住宅熱用戶采暖熱量損失因素測試分析

趙巖（大慶油田礦區服務事業部）

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住宅熱用戶采暖熱量損失因素測試分析

趙巖（大慶油田礦區服務事業部）

隨著國家對節能環保要求的不斷提高，供熱工作必須實施精細管理和技措挖潛，努力實現節能降耗、經濟供熱的目標。為了更深入分析棟樓內各因素對供熱損失的影響程度，通過對建筑耗熱量、過量供熱損失率、保溫損失、水溫垂直失調等因素進行測試和計算分析，總結同類型建筑耗熱量指標，通過實際數據對比，找出造成供熱效果差的原因，進一步總結出可供同類型小區借鑒的經驗，為減少熱用戶熱量損失提供可參考性建議。

東湖三區過量供熱損失率單位面積增耗熱量

大慶油田礦區服務事業部總供熱面積3373× 104m2，服務住宅小區186個，現有住宅5726棟，其他各類設施14841棟。隨著逐年對老舊小區的改造以及新建小區的接管，油田礦區現有管網及住宅墻體保溫種類存在多樣化特點，保溫性能由于設計、施工、維護以及自身老化等情況出現差異化特點。為了節能挖潛，對建筑耗熱量、過量供熱損失率、保溫損失等情況進行測試，并進行對比分析。

1　樓區選擇及測點布置

1.1選擇樓區情況

選取供熱效果不好的東湖三區作為測試點。東湖三區建筑形式主要為住宅，其余建筑包括活動室、幼兒園、小學教學樓、泵房、車棚及辦公樓，總供熱面積129744.13m2，住宅125519.3m2。建筑年代和圍護結構水平相差不大，住宅建筑大都在1999年建成，相配套的教學樓、辦公樓等建筑大都在1998年建成。建筑墻體為普通的磚墻，住宅最初建成時窗戶均采用單層塑鋼窗，大部分住戶已將窗戶改為雙層塑鋼窗。

1.2測點布置

通過對東湖三區各棟樓室溫的分布以及樓內用戶室溫的分布情況，依據建筑端部、中央、頂部等具有典型意義的用戶進行溫度測點布置。每個供熱支路上選擇1～2棟建筑進行測試，東湖三區共選6棟住宅樓進行測試，每棟住宅樓分別布置在總進戶供回水管線、單元閥組間供回水管線、住戶室內5個測點，共30個溫度測點，見圖1。

圖1　閥組間供、回水溫度測點布置圖

2　測試情況

2.1建筑耗熱量

根據流量、平均室溫、平均供回水溫度求得樓內供熱量及散熱器的總傳熱系數。

選取2月18—25日的測試結果作為計算采暖的運行時段，該階段室外平均溫度-15.1℃。東湖三區各個棟樓的耗熱量統計見圖2。由圖2可知，三區住宅樓的耗熱量主要集中在30～50W/m2之間。

2.2用戶室內平均溫度

經過數據整理，去除無效和異常數據后，三區測試建筑室內平均溫度見圖3。圖3中虛線表示要求達到的室溫（18℃），可以看出，三區測試建筑有4戶室溫未達標，最低值為14.6℃。有16戶室溫達標甚至超過20℃，最高23.8℃。

圖2　三區住宅樓室外計算溫度下耗熱量

圖3　東湖三區測試建筑平均室內溫度

通過調研發現，東湖三區建筑是按節能型住宅設計的，而實際建筑物未達到節能墻體保溫標準，保溫板厚度與墻體連接密實度均不達標。同時，前后陽臺面積未在計算熱負荷內。因此，散熱器選型面積偏小，且采用圓形翅片結構，這是導致用戶采暖效果不佳的一個主要因素。這些室溫未達標的用戶所在棟樓均位于各供熱支路的中、遠端，并且這些用戶基本都位于靠山墻側。且又以底層用戶情況最為嚴重，如303-1-101和323-5-101住戶。除了所處位置不利以外，部分用戶出于美觀需要，將客廳與陽臺打通，使得室內采暖面積增加，也是導致室溫偏低的原因。

2.3過量供熱損失率

用戶室內溫度達到18℃即為滿足供熱要求，而用戶室溫超過18℃則為過量供熱。過量供熱損失率即為超過需求多供的熱量與需求熱量的比值，由于耗熱量與室內外溫差成正比，因此，過量供熱損失率越大，系統熱量損失越多。

數據統計時間為2012年12月29日—2013年2月25日，此期間室外平均溫度為-15.3℃，根據測試可得出三區住宅建筑的最大過量供熱率為16.9%。

2.4室溫垂直失調

用戶室溫的垂直失調表現為同一建筑、同一單元的相同房間室內溫度分布不均勻。由于三區的建筑均采用上供下回的供熱方式，垂直失調表現為上層用戶室溫高，下層用戶室溫低（表1）。

從表1可以看出各測試棟樓均存在垂直失調情況，其中三區333號樓垂直失調情況最嚴重。201用戶將陽臺和客廳打通，使得室內采暖面積增加，室溫偏低。由此可見，陽臺和客廳打通和用戶自行更換暖氣片都將加劇樓內垂直失調，使得下層用戶室溫偏低。

2.5圍護結構對耗熱量影響

為了找出圍護結構散熱的薄弱環節，使用紅外攝像儀對東湖三、四區住宅建筑的圍護結構拍照，并就圍護結構散熱的薄弱環節進行分析。紅外拍攝時間為2013年3月1日，當日的平均室外溫度為-11.5℃。

2.5.1窗體結構

東湖三區住宅建筑原使用單層塑鋼窗，目前大部分用戶已經將單層塑鋼窗更換為雙層塑鋼窗，對兩種類型的窗戶進行紅外拍照。測試結果對比如表2所示。

表2　單層塑鋼窗與雙層塑鋼窗耗熱量對比

從表2的計算結果來看，單層塑鋼窗的單位面積耗熱量［1］比雙層塑鋼窗分別高出2.4倍和2.1倍，由此可見更換單層塑鋼窗對于減少室內散熱有著非常顯著的作用。

2.5.2墻體裂紋

墻體裂紋也會造成室內熱量的流失。由于墻體傳熱系數相同，耗熱量與傳熱溫差成正比，裂紋墻體與周圍正常墻體的耗熱量對比如表3所示。

表3　裂紋墻體與周圍正常墻體的耗熱量對比

從表3的計算結果可以看出，裂紋處周圍墻體的溫度比正常墻體的耗熱量增加43.3%，因此，應及時修復有裂紋的墻體。

2.5.3墻體結合處

調研中發現客廳陽臺和臥室外墻的結合處散熱情況較外墻嚴重。由于墻體傳熱系數相同，耗熱量與傳熱溫差成正比，結合處外墻與非結合處外墻的耗熱量對比如表4所示。

表4　結合處外墻與非結合處外墻耗熱量對比

從表4的計算結果可以看出，外墻結合處墻體的耗熱量比周圍非結合處正常墻體的耗熱量增加102.9%，因此，應重點對外墻結合處進行保溫。

2.5.4一樓外墻

調研中以317住宅樓4單元為例，在室外平均氣溫-12℃時，相同供、回水溫度（63℃/50℃）下，發現101（室溫16.4℃）臥室的散熱情況比201（18.8℃）臥室的散熱情況嚴重。由于墻體傳熱系數相同，耗熱量與傳熱溫差成正比，選取一樓外墻與二樓外墻的耗熱量對比如表5所示。

表5　一樓外墻與二樓外墻耗熱量的對比

從表5的計算結果可以看出，一樓外墻比二樓外墻的耗熱量分別增加40.4%和53.9%，因此，應重點對一樓外墻進行保溫。

2.5.5樓板與山墻結合處、外窗周圍墻體

調研中發現樓板與山墻結合處以及外窗四周墻體比周圍外墻的散熱情況嚴重。由于墻體傳熱系數相同，耗熱量與傳熱溫差成正比，樓板與山墻結合處以及窗戶周圍墻體的耗熱量對比如表6所示。

表6　樓板與山墻結合處、窗戶周圍墻體的耗熱量對比

從表6的計算結果可以看出，樓板與山墻結合處比周圍正常墻體耗熱量增加66%，窗戶周圍墻體比周圍正常墻體耗熱量增加74%，因此，應重點對樓板與山墻結合處以及窗戶周圍墻體進行保溫。

2.5.6陽臺情況

調研中發現部分用戶將客廳和陽臺打通，并將原本放在客廳的暖氣片外挪至陽臺，這使得客廳采暖面積增加，外墻的散熱量明顯增加。由于不同墻體傳熱系數步相同，耗熱量與傳熱溫差成正比，打通陽臺和未打通陽臺墻體的耗熱量對比如表7所示。

表7　打通陽臺和未打通陽臺墻體的耗熱量對比

從表7的計算結果可以看出，打通陽臺使得墻體耗熱量增加63.3%，因此，對于目前未打通陽臺的住戶應建議維持現狀。

3　結論及建議

1）用戶私改散熱器：部分用戶更換暖氣片，將客廳與陽臺或廚房打通，增加散熱面積，加劇了垂直失調，使得下層用戶室溫偏低。應加強私改治理。

2）墻體結構的影響：采用單層鋼窗結構，墻體未采用保溫結構，墻體存在裂縫以及墻體結合處保溫差均能大量增加耗熱量，另外，把山墻及一層的住戶的墻體保溫也對耗熱量影響較大。建議將單層塑鋼窗改造為雙層塑鋼窗，對非保溫墻體進行節能改造。

［1］中國建筑科學研究院.GB50176—1993民用建筑熱工設計規范［S］.北京：中國計劃出版社，2012.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.09.020

2015-06-21）

趙巖，工程師，2010年畢業于東北石油大學（動力工程專業），從事供熱、節能技術管理工作，E-mail：zhaoyanzy1979@ 163.com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區西賓路456號，163453。