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摘要: 本文作者根据多年设计工作的经验，探讨了建筑采暖设计中的问题，提出了相应的建议。
关键词:建筑；采暖设计
Abstract: The author, based on years of design experience to explore issues in the design of the building heating, proposed recommendations.Keywords: construction; heating design
中图分类号：TU832.5文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
和谐美好的生活、和谐的社会、自然和谐的城市已经成为全球人类的思潮，致力于用节能减排的绿色环保的方式来促进中国城市建设的可持续健康发展道路。对于住宅小区供暖系统的设计，不仅能够实现更好的系统控制和计量功能，同时还可以降低能源的耗用，极大的提高供热的社会效益并获得相当的经济效益。
1 入口入户装置问题
采暖通风与空气调节设计规范（以下简称设计规范）中明确规定，热水采暖系统，热力入口的供回水总管上除了设置必要的温度计、压力表及除污器之外，必要时还应装热量计。而我们的设计人员在做水暖设计时，对于入口装置总是不甚重视，在做图纸时，甚至遗漏标注入口装置所采用的标准图集号，以至于审图部门常常提出质疑。因此，设计人员在施工图中，除要说明遵循上述规定外还应特别强调两点：一是热力入口的供水管上最好设置两级过滤器，一级宜为3mm孔径的粗过滤器，二级宜为60目的精过滤器，回水管上宜设置滤网规格不小于60目的过滤器；二是在入户前的供回水支管上加装泄水旋塞。
2 热媒设计温度
热媒设计温度是散热器热水采暖系统的重要因素,其大小取决于系统的舒服度、安全性和经济性。当供水温度不超过95℃时,可避免热媒在常压下发生汽化;同时,在散热器数量足够的基础上,热媒温度稍微降低,系统舒适度会提高,一般选取95/70℃作为指标。
此外,热媒设计温度要符合热源的条件和一些其他的因素,如发生低温热媒进行换热得到的二次热媒,或为提高系统使用耐久性而采用塑料管材时,热媒设计问题会发生降低10℃左右;根据经验,在标准基础上降低10℃,满足系统要求的散热器数量需增加20%,显然是不合理的。
3 竖向压力分区与“分环”
《采暖通风与空气调节设计规范》规定,当建筑物的热水采暖高度超过50m时,宜采用竖向分区,以减少散热器和配件的压力,保证采暖系统的运行安全。特别是对于高层建筑而言,由于竖向压力过大而导致的散热器渗漏问题较为普遍。
为解决竖向压力过大的问题,“分环”方式宜采用,可对水力进行调节达到平衡,但对高区的定压效果较好,对低区的较高静水压力效果较差。竖向压力分区的最好处理措施是从热源上进行分区设置。在实际工程应用中,可通过热源系统按低区定压。经过加压处理,高压系统的供水可进入,通过减压回水进入低区系统。
4 系统补水
采暖系统宜保证足够的供水,一般通过设置膨胀水箱、气压罐或功率较大的补水泵。当采用合理容积的膨胀水箱或气压水罐进行定压时,是十分必要的,如无条件设置时,则可采用不间断运行的变频补水泵。以某建筑面积为22万多m2的供暖系统而言,底层住户的散热器出现问题,晚上八九点后散热器开始降温,半夜完全没有热量,而次日早晨又热起来。据深入调查，重新热起来是由于顶层住户在每晚临睡前和次日早晨起床后进行了手动放风所致。后经过对自动排气阀进行改装,基本解决了系统进入空气而供暖紊乱的问题。总结来看,由于该供暖系统没有设置膨胀水箱和足够容积的气压水罐,仅通过设置一台满足系统泄漏量要求的小功率水泵，才使得供暖系统正常持续的运行。
5 散热器的选择
《住宅设计规范》对于散热器的选择有明确的规定和建议。规范规定“应采用体型紧凑、便于清扫、使用寿命不低于钢管的型式”。散热器的种类形式多样,选择性较大,但在实践的应用中由于其适用性出现或大或小的问题。为确保供暖系统的正常运行,除保证散热器的高质量外,还要符合应用条件的适用性。
按常见种类来看,散热器有铸铁型、钢板材型及铝制型等材质。铸铁散热器的适应性较强,但体型不够紧凑,不满足建筑设计的要求。另外,铸铁生产环节的偷工减料,导致额定散热量到不到要求。再者,落后的铸造工艺,导致散热器接口漏水现象时有发生。钢板钢制散热器轻薄且外观好,国内外生产工艺中被广泛采用。但该材质热水器由于材质、工艺和运行水质的腐蚀影响,导致易受损破坏,适用性相对较差。为防止腐蚀现象的发生,应严格控制热媒的含氧量、限定采用隔膜式膨胀罐定压方式及采用化学电极保护等措施,但这一措施在较大的集中供暖系统中几乎无法实现。就目前使用情况来看,早期的钢管材质的钢制串片管式散热器和后期开发的绕片式钢制散热器,其适用性较好,是散热器的首选。
由于铝材的高散热性,铝制散热器的散热效率高,但同样存在腐蚀的问题。铝材的电极保护能力较差,遇到碱性水质和自来水中氯化物,均会发生化学反映而造成腐蚀发生。尽管制作工艺中对该材质热水器进行了内防护要求,但实施难度高,检测通过率低。为提高防腐蚀的性能,有的产品对材质进行改造而采用铜铝复合材,铜的电极保护能力高的特别可有效防止电化腐蚀的发生。
塑料类管材的应用也较为普遍。特别是对于户内采暖系统中实施住宅分户热计量的用户,塑料类管材已大量采用,但在与金属管件接头处的連接问题成为这类散热器的最大弊病。由于其良好的阻氧性能,XPAP管更适合于采用钢制散热器的户内埋地管道。塑料管材与金属管接头处漏水的主要原因,是塑料与金属材质的差异问题,两者的匹配性差,另外安装施工时的质量问题也是重要原因之一。另外,在敷设安装时,应考虑塑料类管材的纵向膨胀特性。在地面埋设安装时,由于受到纵向的约束限制,管材内部产生自应力,这一自应力对管材的使用寿命和强度的核算是有一定影响的,可以通过调整计算的安全系统来消除影响。根据经验,对于分户热计量设置时,建议仅仅在直埋式管道中采用,对于有弯折的管道推荐采用热镀锌钢管和螺纹连接。
6 采暖管道及设备布置的协调
采暖管道和设备布置应保证严格的协调性。首先,应根据建筑居住条件选择合适的空调采暖系统。在选择时,应以稳定性好、构造简单为条件。同时,在符合水力平衡条件的基础上,应尽量满足建筑梁柱、电气、给排水管道方面的协调布置。其次,在合理布置散热器的基础下,应注意安装后与建筑功能满足的要求,尽量避开建筑功能性的设施,如应避开写字台、家具的摆放位置,保证室内环境的协调性。再者,室外供热管网应尽量避免布置位置与室外电缆或给排水管线的不协调问题,应加强不同专业的密切配合。在具体实施时,应在满足各自相应规范的基础上,进行优化合理的布置,对存在的矛盾和冲突进行讨论协商,达到最终的协调一致。
7 结束语
建筑采暖设计涉及到很多因素和环节,在严格满足规范要求的基础上,应力求做到与工程实际相结合的原则,加强不同采暖环节的相互协调一致,最终提供完好可靠的建筑采暖供应。随着人们生活水平的逐步提高,居民供暖事业取得不断的发展,人们对供暖的要求也越来越高。在采暖设计的实践工程中,出现或多或少的采暖失效问题,这些问题的原因很多都来源于设计理念的错误或模糊,因此加强建筑采暖的设计势在必行。
参考文献：
[1] 民用建筑节能设计标准[M] . 中国建筑工业出版社,2007.
[2] 李岱森. 简明供暖设计手册. 中国建筑工业出版社,2006.
[3] 狄育慧. 采暖建筑中墙体节能的探讨. 北京节能，2008.
[4] 张锡虎. 住宅单管系统分室温度控制的手段及其热工特性[J].建筑节能,2009，（11）.
[5] 王维华.适宜分户计量、分室控温的住宅供暖系统形式[J].节能技术,2011，（2）.
[6] 简明供暖设计手册.中国建筑工业出版社,2006.
关键词:建筑；采暖设计
Abstract: The author, based on years of design experience to explore issues in the design of the building heating, proposed recommendations.Keywords: construction; heating design
中图分类号：TU832.5文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
和谐美好的生活、和谐的社会、自然和谐的城市已经成为全球人类的思潮，致力于用节能减排的绿色环保的方式来促进中国城市建设的可持续健康发展道路。对于住宅小区供暖系统的设计，不仅能够实现更好的系统控制和计量功能，同时还可以降低能源的耗用，极大的提高供热的社会效益并获得相当的经济效益。
1 入口入户装置问题
采暖通风与空气调节设计规范（以下简称设计规范）中明确规定，热水采暖系统，热力入口的供回水总管上除了设置必要的温度计、压力表及除污器之外，必要时还应装热量计。而我们的设计人员在做水暖设计时，对于入口装置总是不甚重视，在做图纸时，甚至遗漏标注入口装置所采用的标准图集号，以至于审图部门常常提出质疑。因此，设计人员在施工图中，除要说明遵循上述规定外还应特别强调两点：一是热力入口的供水管上最好设置两级过滤器，一级宜为3mm孔径的粗过滤器，二级宜为60目的精过滤器，回水管上宜设置滤网规格不小于60目的过滤器；二是在入户前的供回水支管上加装泄水旋塞。
2 热媒设计温度
热媒设计温度是散热器热水采暖系统的重要因素,其大小取决于系统的舒服度、安全性和经济性。当供水温度不超过95℃时,可避免热媒在常压下发生汽化;同时,在散热器数量足够的基础上,热媒温度稍微降低,系统舒适度会提高,一般选取95/70℃作为指标。
此外,热媒设计温度要符合热源的条件和一些其他的因素,如发生低温热媒进行换热得到的二次热媒,或为提高系统使用耐久性而采用塑料管材时,热媒设计问题会发生降低10℃左右;根据经验,在标准基础上降低10℃,满足系统要求的散热器数量需增加20%,显然是不合理的。
3 竖向压力分区与“分环”
《采暖通风与空气调节设计规范》规定,当建筑物的热水采暖高度超过50m时,宜采用竖向分区,以减少散热器和配件的压力,保证采暖系统的运行安全。特别是对于高层建筑而言,由于竖向压力过大而导致的散热器渗漏问题较为普遍。
为解决竖向压力过大的问题,“分环”方式宜采用,可对水力进行调节达到平衡,但对高区的定压效果较好,对低区的较高静水压力效果较差。竖向压力分区的最好处理措施是从热源上进行分区设置。在实际工程应用中,可通过热源系统按低区定压。经过加压处理,高压系统的供水可进入,通过减压回水进入低区系统。
4 系统补水
采暖系统宜保证足够的供水,一般通过设置膨胀水箱、气压罐或功率较大的补水泵。当采用合理容积的膨胀水箱或气压水罐进行定压时,是十分必要的,如无条件设置时,则可采用不间断运行的变频补水泵。以某建筑面积为22万多m2的供暖系统而言,底层住户的散热器出现问题,晚上八九点后散热器开始降温,半夜完全没有热量,而次日早晨又热起来。据深入调查，重新热起来是由于顶层住户在每晚临睡前和次日早晨起床后进行了手动放风所致。后经过对自动排气阀进行改装,基本解决了系统进入空气而供暖紊乱的问题。总结来看,由于该供暖系统没有设置膨胀水箱和足够容积的气压水罐,仅通过设置一台满足系统泄漏量要求的小功率水泵，才使得供暖系统正常持续的运行。
5 散热器的选择
《住宅设计规范》对于散热器的选择有明确的规定和建议。规范规定“应采用体型紧凑、便于清扫、使用寿命不低于钢管的型式”。散热器的种类形式多样,选择性较大,但在实践的应用中由于其适用性出现或大或小的问题。为确保供暖系统的正常运行,除保证散热器的高质量外,还要符合应用条件的适用性。
按常见种类来看,散热器有铸铁型、钢板材型及铝制型等材质。铸铁散热器的适应性较强,但体型不够紧凑,不满足建筑设计的要求。另外,铸铁生产环节的偷工减料,导致额定散热量到不到要求。再者,落后的铸造工艺,导致散热器接口漏水现象时有发生。钢板钢制散热器轻薄且外观好,国内外生产工艺中被广泛采用。但该材质热水器由于材质、工艺和运行水质的腐蚀影响,导致易受损破坏,适用性相对较差。为防止腐蚀现象的发生,应严格控制热媒的含氧量、限定采用隔膜式膨胀罐定压方式及采用化学电极保护等措施,但这一措施在较大的集中供暖系统中几乎无法实现。就目前使用情况来看,早期的钢管材质的钢制串片管式散热器和后期开发的绕片式钢制散热器,其适用性较好,是散热器的首选。
由于铝材的高散热性,铝制散热器的散热效率高,但同样存在腐蚀的问题。铝材的电极保护能力较差,遇到碱性水质和自来水中氯化物,均会发生化学反映而造成腐蚀发生。尽管制作工艺中对该材质热水器进行了内防护要求,但实施难度高,检测通过率低。为提高防腐蚀的性能,有的产品对材质进行改造而采用铜铝复合材,铜的电极保护能力高的特别可有效防止电化腐蚀的发生。
塑料类管材的应用也较为普遍。特别是对于户内采暖系统中实施住宅分户热计量的用户,塑料类管材已大量采用,但在与金属管件接头处的連接问题成为这类散热器的最大弊病。由于其良好的阻氧性能,XPAP管更适合于采用钢制散热器的户内埋地管道。塑料管材与金属管接头处漏水的主要原因,是塑料与金属材质的差异问题,两者的匹配性差,另外安装施工时的质量问题也是重要原因之一。另外,在敷设安装时,应考虑塑料类管材的纵向膨胀特性。在地面埋设安装时,由于受到纵向的约束限制,管材内部产生自应力,这一自应力对管材的使用寿命和强度的核算是有一定影响的,可以通过调整计算的安全系统来消除影响。根据经验,对于分户热计量设置时,建议仅仅在直埋式管道中采用,对于有弯折的管道推荐采用热镀锌钢管和螺纹连接。
6 采暖管道及设备布置的协调
采暖管道和设备布置应保证严格的协调性。首先,应根据建筑居住条件选择合适的空调采暖系统。在选择时,应以稳定性好、构造简单为条件。同时,在符合水力平衡条件的基础上,应尽量满足建筑梁柱、电气、给排水管道方面的协调布置。其次,在合理布置散热器的基础下,应注意安装后与建筑功能满足的要求,尽量避开建筑功能性的设施,如应避开写字台、家具的摆放位置,保证室内环境的协调性。再者,室外供热管网应尽量避免布置位置与室外电缆或给排水管线的不协调问题,应加强不同专业的密切配合。在具体实施时,应在满足各自相应规范的基础上,进行优化合理的布置,对存在的矛盾和冲突进行讨论协商,达到最终的协调一致。
7 结束语
建筑采暖设计涉及到很多因素和环节,在严格满足规范要求的基础上,应力求做到与工程实际相结合的原则,加强不同采暖环节的相互协调一致,最终提供完好可靠的建筑采暖供应。随着人们生活水平的逐步提高,居民供暖事业取得不断的发展,人们对供暖的要求也越来越高。在采暖设计的实践工程中,出现或多或少的采暖失效问题,这些问题的原因很多都来源于设计理念的错误或模糊,因此加强建筑采暖的设计势在必行。
参考文献：
[1] 民用建筑节能设计标准[M] . 中国建筑工业出版社,2007.
[2] 李岱森. 简明供暖设计手册. 中国建筑工业出版社,2006.
[3] 狄育慧. 采暖建筑中墙体节能的探讨. 北京节能，2008.
[4] 张锡虎. 住宅单管系统分室温度控制的手段及其热工特性[J].建筑节能,2009，（11）.
[5] 王维华.适宜分户计量、分室控温的住宅供暖系统形式[J].节能技术,2011，（2）.
[6] 简明供暖设计手册.中国建筑工业出版社,2006.