住宅室內采暖系統節能設計

摘要：在需要供暖的北方，采暖系統在住宅建設中非常重要。規劃合理采暖系統決定了住房的質量，影響著人們的家居環境。本文從多種采暖系統規劃原理入手，提出節能設計方案，降低能源的使用，創造良好的社會效益。

關鍵詞：住宅；采暖系統；節能設計

1.傳統采暖系統概述

長期以來，我國城市住宅室內采暖系統設計基本上都采用單管垂直系統的方案進行設計。這種設計方案有許多優點：施工方便；系統簡單；造價低等，但是也存在一定缺陷，主要是不便于用戶進行局部調節，因而造成能源的浪費。隨著能源結構的變化及節能和物業管理的要求，這一缺陷越來越明顯，使得此種供暖系統不得不被逐步替代。隨著我國社會主義市場經濟的發展，“熱”也是商品的觀點逐步被人們所認識和接受。傳統的落后的按建筑面積結算收費的法，既不科學又不合理。既有居住建筑采暖系統節能改造涉及各方面的利益，改造規模大，體系復雜，實施起來具有一定的難度，只有從改造結果來綜合評價節能改造效果，才能更好地促進節能改造工作的順利進行。

2.傳統采暖系統的缺點

單管垂直采暖系統的主要缺點是不利于進行局部調節，無法改善和滿足熱用戶的熱舒適性要求。而且由于該系統是將熱水先供到住宅樓的頂層，然后依次向下分至各用戶，這就在理論上造成了各不同樓層的熱用戶的散熱器的傳熱系數K值也不相等。由于單管垂直采暖系統是一個整體的熱水循環系統，在維修時會造成大量熱水的浪費，在寒冷地區可能會出現供水管凍裂等嚴重問題，造成不必要的事故，影響居民的正常生活。傳統采暖系統不利于供熱部門的管理，對于拖欠熱費的用戶處理困難，如果要停止個別用戶的供暖，可能影響到整個住宅樓停供。如出現有些用戶不想用熱或者有些住宅長期閑置，這就必然導致能源的浪費。目前在一些非采暖且又在發展小區采暖的地區，此種現象十分突出。垂直雙管系統分為上供下回系統，前者適用于頂層帶閣樓的建筑，是最常用的雙管系統，排氣方便，每個散熱器前加設截止閥，用戶可以根據室內熱舒適要求調節流量，達到了分室控溫的要求，但也存在一定缺陷，戶內立管均明裝，影響室內裝修和美觀；該系統易產生垂直失調，導致部分用戶散熱器不熱；由于沒有用戶熱表及相應的熱計量設施，住戶調解流量大小和所交熱費沒有直接的關系，因此該系統與采暖熱計量的發展要求不相適應。后者適用于低層帶有地下室或者頂層不能敷設干管的建筑，該系統緩和了上供下回雙管系統的垂直失調現象，可以實現分室調節溫度，利節能，它解決了供回水橫管明裝影響美觀和占用空間的問題，但管道立管明裝，仍影響室內裝修和美觀，系統沒有熱計量裝置，不能滿足公平合理用熱的要求，同時該系統排氣不方便。

3.傳統采暖系統改造

居住建筑供暖按戶計量是供暖節能變成人們使用熱量的一種自覺行動，推動住宅建筑節能的重要措施，因此，對既有居住建筑采暖系統的改造迫在眉睫。下面對既有居住采暖系統改造方案進行探討。

3.1垂直單管系統改造

原室內采暖系統為垂直單管順流系統時，宜改造為此種系統，即在每組散熱器的供回水管之間設跨越管，每組散熱器的供水支管上應設低阻力的兩通恒溫閥或三通恒溫閥，底層回水支管上加裝手動調節閥，在散熱器上安裝熱量分配表，用來測量該用戶的耗熱量，在一棟樓或一個小區總入口處設總熱量表，按照總表讀數和各用戶熱分配表的的讀數按比例確定各住戶的耗熱量。此種改造方案對用戶室內系統改變很小，管網的布置基本保持不變，減少了施工擾民，同時在整棟樓的入口裝置處加設樓用熱計量表，在用戶散熱器上加設熱分配表，并在每組散熱器的供回水支管之間加跨越管和三通溫控閥，用戶可以根據自己的需要通過調節三通閥調節房間的供熱量，避免了有個別用戶開窗降溫等不節能行為，可以達到節能的目的。該系統也能緩解垂直水力失調現象，使水力穩定性好。該改造工程能在最大范圍內利用原有的采暖系統，因此施工簡單，工期短，投資少，回收期短，通常6.5年內就可以回收，在短時間內就可以達到節能改造的目的。

3.2垂直雙管系統改造

原室內采暖系統為垂直雙管系統時，宜維持原系統形式，每組散熱器的供水支管上應設兩通溫控閥，回水支管上應加裝手動調節閥。此種改造方案對用戶室內系統改變很小，減少了施工擾民；在整棟樓的入口處加設樓用熱計量表，在用戶散熱器上加設熱分配表；該改造工程施工簡單，工期短，投資少，回收期短，通常5.5年內就可以回收，在短時間內就可以達到節能改造的目的。該方案適用于原有系統為垂直雙管式，房屋結構為磚混結構，且所用改造資金不足，不宜進行結構破壞的場所。

3.3水平并聯系統的改造

戶內為水平單管系統或者上供上回雙管系統時，宜改造成此種方案，在原有系統的入戶管處加裝戶用熱計量裝置，將戶內水平串聯系統改造為水平并聯式系統。雙立管并聯式系統。對于雙立管并聯式系統，任何一層的用戶只要在散熱器支管上加調節閥就可以達到調節介質流量，從而滿足用戶對熱舒適性的要求，并實現節能。但這種調節方式在使用時，應該考慮到以下問題：此系統穿越樓層的立管數增多，僅適用于安裝熱量分配表的系統，在樓層數過多時易出現嚴重的垂直失調現象，其系統垂直高度以不超過三層為宜，實用性受到限制。采用水平雙管設計方案，可以避免雙立管并聯式系統的垂直失調問題，而且該系統可以實現每戶一個獨立系統，有利于熱量表的安裝，能實現散熱器個體調節。任何一層的用戶都可以通過室內調節閥方便的調節介質流量，從而達到舒適的室溫，并實現節能的目的，又不影響其他用戶采暖。

4.供暖系統設計注意事項

雖然分戶式計量在新建住宅小區得到有力推廣，但其在推行過程中必然會在采暖系統設計、建筑物設計、儀表選用、管理等方面存在一些問題。熱負荷計算是供暖系統設計的基礎，以往的設計由于害怕暖氣不熱而盲目加大熱負荷值，致使散熱器安裝面積過大，將不利于散熱器支管上溫控閥的調節，應該選擇合理的熱指標估算辦法。室內散熱器位置要布置合理，室內水平管線會增加，存在管線明裝占用空間，影響室內裝修、家具布置采暖建筑的耗熱量主要是通過圍護結構的傳熱耗熱量構成，由于住戶所處樓層、圍護結構不同，保持相同室溫的耗熱量肯定存在差異，所以應該選擇合理的熱表參數。由于實現分戶計量，系統的熱負荷變化會很頻繁，所以供熱系統應該能自動調節供熱量，使其跟蹤所需熱負荷的變化，應該在換熱站設置有壓差控制的裝置。住宅小區設置分戶計量裝置后，要加強節能宣傳，提高節能意識。

5.供暖系統分戶計量的發展

目前在我國，隨著人民生活水平的提高人們不再滿足于吃飽、穿暖， 而是不斷追求高質量、高品位的生活。分戶計量采暖系統的特點是對每個采暖用戶進行單獨控制， 即每戶獨立采用一個供回水系統，一戶一表制，可以單獨對用戶進行調節、關斷、計量，不會影響其他用戶。這種分戶式計量系統的研究剛剛起步，大部分都處在嘗試階段，供熱系統的按戶計量是供熱發展的方向， 是解決收費難和實現節能的唯一出路。

6.結語

可以看出，目前室內采暖系統的改造是必須的，傳統的采暖系統不僅造成了大量能源的浪費，還不能長時間保障人們不同的需求。因此，針對不同的建筑，設計合理的采暖系統，才能真正意義上滿足民生需求。

參考文獻

[1]涂逢祥，建筑節能形勢與政策[J]，中國建設信息，2006

[2]溫麗，供熱采暖技術發展及展望，建筑節能，中國建筑工業出版社，2006