淺談高層散熱器采暖設計常見問題

張楊　張健

摘要：伴隨著城市化進程的推進，城市建筑數(shù)量在迅速增多，為提高土地利用率，多采用高層建筑形式，在北方寒冷的地區(qū)，建筑采暖問題就充分暴露出來了，針對當前采暖設計形式，采用散熱器進行采暖是一種常用的采暖方式，因此，本文主要就散熱器采暖設計當中的一些問題進行了論述。

關鍵詞：暖通工程；采暖設計；問題及對策

隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采暖工程項目越來越多，設計中存在的問題也較多，筆者在設計工作及施工圖審査中發(fā)現(xiàn)采暖設計中存在常見的一些缺陷，現(xiàn)根據(jù)暖通空調(diào)設計的各種規(guī)范，將部分問題整理出來，以供參考。

一、采暖設計原則

采暖系統(tǒng)的設計要考慮到其自身特點與整體設計，一般要考慮以下幾點：一是要根據(jù)建筑高度、樓層平面布局，再根據(jù)高層的采暖特點進行豎向分區(qū)分析，應對采暖系統(tǒng)的不同方案進行綜合分析，選擇適合于具體建筑，節(jié)能、合理的方式。二是選擇的采暖系統(tǒng)的流量計量及是否采用電動溫控器控制，需要根據(jù)樓層以及空間用途與功能決定。三是選擇散熱器，以及供暖系統(tǒng)敷設，應對各種散熱器進行比較，根據(jù)負荷、承壓、占地面積、散熱效率，以及是否適合樓層布局來選擇。四是對于高層建筑的采暖熱交換站對于系統(tǒng)定壓、補水、防垢及系統(tǒng)節(jié)能措施也應作為重點綜合考慮。

二、采暖設計的內(nèi)容

1.負荷計算

1.1圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。圍護結(jié)構(gòu)主要功能是保證冬季保溫，降低夏季溫度交換速度。其設計標準應執(zhí)行我國《民用建筑節(jié)能設計標準》采暖居住建筑部分的要求，達到節(jié)能50%，其中土建部分節(jié)能30%，暖通部分節(jié)能20%。高層建筑為達到上述要求，減小荷載，其圍護結(jié)構(gòu)一般采用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)加內(nèi)（外）保溫的設計。設計中要保證圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻不小于按冬季保溫的要求設計的最小熱阻值，因此，必須認真測算與核對保溫材料的厚度。直到圍護半徑大于最小半徑。這樣才能保證供暖效率，且達到節(jié)能標準。

1.2測算外窗傳熱效果。在高層建筑中，室外風速隨高度增大而增大，越高增加的幅度越大，從而圍護結(jié)構(gòu)外表面的對流換熱程度隨樓層增高而大幅變化。對住宅來說，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，在冬季，對環(huán)境的保暖性要求也越來越高。對于外窗傳熱功能對室內(nèi)保溫的效果，來說，越是在我國北方越要考慮到這部分熱負荷。

1.3測算冷風滲透耗熱量。低層建筑主要通過風壓測算冷風滲透耗熱量，即根據(jù)冬季室外平均風速確定冷風滲入量，而不考慮熱壓作用。隨著高層建筑高度的增加，室內(nèi)外溫差所形成的熱壓的效果也越來越明顯。高層建筑的冷風滲透耗熱量需考慮風壓和熱壓的綜合影響。

2.系統(tǒng)的構(gòu)建

采暖系統(tǒng)如何敷設是設計中至關重要的內(nèi)容。其中采暖系統(tǒng)的選擇首先要滿足我國相關規(guī)范的要求，按照我國《采暖通風設計規(guī)范》高層建筑的采暖系統(tǒng)設計應當滿足以下條件：一是建筑物高度超過五十米時，應采用豎向分區(qū)供熱。二是一個垂直單管系統(tǒng)所供暖的層數(shù)，不宜大于12層。其次，要比較散熱器承壓能力和采暖系統(tǒng)的靜水壓力。高層建筑采暖系統(tǒng)的靜水壓力較大。因此在與室外熱網(wǎng)連接時，按照外網(wǎng)的壓力狀況等決定系統(tǒng)適合選用形式。高層建筑的散熱器需要承壓能力強，多采用如鋼制散熱器、加稀土的鑄鐵散熱器等等散熱器。采暖系統(tǒng)設計的時候要本著系統(tǒng)簡潔、效率高、能耗低、施工與維護方便、分區(qū)少、相關管理方便的原則，主要考慮避免立管過粗和垂直方向的失調(diào)等問題。

三、采暖設計常見問題

1.入口入戶裝置問題

根據(jù)采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范（以下簡稱設計規(guī)范）規(guī)定，熱水采暖系統(tǒng)，應在熱力入口的供回水總管上設置溫度計、壓力表及除污器，必要時應裝熱量計。設計人員在施工圖中，除要說明遵循上述規(guī)定外還應特別強調(diào)兩點，熱力人口的供水管上最好設置兩級過濾器，一級宜為3.00mm孔徑的粗過濾器，二級宜為60目的精過濾器，回水管上宜設置濾網(wǎng)規(guī)格不小于60目的過濾器。在人戶前的供回水支管上加裝泄水旋塞。

2.入口數(shù)量問題

關于入門數(shù)量問題，做法不一，有的開發(fā)商要求一個單元一個入口，目的是便于管理及收取采暖費，有的開發(fā)商則要求一棟樓一個入口，原因是可以節(jié)省基建投資，所以沒有一個統(tǒng)一的模式，但無論采用哪種方式，設計人員既要考慮室內(nèi)供暖系統(tǒng)的合理性，又要考慮與室外管線銜接的合理性，不能只圖室內(nèi)系統(tǒng)設計方便、省事，而不顧及室外管線系統(tǒng)。

3.恒溫閥在單管系統(tǒng)中應用中出現(xiàn)的問題

恒溫閥在單管系統(tǒng)中應用出現(xiàn)的主要問題是采用兩通恒溫閥加跨越管的做法時，不適當?shù)赜昧烁咦韬銣亻y。單管系統(tǒng)即使采用低阻兩通恒溫閥加跨越管的做法，也應該核算散熱器的進流系數(shù)。

4.豎向壓力分區(qū)與“分環(huán)”出現(xiàn)的問題

國家規(guī)定，當建筑物的熱水采暖高度超過50m時，宜采用豎向分區(qū)，以減少散熱器和配件的壓力，保證采暖系統(tǒng)的運行安全。在現(xiàn)階段由于壓力過大而導致的散熱器滲漏是十分普遍的。散熱器滲漏不僅給建筑采暖設計帶來了損失而且還給居民的生活帶來不便。有些設計在熱源處設置分集水器，對高低環(huán)分別接出供回水管路，將“分環(huán)”當作豎向壓力分區(qū)，這是概念上的錯誤?！胺汁h(huán)”可能有利于水力平衡和調(diào)節(jié)，但不可能對高區(qū)和低區(qū)分別實施定壓，并不能克服低區(qū)所承受的較高靜水壓力。

5.散熱器選擇出現(xiàn)的問題

現(xiàn)在各行各業(yè)都存在著很大的競爭力，這使得散熱器在形式上種類上也是很眾多的，建筑設計師對于散熱器的性能也不是很了解，在應用的時候也會存在很大的差異性。材料在采暖設計中是重點。有的散熱器體型怪異，在建筑中不能合理的安置，影響采暖的效果，還有很多散熱器由于廠家的私心，產(chǎn)品的質(zhì)量存在很大的問題，如果這樣的散熱器應用到建筑中，那么所獲得的采暖效果我們不難想象得到。所以設計師在建筑采暖設計的時候一定要十分謹慎的選著散熱器，為自己的設計負責。

四、建筑采暖設計的有效措施

首先，在解決豎向壓力過大的問題，分環(huán)方式宜采用，可對水力進行調(diào)節(jié)達到平衡，但對高區(qū)的定壓效果較好，對低區(qū)的較高靜水壓力效果較差。豎向壓力分區(qū)的最好處理措施是從熱源上進行分區(qū)設置。不宜分設時，一般采用間接換熱的方法。間接換熱雖比較穩(wěn)妥，但換熱后二次水的溫度將有所降低，致使散熱器數(shù)量增加；其次，在選擇散熱器方面，散熱器的適當應用，要做到用其所長，避其所短。系統(tǒng)的運行、保養(yǎng)和水質(zhì)控制等環(huán)節(jié)水平的提高，要有一個漸進的過程，一種有生命力的產(chǎn)品，應該提高其適應客觀條件的性能，而不是對客觀條件的苛求；最后，采用質(zhì)量較好的手動兩通或三通調(diào)節(jié)閥實施分室溫度控制，可能更適合于投資條件受限和供暖不足的普遍實際情況。即使有條件采用恒溫閥時，也應該在弄清楚其水力特性基礎上，正確地加以應用。散熱器兩通恒溫閥的高阻水力特性，適合于雙管系統(tǒng)。

綜上所述，建筑采暖設計是極其重要的，它同人們的生活是密切相關的，同樣建筑采暖設計是十分復雜的，因為其涉及內(nèi)容十分豐富，設計中難免會出現(xiàn)各種問題，因此，設計人員要注意與建筑內(nèi)部水、電系統(tǒng)的銜接，根據(jù)工程需要的采暖標準，合理的選擇所需要的材料，散熱器和供暖管路等。要真正的保證建筑的擁有良好的采暖效果，對自己的的行業(yè)負責，對自己的作品負責，給群眾一個舒適的生活或工作環(huán)境。

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