淺議城市高層住宅建筑采暖設(shè)計

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【摘要】本文就以當(dāng)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(shè)計和室外采暖設(shè)計三方面來說明高層住宅建筑的采暖設(shè)計情況。以供同行商榷，論述不當(dāng)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(fù)荷、散熱器、水力、采暖設(shè)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(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：    隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化建設(shè)的日益推進(jìn)，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(xué)者已充分意識到建筑采暖系統(tǒng)的設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jì)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(fèi)用比城市集中供熱方式略微有些高，此外管理不當(dāng)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(jì)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(jìn)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(yuǎn)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(fèi)方式給供暖收費(fèi)帶來很大麻煩，也就是說用戶居住或不居住，都得交采暖費(fèi)，導(dǎo)致30～40％的熱量浪費(fèi)。其次，長距離輸送，管網(wǎng)初投資高，維護(hù)、管理費(fèi)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(fèi)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(yīng)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(yīng)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(shè)計  2．1熱負(fù)荷設(shè)計  采取分戶熱計量設(shè)計的高層住宅室內(nèi)各房間采暖熱負(fù)荷設(shè)計計算包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量、冷風(fēng)滲透耗熱量和外門開啟沖入冷風(fēng)耗熱量。圍護(hù)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(fēng)力附加、高度附加，各項附加應(yīng)按其占基本耗熱量的百分比來確定。冷風(fēng)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(fēng)耗熱量由q3 = qj•βkq.公式計算得到。  熱負(fù)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(shè)計溫度，應(yīng)按相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提高2°c，作為設(shè)計時溫度計算參數(shù)，而不加到總熱負(fù)荷中。②計算住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量時應(yīng)注意：外墻傳熱系數(shù)應(yīng)采用考慮熱橋作用后的平均傳熱系數(shù)；輕質(zhì)墻體應(yīng)結(jié)合供熱制度進(jìn)行修正；當(dāng)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(yīng)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(fù)荷，所以計算時應(yīng)按常規(guī)計算的熱負(fù)荷再乘以一個適當(dāng)?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(fēng)壓的綜合作用，室外風(fēng)速隨建筑高度的增加而加大，因為對流換熱與室外風(fēng)速有關(guān)，風(fēng)速愈大，傳熱愈快，所以風(fēng)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(shè)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(shè)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(dāng)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(dú)的戶內(nèi)采暖系統(tǒng)。  設(shè)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(shè)，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(shè)置：各居民用戶設(shè)置戶用熱表，水過濾器等，采用一戶一表。每戶的戶用入口設(shè)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?zé)峁艿来┬l(wèi)生間時，通常要采用不穿防水層的做法，即采暖干管不進(jìn)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(jìn)入衛(wèi)生間，一進(jìn)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(shè)計  該高層住宅群采取環(huán)保節(jié)能措施，室外采暖設(shè)計包括：住宅群總熱、確定循環(huán)水泵流量和揚(yáng)程、補(bǔ)水泵的流量和揚(yáng)程、室外管材選用等。該住宅群總熱負(fù)荷為居住區(qū)綜合采暖熱指標(biāo)乘以總建筑面積得到。循環(huán)水泵流量、揚(yáng)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(yáng)程的米數(shù)。補(bǔ)水泵的流量、揚(yáng)程計算：一般來說，補(bǔ)水量按循環(huán)水量的5%選取，其揚(yáng)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(hù)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(shè)計計算。當(dāng)然，在實際設(shè)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(shè)計的上上策。  參考文獻(xiàn)  【1】魏繼茹；新型建筑采暖趨勢[j];城市建設(shè)理論研究;2012年06期  【2】全首琎;民用建筑采暖設(shè)計規(guī)范與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)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(xué)術(shù)年會資料集[c];2004年