高層住宅建筑室內采暖設計的探討

1.石宸宇 2.徐越璐

1.北京中環世紀工程設計有限責任公司遼寧分公司 2.沈陽鐵道勘察設計院有限公司

高層住宅建筑室內采暖設計的探討

1.石宸宇 2.徐越璐

1.北京中環世紀工程設計有限責任公司遼寧分公司 2.沈陽鐵道勘察設計院有限公司

在科學技術不斷發展推進的進程中，人們的生活也出現了較大的變化，因此對于居住環境也提出了更高的要求的，因此，需要做好高層建筑室內采暖設計工作，不斷提升人們的生活質量。

高層建筑；室內采暖；設計

引言

對于小區的供暖來說，要非常重視其節能設計，尤其是在能源利用之前做好設計工作是尤為重要的，需要將能源的發展前景以及經濟效益等方面都考慮進去。為了實現室內采暖系統節能的整體性，國家也頒布了相關的法律，規定要根據社區的供暖情況來收取適量的采暖費。同時在供暖的過程中要按照用戶的需要來對溫度進行控制，這種方式可以有效地提高節能效率。

1、采暖問題概述

對于住宅采暖系統而言，通常情況下，均采用集中供暖方式，它主要是指由市政熱網或小區附近鍋爐房等提供采暖熱水。目前，住宅室內采暖設施主要有兩種，一種為散熱器，另一種為地熱采暖。隨著社會經濟的發展，散熱器的類型日漸豐富，如：鑄鐵型、鋼制型、鋁合金型等，此時設施通過改進，在散熱功能基礎上，迎合了室內裝修的審美需求；而對于地熱采暖來說，其凸出的舒適性與整體性，使其應用具有了廣泛性與普遍性。但在設計時，應關注以下問題：一是，散熱器的形式，目前，散熱器普遍采用底進底出的設計形式，即：在散熱器底部放置閥門及支管，此時的設計雖然增強了室內的美觀性，但其中存在的問題不容忽視，主要表現在該設計形式的散熱量僅占標準散熱器的九成，如果以標準散熱器為依據，對散熱器進行選取，則難以保證室內散熱量的充足性，在供暖季節，便會出現供暖不足問題。因此，在設計時，應改進設計形式，或者選取高于標準的散熱器。二是，室內燥熱，此問題主要是由供水溫度過高造成的，通常情況下，在采暖系統改造工程中常見室內燥熱現象，如：由散熱器采暖系統改造為地熱采暖系統，此時不僅降低了住房的舒適性，也縮短了地熱盤管的使用時間，為了解決該問題，在改造設計時，應增加換熱設備，并關注供水溫度，以此滿足地熱采暖的實際需求。三是，分區問題，在設計時，為了有效劃分系統的高低分區，應與當地供熱部門及時聯系，關注換熱站的供熱能力，了解換熱機組的定壓情況，如果實際情況與設計分區要求不符，則要對設計方案進行調整或修改。

2、如何做好高層建筑的室內采暖設計

2.1 熱負荷設計。采取分戶熱計量設計的高層住宅室內各房間采暖熱負荷計算包括圍護結構耗熱量、冷風滲透耗熱量和外門開啟沖入冷風耗熱量。其中圍護結構耗熱量是由基本耗熱量和附加耗熱量兩部分組成，計算中基本熱耗量和冷風滲透耗熱量及外門開啟沖入冷風耗熱量均可由各自對應的公式計算得出，而附加耗熱量包括了朝向附加、風力附加、高度附加，設計時各項附加應按其占基本耗熱量的百分比來確定。

2.2 系統形式確定。室內供暖系統常用的有豎向分區式、雙線式和單雙管混合式，不同的系統都有各自適用的范疇和優缺點，具體選用何種系統要綜合建筑實際因素而定。通常對新建集中供暖住宅的室內系統，應按分戶設置熱量表的熱計量計算結果和綜合建筑實際進行確定，通常宜采用公共立管的分戶獨立分區式系統。而對建筑內的公共用房和空間，應單獨設置采暖，并設置熱計量裝置。需要注意的是集中供暖系統最低點的工作壓力超過相關規定時，應采用可靠和符合節能要求的方法進行豎向分區，并與熱源系統和室外管網系統的設計協調一致。另外，對高層建筑供暖系統管路的布置，要考慮到高層建筑供暖系統靜水壓力較大及層數較多時，垂直失調問題會更嚴重的事宜，設計時需要綜合分析，有效的確定管路形式和敷設方式，使之符合國家規范規定設計的同時，并做到靈活變通科學運用。

2.3 水力計算設計。室內熱水采暖系統管路水力計算通常是按已知系統各管段的流量和參照選取的經濟比摩阻，確定各管段的管徑，隨后按已知系統各管段的管徑和各管段的流量，確定該管段的水力損失。設計時需要注意的是：①供暖系統的水力計算一般從系統中最不利循環環路開始，在完成最不利環路之后，可以開始其他分支循環環路的水力計算，但是它們之間計算的壓力損失相對差額(不包括各支路公用的管道)不應大于正負15%。②對室內供暖系統末端散熱設備設有室溫自動調控裝置時，室溫調控裝置會隨著室溫的變化頻繁動作，此時減少調控裝置動作時的相互干擾，提高系統水力穩定性同樣也是水力計算工作的重要目的。③為了平衡各并聯環路的壓力損失，可適當提高某些近處支路的比摩阻和流速。④整個熱水供暖系統總的計算壓力損失，宜增加10%的附加值，以此確定系統必須的循環作用力。⑤設計者在水力計算過程中還要重點考慮室內供暖系統壓力總損失值確定。室內系統水力平衡度和水力穩定性的提高與壓力總損失設計值有密切的關聯，而室內供暖系統壓力總損失值越大越有利于提高散熱末端支路壓力損失占系統總損失的份額，進而干管占系統壓力總損失份額也越小，則越容易實現系統水力平衡和水利穩定的要求。

3、供暖系統設計中應注意的問題

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。

3.1 供暖系統熱負荷計算及戶內散熱器布置。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、家具布置及過門、陽臺難處理等問題。

3.2 對建筑材料傳熱性能的要求。新的建筑材料能否滿足現代節能房間的要求，即建筑材料的傳熱性能是否理想。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，約占73%-77%，其次為通過門窗縫隙的空氣滲透熱量，約占23%-27%，在傳熱耗熱量中外墻占23%-34%，由此可見，提高建筑物的保溫性能將會達到很好的節能效果。另外，計算表明，對于一間不采暖的房間從周圍房間獲取傳熱量可維持12-14℃室溫，其他用戶有近1/4-1/5的熱量傳給了該房間，其他用戶將多支付這部分熱費，很不合理。所以，有必要增強戶間建筑結構的隔熱性能。

3.3 熱表參數修正及表計校核問題。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。我單位在同用戶進行計量儀表校核、熱費結算中就發生過糾紛。而且，應該組織專門人員定期對計量表計進行校核。

3.4 供熱系統變流量問題由于實現分戶計量，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。

4、目前中國采暖設計的發展方向

今后，設計觀念將逐漸將向于規范化、綜合化等方面。從目前我國的發展來看，對于建筑行業中節能領域的考慮主要是建筑、維護結構供熱性能的提高和熱負荷的降低，并能確保供暖的熱源及系統的能源效率達到規定標準。另外，所設計的結果對于國家能源、資源、環境保護所帶來的各種影響也應該在我們的考慮范圍之內。實現觀從靜態到動態的轉變。從建筑業的角度來說，它的主要過程是由內到外的動態的變化，單純依靠之前的設計師無法滿足之后的實際需要的。

5、結語

采暖設計中要滿足暖通空調系統的固有特性，同時要從各個方面進行考慮，不斷優化設計，從而才能夠更好的滿足用戶的需求，同時也能夠有效的提高施工單位的經濟效益。在實際設計過程中要結合實際情況進行設計，選擇最好的方案，從而使系統高效可靠運行。

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[4]張冰.淺析民用住宅采暖通風系統設計及施工應遵循的原則[J].門窗，2016，(06)：136.