目前，我國社會經濟的持續發展面臨能源和環境兩個瓶頸，怎樣在滿足經濟增長和人民生活水平提高的前提下，降低能源消耗，減少污染，是當務之急。建筑節能是節能減排的三大領域之一，而供熱空調系統的能耗是建筑運行能耗的主要組成部分，也是建筑節能的重點之一。多年前暖通空調系統的設計和運行的核心任務是保證運行的工藝參數，滿足建筑物的使用要求；今天，在保證參數的同時降低能耗已經成核心任務。有部門統計，如果在保溫性能相同的維護結構條件下如果室內溫度高出標準1℃就會增加12%的能耗。所以合理的采暖系統和高效的運行管理以及提高居民的節能意識將會大大降低能源的消耗和不必要的浪費。

 

    1.1．戶內采暖系統形式

    1.1.1. 散熱器采暖

    水平雙管下供下回式，水平單管跨越式，放射雙管式。

    1.1.2. 低溫地板輻射采暖系統

    低溫地板輻射采暖系統，以其室內溫度均勻性好，舒適性好，溫度梯度小，符合人體生理要求及不影響室內使用面積等優點，廣泛應用于別墅、住宅、賓館大堂、游泳池館等場所，尤其別墅和住宅使用更為普遍。

 

    設計工作中應注意以下幾個問題：

    1．布管方式

    采暖熱水沿加熱管水流方向，水溫逐漸降低。從便于施工和滿足室內溫度均勻的前提下盡可能的采用回折型布置，同時在靠近外圍護結構的地方加密管間距。

 

    2．流速

    加熱管內水的流速不應小于0.25m/s，不超過0.5m/s。值得特別重視，因為盤管為無坡度敷設，容易集氣，影響采暖效果。　

　

    分戶計量采暖系統耗熱量計算按照規范^②的相關規定執行。但是應該注意以下幾點：

    2.1. 在確定分戶熱計量采暖系統的戶內采暖設備容量和計算戶內管道時，應計入向鄰戶傳熱引起的耗熱量附加，但所附加的耗熱量不應該統計在采暖系統的總熱負荷內。

    2.2.戶間傳熱負荷計算方法1^⑤

    2.2.1.應計算通過戶間樓板和隔墻的傳熱量；

    2.2.2與鄰戶的溫差，宜取5～6℃；

    2.2.3.計算得出的戶間傳熱量，不宜大于按規范^①的有關規定計算出的設計采暖負荷的50%。

    2.3.戶間傳熱負荷計算方法2^⑤

    2.3.1.以戶內各房間傳熱量取適當比例的總和，作為戶間總傳熱負荷。該比例應根據住宅入

    住率情況、建筑圍護結構狀況及其具體采暖方式等綜合考慮。建議對中間層房間取30%-50%，對頂層、底層和端部房間取50-80%。

    2.4.需要特別注明的是地板輻射采暖負荷的計算應注意：

    2.4.1全面采暖時應在規范^②的計算基礎上乘以0.9~0.95的系數（寒冷地區0.9，嚴寒地區0.95）或在室內計算溫度取值降低2℃

    2.4.2.同時應綜合考慮家具形式，擺放位置，遮擋比例綜合考慮增加附加系數。

    2.4.3在施工圖設計過程中，應該結合項目實際，落實室內面層形式，無法確定時應該在施工說明中指明設計計算時所擬定的面層材料；或者在設計圖紙中注明各房間的計算熱負荷，待甲方自行解決。

 

    值得說明的是：主立管采用下供下回異程式系統可以消除由于采暖水形成的自然作用壓力的不利因素，利于各戶內系統水力平衡。但是通過實際計算我們發現，不是所有分戶計量采暖系統均可以使用的。在供回水溫差為25℃，立管中水流速在0.35m/s左右時，立管比摩阻選用30~35Pa/m（此值也比較接近采暖系統經濟比摩阻）時可以完全消除采暖水形成的自然作用壓力；但是當采用低溫熱水地板供暖時由于水溫機溫差較小，經核算此時的水溫降形成的自然壓力太小（8Pa左右）此值遠小于采暖系統的經濟比摩阻，此時系統平衡應該以控制立管阻力不平衡為主，系統形式最好為同程式系統（即下供下回同程式或者上供下回同程式）。其具體計算方法本文不再詳述。

 

    3.1. 散熱器采暖系統（水平雙管下供下回式，水平單管跨越式，放射雙管式）

    針對以上分析，對散熱器采暖系統(采暖供回水溫度為：80~60（℃））應該采用下供下回異程式系統。

 

    3.2．低溫熱水地板輻射采暖系統

    對于地板輻射采暖系統(采暖供回水溫度為：50~40（℃）），主立管應該采用同程式系統。

 

    4.1. 熱量表選用

    熱量表由：流量傳感器，溫度傳感器，積分儀三部分組成。按照流量傳感器的測量原理分為：機械式，超聲波式，電磁式。其具體設計選用應注意事項如下：

 

   4.1.1機械式

    1.熱量表前要保證6~12倍的公稱直徑的直管段的距離。

    2.熱量表安裝在回水管上可以延長使用壽命。

    3.熱量表前安裝過濾器。

    4.當流量超過其額定流量時會損傷熱表。

    5.流體中者含有氣體會影響測量精度。

 

    4.1.2超聲波式

    1.熱量表前要保證20~30倍的公稱直徑的直管段，表后10倍直管段的距離。

    2.安裝時應有良好的排氣措施。

    3.熱量表安裝在供水回水管上均可以。

    4.在最大和最小流量運行不會影響測量精度。

    5.表面無可動部件使用壽命長。

 

    4.1.3電磁式

    1. 熱量表前要保證不小于10倍的公稱直徑的直管段，表后不小于5倍直管段的距離。

    2. 安裝時應嚴格保證密封墊不得 突入管道內，口徑縮小1mm會引起1%的誤差。

    3. 安裝時應保證有排氣裝置。

    4. 應遠離有電磁干擾的場所。

    5. 表面無可動部件使用壽命長。

    總之熱量表的選型應綜合考慮：系統的壓力損耗、介質溫度、流量大小及波動范圍；精度要求；安裝空間的大小來確定熱表的具體型號和規格。

 

    4.2．溫控閥選用

    溫控閥是用于供暖系統散熱器的流量調節。其具體設計選用應注意事項如下：

    4.2.1. 調節溫度范圍為：8~28℃最大工作壓力為1Mpa,最大壓差為0.1Mpa。

    4.2.2. 應根據接管工程直徑選擇溫控閥口徑然后通過其壓降校核。

          K_v=G/(△P)^0.5 

其中：K_v——閥門阻力系數；G­——通過流量（m³/h）; △P——閥前后壓差（Mpa）。

    4.2.3. 戶內為雙管系統時應采用兩通高阻閥；戶內為單管跨越系統時，當設在散熱器供水支管上時應采用兩通低阻閥，當設在三通處時應采用三通低阻閥。

    4.2.4.恒溫閥務必安裝在能代表房間實際溫度的地方，以免出現感溫失誤。

    4.3. 水力平衡閥選用

    4.3.1靜態平衡閥：包括：平衡閥、手動平衡閥、數字鎖定平衡閥（常用）等。此類閥門有良好的調節，截止功能，但是不能根據系統壓差的變化改變自身的阻力系數，需要手動重新調節。

    4.3.2 動態平衡閥：包括：自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥、自力式平衡閥、差壓控制器等。自力式壓差控制閥可以自動恒定系統壓差，有利于被控系統個用戶和各末端裝置的自主調節，尤其適用分戶計量供暖系統；自力式流量控制閥可以自動恒定系統流。

 

    總之，具體應用時在每個單體熱力入口（或入戶管井處）處安裝較多，其原則為：當室內為單管跨越式系統時，應使用自力式流量控制閥；當室內采用雙管系統時，應使用自力式壓差控制閥。

 

五．散熱器，管材及其附件的選用                                         

    5.1．散熱器選用：

    建設部在《關于推廣應用住宅建設新技術新產品的公告》中提出：“依據節能的要求，積極發展節能輕型散熱器，提高散熱器的金屬熱強度，散熱效率。注重散熱器使用功能與裝飾效果的統一，增加散熱器的裝飾性”。所以當前居住建筑散熱器選用應該從“鑄鐵為主，鋼制為輔”的觀念向“輕型為主，鑄鐵為輔”的方向上轉變^①。

輕型散熱器主要指產品為薄體輕型結構的，室內獨立供暖設備材質可以為鋼，鋁銅以及以上材料的復合材質。

 

    1．鑄鐵散熱器其具有價格低、耐腐蝕等優點，但傳統鑄鐵散熱器又有承壓低，體積重，內壁含砂、外形粗陋的缺陷。但最近幾年我國已有企業（河北圣春集團）充分的發揮了鑄鐵散熱器的長處，揚長避短，科學創新，開發了內腔無砂的外觀豐富的輕型結構特征的鑄鐵散熱器。
　　

    ２．鋁合金散熱器懼怕堿性水（主要防止堿性和含氯離子的熱水）。目前市場上的鋁制散熱器主要有壓鑄和拉伸鋁合金焊接兩種。由于鋁合金的焊接性能差，焊接型鋁質散熱器的焊接點容易被腐蝕造成散熱器漏水。所以不宜用于鍋爐直供的采暖系統，可以用于家用獨立采暖系統和二次水供暖系統。
　　

    ３．銅鋁復合散熱器主要有銅管鋁串片和銅鋁復合管，兩者都為銅質水道，適合各種供暖系統。其優點是銅管的物理性能穩定，可抵抗不同水質的腐蝕。缺點是導熱性較弱，銅鋁復合管如果結合不緊密，熱阻則增大，影響傳熱。銅鋁復合或純銅等銅水道散熱器，會因單管系統中的熱水流速高，對銅產生物理侵蝕。
　　

    ４．鋼制散熱器（應主要氧蝕為主)其優點為重量輕、承壓高、生產能耗小，并且外形美觀，表面光滑、具有很好的裝飾效果等優點。缺點是鋼制散熱器懼怕酸性水質，要求系統水質ＰＨ值大于８，怕氧化，所以對供熱系統（水質）要求很嚴格，在不安全的系統中會出現腐蝕（腐蝕點大部分在管壁上，而不在焊接部位）；雖然國家對采暖水質有相關規定，但實際上基本未按標準執行。所以此類散熱器應該做好內防腐處理。
　　

    ５．不銹鋼散熱器有良好的抗腐蝕性，適合各種系統和水質。但要注意區分材質，其中316號等材質好的鋼材才具備足夠的防腐能力。

實踐證明，對于散熱器的選用應該根據甲方的經濟實力，開發檔次，使用場合，小區（單體）合理分區等方面有針對性的選用散熱器，才能最大限度的節約資源和發揮散熱器的潛能。例如對衛生間，浴室等高濕環境最好采用鑄鐵散熱器或鋁制散熱器。

 

    5.2. 管材及附件選用^①：

    1、交聯聚乙烯管（PE-X）：

    2、交聯聚乙烯鋁塑復合管（XPAP）：

    3、聚丁烯管（PB）

    4、無規共聚聚丙烯管（PP-R）

    5、耐熱增強聚乙烯管（PE-RT）

    比較內容                                  PB管                  PE-X管                    PE-RT管            PP-R管        XPAP管

    110℃/8760h試驗                   通過                       通過                         通過                通過              ——

    低溫下的韌性                           很好                       很好                         很好                很好              很好

    熱強度                                    很高                         高                          較高                  低               極低

    輸送熱水時的壁厚                      薄                          較薄                        較薄                  厚                 薄

    加工性能                                方便                         方便                       很方便               方便            不方便

    衛生性能                                  憂                           憂                            憂                   憂                 憂

    環保性（回收利用可能性）      差（不可）              差（不可）                 好（可）           好（可）       差（不可）

    氣味                                        有                           有                            無                   無                   有

    熱熔連接                                 不能                        不能                           能                   能                 不能

    變形后的恢復情況                    能復原                     能復原                      能復原             能復原              不能

    施工方便程度                           方便                        方便                         最方便             方便                不方便

    小口徑管道材料價格比              >1.0                        <1.0                         1.0                >1.0                >1.0

 

    在實際設計中，對于新型管材的使用應根據系統工作壓力和使用溫度等選用管材及其壁厚。因此在工程設計過程中避免大才小用，造成浪費。

 

    在具體應用時應該注意以下幾個問題：

    1.   戶內或采暖總立管采用塑料管材時應該注意其線性膨脹系數比金屬管材大十多倍，安裝時應充分注意熱膨脹，國定支架間距等問題。

 

    2.   分戶計量采暖系統的采暖立管宜采用熱鍍鋅鋼管，螺紋連接。避免系統因銹蝕而堵塞熱表

及水力元件。

 

    3.   采暖系統最低點工作壓力的確定：當戶內系統管道材質為金屬時，不宜大0.8MPa；當戶內系統管道采用塑料管材時，不宜大于0.6MPa；

 

    總之，分戶計量系統要實現按用熱收費，分室控溫的預期效果，不僅僅要單體系統設計滿足規范和相應技術要點的要求外，熱源（鍋爐房，換熱站等），應提高控制和管理水平，提高供熱效率，同時滿足供熱要求的水質也及其重要。只有從熱源，熱質輸配，熱用戶幾個環節都做到技術先進，相輔相成，落實相應標準，規范，樹立能源危機意識，才能讓這項利國利民的舉措真正發揮效果。

 

依據標準及參考文獻：

［1］《實用供熱空調設計手冊》陸耀慶，中國建筑工業出版社，2007年

［2］國家標準《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50019-2003 中國計劃出版社，2003年

［3］ 行業標準《地面輻射供暖技術規程》JGJ142-2004中國建筑工業出版社，2004年

［4］《全國民用建筑工程設計技術措施，暖通空調·動力》中國計劃出版社，2003年

［5］《城鎮住宅供熱計量技術指南》徐偉、鄒瑜、萬水娥等