辦公樓、商場、文體、交通類建筑中適合改造成可溫控水平單管串聯式系統，賓館類建筑適合改造成水平跨越式或水平雙管式系統。

參考文獻

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