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摘要：目前建筑專業(yè)大多喜歡追求建筑外觀上大玻璃的通透效果，使得建筑物的窗墻比大多超過規(guī)范推薦值。這就對圍護結構(特別是外窗)的傳熱系數(shù)及建筑的體形系數(shù)有較高的要求。...

住宅采暖分戶熱計量設計經(jīng)驗與體會

祁建平

寧夏建筑設計研究院

1、建筑圍護結構熱工性能及體形系數(shù)對建筑節(jié)能的重要影響

    2001年之前的主要節(jié)能手段，僅限于居住建筑改善墻體和門窗的保溫性能，當然，這是很有意義的。而分戶熱計量和收費，建立了用戶的經(jīng)濟利益與能耗的直接關系，將會減少供熱過量建筑采暖熱量的無效消耗，同時使開發(fā)商真正意識到建筑圍護結構的熱工性能的重要意義。保證居住建筑圍護結構傳熱系數(shù)K(W/m2℃)滿足《民用建筑節(jié)能設計標準》(采暖居住建筑部分)JGJ26-95的規(guī)定。

2、分戶采暖設計中熱負荷計算時值得注意的問題

    2.1基本耗熱量

    按《住宅設計規(guī)范》(GB50096--1999)(2003年版)規(guī)定：臥室、起居室和衛(wèi)生間溫度為l8℃，但室內(nèi)采暖計算溫度應按提高2℃來計算，即20℃，以此溫度與室外采暖計算溫度的溫差，計算出的耗熱量為每個房間的基本耗熱量。

    2.2戶問傳熱量

    傳統(tǒng)的住宅設計，并不考慮戶與戶之間的熱傳遞，當部分房間空置、或部分住戶降低采暖標準、或有的住戶間斷采暖時，戶與戶之間的墻體及樓板就會有較大的熱傳遞量，一般散熱器采暖戶間傳熱按6℃溫差計，當采用地板輻射采暖時，則按8℃溫差計算。不可簡單地按基本負荷的附加系數(shù)取值。只有當戶間傳熱量大于基本耗熱量80％時，按基本耗熱量的0.8倍計，此舉為避免增加不必要的投資。基本耗熱量戶間傳熱量之和是布置室內(nèi)散熱器及確定戶內(nèi)管道管徑的計算依據(jù)。

    2.3如若該房間采用地板輻射采暖時，則室內(nèi)計算溫度應比室內(nèi)采暖溫度降低l～2℃來計算溫差。且地板表面溫度不得大于60％，以防地面由于溫度過高而產(chǎn)生龜裂。

    2.4在設計建筑物采暖熱力入口時，對戶外供熱量要求，則應仍按基本耗熱量提出。

    2.5通常按規(guī)范要求做的節(jié)能建筑，整幢住宅樓采暖熱負荷指標絕大部分可52 w/m2。

3、分戶熱計量采暖系統(tǒng)的各種形式

    3.1獨立燃氣爐采暖

    每戶根據(jù)采暖熱負荷再加上生活熱水用熱量，來選擇壁掛爐的大小和型號，將壁掛爐設置在封閉陽臺或面積較大的廚房內(nèi)，靠外墻設置，且爐體設有單獨通向室外的排煙及進氣風管，并可根據(jù)起居室的溫度來自動調節(jié)天然氣火力大小，控制出水溫度，有嚴格自動熄火裝置。壁掛爐自帶采暖用循環(huán)水泵，需注意的是當系統(tǒng)末端為風機盤管時，要校核該水泵揚程。

    3.2低溫發(fā)熱電纜地板輻射采暖

    在建筑保溫較好的住宅內(nèi)，使用電熱采暖，是可行的，從能源利用上分析，把高品位電能當作熱能使用是不經(jīng)濟的，但隨著電力部門出臺相關電采暖低谷用電優(yōu)惠政策，經(jīng)過一次投資與運行費用比較，若合理使用是可行的。如蘭山名邸住宅小區(qū)，采用低溫發(fā)熱電纜地板輻射采暖，由于該小區(qū)建筑保溫做的較好，墻體K值達到0.6W/M2K，外窗為進口產(chǎn)品，K值達到2.7 W/M2K。經(jīng)過一個冬季的試運行測定，使用效果良好，運行費用為35元/m2；總體比熱水采暖費用略高一點。

    3.3集中熱水采暖分戶熱計量

    3.3.1根據(jù)《分戶熱計量設計規(guī)程》DBJ01-605-2000第8.3條規(guī)定，采暖熱力人口要設置熱量表及各種閥門、壓力表、溫度計、水過濾器及平衡閥等裝置，其中熱量表要注明額定流量以便訂貨。

    3.3.2各居民用戶須設置戶用熱表，鎖閉閥，水過濾器等，并且要一戶一表。

    3.3.3建筑物熱力入口處要說明該系統(tǒng)熱負荷及系統(tǒng)總阻力，因為戶內(nèi)部分裝了戶用熱表，其采暖水阻力約為30kPa，再加上熱力人口的總熱表及各種附件阻力，提供外網(wǎng)設計依據(jù)時總阻力值約在50kPa左右。目前小區(qū)采暖外網(wǎng)設計較為混亂，有的住宅小區(qū)部分建筑物是2000年以前建成的，未設分戶熱計量裝置，而現(xiàn)在新建的住宅均設了分戶計量裝置，二者水阻不平衡，外網(wǎng)又用一套熱力管道系統(tǒng)，結果阻力相差甚大，新建樓群室溫達不到標準，連調試都難以解決。目前東冠英小區(qū)即是如此。我認為這個問題應提醒重視。

    3.3.4住宅樓內(nèi)的公共用房、商業(yè)用房、人防、地下車庫等應單獨設置采暖熱表，便于將來收費方便。   

    3.3.5一個單元的采暖公用立管及戶用人口裝置要設置在戶外，一般設在樓梯間的公用管井內(nèi)，這樣物業(yè)管理人員可將拒付采暖費的用戶進行鎖閉，立管放氣也可在管井操作，不必進人戶內(nèi)，減少物業(yè)管理與用戶間的糾紛。

    3.3.6散熱器應選用鑄鐵無砂型或鋼制型，以免堵塞熱表。每個散熱器宜設溫控閥，以實現(xiàn)分室詞溫。

    3.3.7采暖系統(tǒng)水平敷設有雙管同程式，雙管異程式，單管串聯(lián)式，雙管放射等形式。

    3.3.8高層建筑采暖公用立管應注意熱膨脹問題，每戶水平支管與立管連接處宜設軟連接(金屬軟管)，以防由于熱表或分、集水器固定而立管脹縮導致接口開裂。

    3.3.9每戶的戶用人口宜設泄水裝置，泄水管可引至下一層管井內(nèi)，以便維修或裝修時，將戶內(nèi)水平管道泄空。但管井內(nèi)不宜做墊層，否則三通接頭在墊層內(nèi)。

4、采暖用塑料類管材選用及施工問題

    4.1從公用立管戶用人口引入室內(nèi)開始至戶內(nèi)的采暖管道多為埋在地面面層內(nèi)，該管道采用塑料類管材，常用的有鋁塑復合管，PB管，PE—x管，PP—R管。

    4.2埋在面層內(nèi)的塑料管不得有接頭，當采用PB管或PP—R管時，連接散熱器處可以采用熱熔連接，面層厚度一般不小于50mm。

    4.3采用塑料類管材時，供暖熱水溫度不宜高于85℃。

    4.4選用塑料類管材時，應考慮管材溫度、壓力及使用壽命為50年來選擇使用等級，采暖管材可按5級來選，其壁厚應根據(jù)管材許用設計環(huán)應力和系統(tǒng)承壓之間的關系來計算，或按《低溫熱水地板輻射供暖應用技術規(guī)程》附錄J一1-4表來選擇。當采暖熱水溫度為90。C時，應按5A級來選擇塑料管材的厚度。   

    4.5在《新建集中供暖住宅分戶熱計量設計技術規(guī)程》(DBJ01-605-2000)中第6.4.4條中明確：“在墊層內(nèi)埋設的管道，除采用下分雙管式系統(tǒng)連接散熱器處的PB管和PP—R管可采用相同材質的專用連接件進行熱熔外，其它管材和所有管材在其它部位均不應設置連接配件。”而實際市場中PP—R管為直段管材，長度一般為6～8m，如果房間內(nèi)需連接的管道長度超過8m，其接頭處必須上翻，影響美觀，墊層內(nèi)做熱熔接頭又違反規(guī)范；同樣，管徑大于25mm的PB管市場上只有直段管材，問題與PP—R管相同；管徑小于25mm的PB管材市場上有盤管，但是盤管的彎曲半徑有一定要求，且有彎曲方向性，這就導致了PB管在某些轉角處不能緊貼墻邊且離墻較遠，若在靠墻處有散熱器時，就需在于管上做三通，接出一段支管再接散熱器或采用彎頭作為熱熔連接件，此兩種熱熔連接件(三通、彎頭)都在墊層內(nèi)又違反了規(guī)范。而如果否定這兩種做法，等于否定了PB和 PP—R這兩種管材。北京幸福家園一、二期工程中就遇到此問題，質量檢查監(jiān)督站就此問題提出疑義，經(jīng)幾次討論，并咨詢了北京市建筑設計標準化辦公室，得到的答復是上述兩種做法是可行的。但目前技術規(guī)程與實際施工驗收有矛盾，我認為應盡快對規(guī)程進行修訂，保持其初衷；減少埋在地下的隱患；同時又要讓先進的材料及做法普遍推廣，并持續(xù)發(fā)展下去。

    4.6埋地管道穿衛(wèi)生間時的做法問題目前的標準圖集和規(guī)程中均未提及。在實際工程中各種做法都有：有采暖用塑料管道走衛(wèi)生間防水層上，水平穿防水卷邊的；有管道走衛(wèi)生間防水層下，接散熱器支管豎直穿防水層的：兩種做法穿防水層處均做防水套管。但每種做法均存在一定問題和隱患。前者做法，當衛(wèi)生問不做結構降板時，防水套管下部空間太小，一般僅為l0mm～20mm，工人不便操作，防水處理很難到位，在衛(wèi)生間閉水試驗時，很容易從套管滲漏到其它居室，在朗琴園一期工程中就發(fā)生了此種情況，在住戶購房時引起了糾紛。后者做法，防水套管不好固定，尤其是采暖以后，由于管道的熱伸縮則更要破壞防水涂料層，致使衛(wèi)生間內(nèi)的水泄漏到下層用戶，也要引起糾紛。通過經(jīng)驗總結，我目前通常采用不穿防水層的做法：采暖干管不進入衛(wèi)生間，接散熱器的支管埋人衛(wèi)生問側墻(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，保證不影響高點放氣。而衛(wèi)生間散熱器要高于地面30cm安裝，只要散熱器布置時注意與其它潔具協(xié)調即可。這種方式用于北京幸福家園一、二期工程，通過一個采暖季的使用，效果較好，甲方及業(yè)主均滿意。

5、散熱器恒溫閥應注意其傳感器的選擇和設置

    散熱器恒溫閥是分戶熱計量采暖系統(tǒng)室溫調節(jié)的重要部件，其傳感器的選用和設置同散熱器是否裝設暖氣罩有關。如建筑上不設暖氣罩，恒溫閥傳感器可采用內(nèi)置式，如建筑上設置暖氣罩，恒溫閥傳感器應選用外置式。《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》(GBJl9—87.2001年版)中3.3.12條規(guī)定：“安裝在裝飾罩內(nèi)的恒溫閥必須采用外置傳感器”。傳感器應設置在能正確反映房間溫度的位置。

    某些新建住宅工程分戶熱計量采暖系統(tǒng)，每組散熱器供水支管上均裝設有恒溫閥，但未注明傳感器內(nèi)置還是外置，建筑專業(yè)設計說明中明確要求每組散熱器均設暖氣罩，這樣，工程施工安裝時可能出錯。如果施工時訂購、安裝的是內(nèi)置傳感器的恒溫閥，那將失去室溫控制作用，因為裝在暖氣罩內(nèi)的傳感器反映的是暖氣罩內(nèi)的局部溫度，并非室內(nèi)溫度。

    散熱器上設有恒溫閥的分戶熱計量采暖系統(tǒng)，為確保室溫調控效果，散熱器最好不設暖氣罩，而將省下的錢用來購置、安裝高效節(jié)能并具有裝飾功能的散熱器(目前許多散熱器均具有這種功能，設計選擇的余地相當大)。如果設計選用的散熱器既高效節(jié)能，又與建筑裝飾協(xié)調，具有良好的裝飾功能，用戶是完全可以接受的。如果有的用戶執(zhí)意要裝暖氣罩，暖通設計文件中一定要特別注明選用外置傳感器的恒溫閥。

6、埋地采暖熱水管道中水流速度應符合規(guī)范要求

    《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》(GBJl9—87.2001年版)中3.8.18條規(guī)定：“采暖管道的敷設應有一定的坡度，對熱水管……坡度宜采用0.003，不得小于0.002……”，這是對傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)而言。對于分戶熱計量供暖系統(tǒng)，如果供、回水管道明敷，也應該執(zhí)行此規(guī)定。但如果管道埋設在墊層內(nèi)，墊層厚度有限，管道亦要求按≥0.002坡度敷設是難以做到的。所以該條又規(guī)定：“如因條件限制，熱水管道(包括水平單管串聯(lián)系統(tǒng)的散熱器連接管)可無坡度敷設，但管中的水流速度不得小于0.25Mn/s”。《新建集中供暖住宅分戶熱計量設計技術規(guī)程》(DBJ01-605—2000)中6.4.4條也規(guī)定管道“無坡度敷設時，管中水流速度不宜小于0.25m/s”。這一規(guī)定，主要是考慮便于排除空氣，當水流速度達到0.25m/s時，方能把管中的空氣泡帶走，使之不能浮升。實踐證明，熱水采暖系統(tǒng)中的空氣是最有害的因素，當管中有空氣積存時，往往會影響熱水正常循環(huán)，造成某些部位不熱，產(chǎn)生噪聲。暖通設計人員對有效排除空氣必須引起足夠的重視。

    某些住宅工程分戶熱計量采暖系統(tǒng)，采用水平單管異程系統(tǒng)，設在80~100mm厚的墊層內(nèi)能管道為無坡度敷設，有的一個住戶分幾個采暖環(huán)路，造成諸多管段中的水流速度0.25m/s，不能滿足規(guī)范中規(guī)定的最低流速限值，可能會造成管道局部積氣，影響系統(tǒng)正常使用。這就要在系統(tǒng)分環(huán)時，不要過小，戶內(nèi)系統(tǒng)最好采用水平單管同程系統(tǒng)，另外管徑選擇不宜過大，管道平均比摩阻宜按60一120Pa取用，管道內(nèi)熱水流速以不超過最大允許流速為限。

7、水力平衡計算應考慮垂直共用立管的重力水頭

    目前，新建住宅分戶熱計量供暖系統(tǒng)設計，一般均采用雙管異程系統(tǒng)，即共用立管的分戶獨立采暖系統(tǒng)形式。這種系統(tǒng)，在計算共用立管各并聯(lián)環(huán)路問水力平衡時，應計及垂直共用立管重力水頭，以避免出現(xiàn)垂直失調現(xiàn)象。

    《新建集中供暖住宅分戶熱計量設計技術規(guī)程》(DBJ01—605--2000)中7.2.4條規(guī)定：“各并聯(lián)環(huán)路之間的水力平衡應計及垂直共用立管的重力水頭”。重力水頭值可按設計供回水溫度條件下重力水頭值的2/3計算。當供回水溫度為95/70℃時，其重力水頭計算值AP：2/3(977.81一961.92)h=10.59h(k9/m2)，如層高為h=2.8m，則每層計算重力水頭值為29.65k9/m2。當供回水溫度為80/60℃時，其重力水頭計算值為△P=7.6h(k9/m2)，如層高為2.8m，則每層計算重力水頭值為21.28k9/m2)。有的新建住宅分戶熱計量采暖設計，在計算共用立管各并聯(lián)環(huán)路間水力平衡時，未考慮這一重力水頭值，可能會帶來各并聯(lián)環(huán)路(各戶)水力不平衡，出現(xiàn)垂直水力失調現(xiàn)象，造成上下冷熱不均。

8、住宅內(nèi)公共用房、公用空間應單獨設置采暖系統(tǒng)和熱計量裝置

    《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》(6BJl9—87.2001年版)中3.9.1條規(guī)定：“對建筑內(nèi)的公共用房和公用空間應單獨設置采暖系統(tǒng)和熱計量裝置”。《新建集中供暖住宅分戶熱計量設計技術規(guī)程》(DBJOl-6O5_2000)中5.4.1條也規(guī)定：“住宅內(nèi)的公共用房和公共空間應設置獨立供暖系統(tǒng)和熱計量裝置”，住宅內(nèi)的公共用房和公共空間是指住宅樓底層的商場等公共場所及地下室的辦公、設備、庫房等公共用房。

    某高層住宅的地下室為辦公用房，其采暖系統(tǒng)設有6個采暖環(huán)路，每個環(huán)路供回水管均單獨由大樓供、回水干管接出、接入(地上層各主立管亦由此供、回水干管接出接人)未單獨設置熱計量裝置，不符合上述規(guī)范的要求。這種系統(tǒng)也不利于熱計量裝置的獨立設置，此系統(tǒng)若設熱計量裝置，需設6套才行，顯然不合理、不經(jīng)濟。較為合理、經(jīng)濟的做法應是：從大樓供、回水于管單獨接出一路，合理組織地下辦公用房的采暖系統(tǒng)，并在接出部位單獨設一套熱計量裝置。

9、結束語

    分戶熱計量收費盡管存在不少問題，收費政策遲遲不能出臺，但其作為政府政策，應是“勢在必行”，設計人員應按分戶熱計量方法設計，同時標準圖冊要及時完善，施工人員要及時培訓。因為以往的普通住宅中慣用的采暖系統(tǒng)(單管串聯(lián)系統(tǒng)、單雙管串聯(lián)系統(tǒng)、垂直雙管系統(tǒng)等)確實經(jīng)過了很長時期的使用與考驗，施工人員有成熟經(jīng)驗，其可靠性、安全性、及與之配套的安裝工藝、管材配件及標準圖冊等等都己成熟，但與分戶熱計量收費政策不符，已不適應新的發(fā)展。而為適應新的政策出臺的相應規(guī)范、規(guī)程、標準圖集還未經(jīng)過實踐的檢驗，有些不盡完善之處有待專家去完善和提高。按用熱量計費是保障和促進建筑節(jié)能的關鍵措施，也是分戶采暖系統(tǒng)設計的實際意義所在。

參考文獻：

[1]《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》(cBJl9_87．2001年版)．

[2]《民用建筑節(jié)能設計標準》(采暖居住建筑部分)JGJ26-5．

[3]《住宅設計規(guī)范》(GB50096--1999)．

[4]《新建集中供暖住宅分尸熱計量設計技術規(guī)程》(DBJ01-6o5—2000)．

[5]《低溫熱水地板輻射供暖應用技術規(guī)程》(DBJ／T01—49_2000)．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：溫紅娟  尚雯瀟  尹維維 編輯  文徑 審核)

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