淺議城市高層住宅建筑采暖設計

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【摘要】本文就以當今城市的主體建筑---高層住宅建筑為研究對象，從供暖方式的選用、室內(nèi)采暖設計和室外采暖設計三方面來說明高層住宅建筑的采暖設計情況。以供同行商榷，論述不當之處歡迎大方之家不惜教誨。 

【關(guān)鍵詞】高層、熱電聯(lián)產(chǎn)、分戶計量、室內(nèi)、室外、熱負荷、散熱器、水力、采暖設計  【 abstract 】 this paper in order to become the main architecture of the city-high-rise residential buildings as the research object, the selection of heating means, indoor heating design and outdoor heating design from three aspects of the high-rise residential buildings that heating design. for peer discussion, this paper discusses not appropriate place dafangzhigu welcome at taught.  【 key words 】 high-rise, cogeneration, household metering, indoor, outdoor, the heat load, radiator, hydraulic, heating design  中圖分類號：s611文獻標識碼：a文章編號：    隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展和城市化建設的日益推進，人們的生活質(zhì)量和工作環(huán)境不斷提高，舒適的建筑采暖已成為人們生活和工作的必需品，即是日常必需品，人們及相關(guān)學者已充分意識到建筑采暖系統(tǒng)的設計，對城市的環(huán)境和日常的生活有著很大的影響。本文以如下工程實例為依據(jù)，淺議高層住宅的采暖設計  工程實例  鄭州市地處中原，地勢比較平坦，本文就以一個由二十棟十層高的高層組成的住宅群為例，假設該高層地下一層為儲藏室，地上一層至十層均為住宅，來簡要說明高層住宅建筑的供暖方式選用及室內(nèi)、室外采暖設計。  一、高層建筑供暖方式選用  我國住宅建筑供熱采暖多采用熱電聯(lián)產(chǎn)或區(qū)域鍋爐房為熱源的集中供熱采暖方式。因為集中供熱能夠提供穩(wěn)定、可靠的高品位熱源，而且能節(jié)約能源，減少城市污染，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。其中區(qū)域鍋爐供暖方式安全、清潔、方便，且采暖時間可由小區(qū)業(yè)主協(xié)調(diào)決定，然而缺點是費用比城市集中供熱方式略微有些高，此外管理不當還會引起污染問題 ，所以基于城市環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略需求，近年來，隨著能源構(gòu)成情況的變化，住宅建筑供熱采暖系統(tǒng)也朝多元化方向發(fā)展，大力發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱分戶計量方式，成為已我國二十一世紀建筑采暖方式的首選，有關(guān)規(guī)定說明：“只要有可能接入熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱網(wǎng)的，堅決不采用其它方式供暖”。  對于高層住宅建筑而言，采用市政集中熱力網(wǎng)熱電聯(lián)產(chǎn)的方式供暖即安全又清潔又方便。熱電聯(lián)產(chǎn)是利用燃料的高品位熱能發(fā)電后，將其低品位熱能進行綜合利用的供熱技術(shù)。通過相關(guān)計算表明，此種供熱效率約為中小型鍋爐房供熱效率的2倍，產(chǎn)熱量造成的空氣污染也遠小于中小型鍋爐房。 但也存在一定缺點，長久以來我們地處北方的建筑大都采用集中供暖方式，也多以居室采暖面積而定。此種計量收費方式給供暖收費帶來很大麻煩，也就是說用戶居住或不居住，都得交采暖費，導致30～40％的熱量浪費。其次，長距離輸送，管網(wǎng)初投資高，維護、管理費用也高。然而隨著問題的發(fā)現(xiàn)，解決的辦法也隨之出現(xiàn)，按照前蘇聯(lián)的大規(guī)模實驗結(jié)果，將此種供熱末端增加調(diào)節(jié)手段，并采用按熱量計量收費后,可節(jié)省熱量30％以上，避免了以上諸多不便，所以集中供暖分戶計量的采暖方式被廣為應用，成為是我國非常提倡的一種供暖方式。尤其對高層住宅建筑區(qū)域，熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱，分戶計量更應是以后采暖方式的重點發(fā)展方向。  二、高層住宅室內(nèi)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(nèi)各房間采暖熱負荷設計計算包括圍護結(jié)構(gòu)耗熱量、冷風滲透耗熱量和外門開啟沖入冷風耗熱量。圍護結(jié)構(gòu)耗熱量：由基本耗熱量和附加耗熱量兩部分組成，其中基本熱耗量由公式q1=afk(tn-twn)計算得出；附加耗熱量包括朝向附加、風力附加、高度附加，各項附加應按其占基本耗熱量的百分比來確定。冷風滲透耗熱量：指由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量，由公式q2=0.28cpρwnlln(tn-twn)計算所得。外門開啟沖入冷風耗熱量由q3 = qj•βkq.公式計算得到。  熱負荷計算過程中需要注意的是：①由上述第一點可知此高層選用了分戶計量，用戶可以根據(jù)不同使用時間來調(diào)節(jié)自己室內(nèi)的溫度，而分戶計量在戶內(nèi)系統(tǒng)中采用了溫控閥，為滿足熱計量后溫度調(diào)節(jié)的需要，住宅室內(nèi)設計溫度，應按相應的設計標準提高2°c，作為設計時溫度計算參數(shù)，而不加到總熱負荷中。②計算住宅圍護結(jié)構(gòu)耗熱量時應注意：外墻傳熱系數(shù)應采用考慮熱橋作用后的平均傳熱系數(shù)；輕質(zhì)墻體應結(jié)合供熱制度進行修正；當房間地面沿外墻有供熱管道地溝時，該房間可不計算地面耗熱量；地下室若不采暖頂板必須采取保溫措施，并計算其溫差傳熱量。③相鄰房間溫差大于或等于5℃時，應注意計算通過隔墻或樓板的傳熱量。因為此住宅采用了分戶計量和分室控溫，假若鄰室無人居住或間歇性采暖，由樓板或隔墻形成的傳熱量會加大負荷，所以計算時應按常規(guī)計算的熱負荷再乘以一個適當?shù)南禂?shù)來考慮該部分傳熱問題。④對于高層、超高層建筑而言，由于建筑物高度增加，要考慮熱壓和風壓的綜合作用，室外風速隨建筑高度的增加而加大，因為對流換熱與室外風速有關(guān)，風速愈大，傳熱愈快，所以風速對耗熱量的影響有時不容忽視，必須通過計算確定。  2．2室內(nèi)各房間散熱器片數(shù)確定  散熱器片數(shù)的確定，首先假設修正系數(shù)β1為1，要先確定散熱面積，由公式f=qβ1β2β3/k(tpj-tn)計算得出散熱面積，再根據(jù)每片散熱器的散熱面積f，求出散熱器的片數(shù)，再乘以修正系數(shù)β1，即得到室內(nèi)各房間散熱器的片數(shù)。  2．3水力計算設計  通常高層建筑物的熱水采暖系統(tǒng)采用分區(qū)供給，但當高度不超過50m時，可不用采取豎向分區(qū)。此高層十層未超過50米，戶內(nèi)采暖系統(tǒng)采用下供下回水平雙管同程式系統(tǒng)，故水力計算與常規(guī)計算方法一樣，唯一不同的是多了熱量表和溫控閥的阻力，其立管所帶的并聯(lián)環(huán)路由傳統(tǒng)的一組散熱器變成了一個單獨的戶內(nèi)采暖系統(tǒng)。  設計計算時需要注意的是：①本系統(tǒng)采用雙管系統(tǒng)，各層的支管在戶內(nèi)是同程式，但雙立管所帶的各并聯(lián)環(huán)路是異程式。先選擇最不利環(huán)路，確定其管徑、壓力損失。再用同樣的方法依次計算各并聯(lián)環(huán)路的管徑、壓力損失，求出各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失不平衡率，雙管同程式允許差值15%，雙管異程式允許差值25%。②管材選用：雙立管位于管道井內(nèi)，采用熱鍍鋅鋼管，絲扣連接；戶內(nèi)埋于墊層內(nèi)的采用pb管，外徑不大于de25，因地勢平坦無坡度敷設，流速不得小于0.25m/s，埋在墊層內(nèi)的塑料管不得有接頭。③熱表設置：各居民用戶設置戶用熱表，水過濾器等，采用一戶一表。每戶的戶用入口設泄水裝置，泄水管引至下一層管井內(nèi)，還要將戶內(nèi)水平管道泄空，以便裝修或維修方便。④埋地熱管道穿衛(wèi)生間時，通常要采用不穿防水層的做法，即采暖干管不進入衛(wèi)生間，接散熱器的支管埋入衛(wèi)生間側(cè)墻（非承重墻），并上翻至防水卷邊上部（一般為30cm）進入衛(wèi)生間，一進入衛(wèi)生間就接散熱器（散熱器要高于地面30cm），保證不影響高點放氣。  三、室外采暖設計  該高層住宅群采取環(huán)保節(jié)能措施，室外采暖設計包括：住宅群總熱、確定循環(huán)水泵流量和揚程、補水泵的流量和揚程、室外管材選用等。該住宅群總熱負荷為居住區(qū)綜合采暖熱指標乘以總建筑面積得到。循環(huán)水泵流量、揚程的確定：根據(jù)流量計算公式g=0.86q/△t，得出流量值，隨后通過水力計算，得出室外管網(wǎng)與末端用戶的阻力之和，即為揚程的米數(shù)。補水泵的流量、揚程計算：一般來說，補水量按循環(huán)水量的5%選取，其揚程由公式h=hb+hs-h計算得出。室外采暖管材選用：通常采外采暖管dn200及以下選用無縫鋼管，大于dn200選用電焊縫螺旋鋼管，不管選用何種管材均采用聚氨酯保溫，外用高密度聚乙烯保護外殼。  四、結(jié)束語：綜上即是作者結(jié)合實際經(jīng)驗，得出的以單元式住宅為主、采用熱電聯(lián)產(chǎn)集中供暖方式，按分戶計量的高層建筑室內(nèi)、室外采暖設計計算。當然，在實際設計中結(jié)合高層建筑本身的特點，綜合分析各方面因素，選擇最優(yōu)采暖方式，最大程度滿足居民舒適性生活的需求，才是建筑采暖設計的上上策。  參考文獻  【1】魏繼茹；新型建筑采暖趨勢[j];城市建設理論研究;2012年06期  【2】全首琎;民用建筑采暖設計規(guī)范與節(jié)能標準差異比較[j];新型建筑材料;2005年02期  【3】郝滿晉;住宅分戶供暖的熱源問題[a];全國暖通空調(diào)制冷2004年學術(shù)年會資料集[c];2004年