高層住宅建筑室內(nèi)采暖設(shè)計的探究

張磊

摘要：隨著中國城市化建設(shè)，城市人口日漸增多，因此對高層住宅建筑的需求越來越大。本文就高層住宅建筑的室內(nèi)采暖設(shè)計展開詳細(xì)說明，從負(fù)荷 計算與系統(tǒng)構(gòu)建兩方面進(jìn)行介紹，討論在保證高層住宅建筑的室內(nèi)采暖需求時，符合科學(xué)設(shè)計準(zhǔn)則，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

關(guān)鍵詞：高層住宅建筑;室內(nèi)采暖;室內(nèi)設(shè)計

前言：

高層住宅建筑的室內(nèi)采暖設(shè)計需要結(jié)合具體情況進(jìn)行設(shè)計，需要考慮 實際建筑高度、平面布局等具體因素，因此需要對建筑負(fù)荷進(jìn)行精準(zhǔn)計算，還要選擇與之匹配的采暖系統(tǒng)，以解決高層住宅建筑保暖效率低、能源消 耗高等問題，符合高層住宅建筑的室內(nèi)采暖設(shè)計需求。

1 高層住宅室內(nèi)采暖設(shè)計的內(nèi)容

1.1 負(fù)荷計算

1.1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為冬季保溫需求最主要的保障設(shè)施，可以起到冬季保溫和夏季 隔熱的雙重功效。圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)需遵循我國《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié) 能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26-2018，《標(biāo)準(zhǔn)》中對不同建筑高度的形體系數(shù)、窗墻比及圍 護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能參數(shù)有明確的限值規(guī)定。高層建筑整體負(fù)荷較大，如想要達(dá) 到規(guī)定要求同時實現(xiàn)減小熱負(fù)荷，需對圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫材料選擇有更高要求。例 如，可選擇輕質(zhì)結(jié)構(gòu)與內(nèi)保溫、外保溫設(shè)計相融合的設(shè)計方案。在進(jìn)行方案設(shè) 計的過程中需要保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻值不小于冬季的保溫要求的最低熱阻 值。因此，在施工時相關(guān)部門需要詳細(xì)收集記錄數(shù)值并測算保溫材料的厚度，確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻符合標(biāo)準(zhǔn)，通過確認(rèn)圍護(hù)半徑大于最小半徑值，以達(dá)到保 證供暖與保暖效率、防止外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面結(jié)露結(jié)霜及圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部受潮等目的，切實提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)壽命，提升高層住宅建筑的耐久度[1]。

1.1.2 外窗傳熱

高層建筑的室外風(fēng)速會隨著建筑的高度逐步遞增，越高的樓層外有著 越強的風(fēng)速，因此，外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需要的對流換熱也隨著樓層的增加不 斷加大。對于高層住宅建筑來說，冬季的到來往往對采暖與保暖性有著更 高的要求，再加上居民中有著一大部分的老年人、兒童以及特殊人群，所 以對室內(nèi)環(huán)境的溫度有極高的需求，這時候就需要充分考慮高層住宅建筑 熱負(fù)荷的高度附加值。

1.1.3 冷風(fēng)滲透耗熱量的測算

精準(zhǔn)測算冷風(fēng)滲透耗熱量，需考慮風(fēng)壓、熱壓變化等因素。從以往建 筑數(shù)據(jù)測算結(jié)果來看，低層建筑需要根據(jù)室外的平均風(fēng)速來確定冷風(fēng)的實 際滲入量，一般來說不需要考慮風(fēng)壓情況，但隨著高層建筑的數(shù)量逐漸增 多，樓層數(shù)也越來越高，風(fēng)壓也會隨之加大，同時室外與室內(nèi)溫差會形成 一定的熱壓，熱壓對高層住宅建筑的影響也會隨著高度增加而越來越明顯，因此，高層住宅建筑的設(shè)計與建筑需要對冷風(fēng)滲透耗熱量進(jìn)行綜合考量，將熱壓與風(fēng)壓對高層建筑帶來的影響考慮進(jìn)去，保證室內(nèi)采暖效果。

1.2 系統(tǒng)的構(gòu)建

對于高層住宅建筑的室內(nèi)采暖來說，采暖系統(tǒng)的選擇也是設(shè)計中十分 重要 的一個環(huán)節(jié)。根據(jù) 《民用 建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》 GB50736-2012，建筑的采暖系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計工作時都需要滿足當(dāng)高層建筑 的總高度大于 50 米時，首先考慮豎向分區(qū)供熱;對于使用垂直單管采暖系 統(tǒng)的高層建筑，系統(tǒng)負(fù)擔(dān)建筑層數(shù)不多于 12 層。另需注意的是，熱水采暖 系統(tǒng)在高層建筑中會有較大靜水壓力，所以當(dāng)熱水采暖系統(tǒng)與室外熱網(wǎng)相 連時，需要將水壓問題進(jìn)行規(guī)劃處理，根據(jù)相應(yīng)建筑的末端形式與采暖外 網(wǎng)的供水壓力，結(jié)合實際數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)形式的選擇的構(gòu)建[2]。

1.2.1 外網(wǎng)系統(tǒng)的常見選擇

對于已具備一定承壓能力的老舊高層的改造與更新，需在改建時重點 注意超出可承受壓力的部分。由于原本的外網(wǎng)系統(tǒng)多為單一壓力供熱，需采取豎向分區(qū)的方法，在原本單體住宅樓的設(shè)備基礎(chǔ)上設(shè)置采暖增壓設(shè)備，保證高層建筑的采暖穩(wěn)定性與安全性。

對于新建或改建區(qū)域高層的熱源，相關(guān)建筑部門可以設(shè)置低壓與高壓 兩套不同的外網(wǎng)系統(tǒng)，在換熱站內(nèi)設(shè)置低壓循環(huán)泵與高壓循環(huán)泵，將高層 建筑分為低區(qū)與高區(qū)，處于低區(qū)的住戶采用低壓外網(wǎng)系統(tǒng)，處于高區(qū)住戶 則采用高壓的外網(wǎng)系統(tǒng)，將兩套系統(tǒng)組合使用，不僅不會互相影響采暖效 果，還會形成穩(wěn)定的采暖系統(tǒng)，減少出現(xiàn)采暖系統(tǒng)豎向垂直失調(diào)的問題。兩套系統(tǒng)共同運行在保證高層住宅建筑采暖安全性與穩(wěn)定性的同時，也會 帶來更大的資金投入，因此需要根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。想要減少外網(wǎng)與 換熱站的資金投入，可以選擇保留一套低壓系統(tǒng)管線的外網(wǎng)建設(shè)模式，鍋 爐房中設(shè)置一組涵蓋低區(qū)樓層的循環(huán)泵，在單體的高層建筑中設(shè)置采暖增 壓設(shè)備，用來為高區(qū)樓層提供采暖，以此來保證高樓層住戶的采暖效果。這種系統(tǒng)具有投資較低，節(jié)省財力與人力的特點，但是會容易出現(xiàn)高層住 戶與低層住戶垂直不調(diào)的采暖問題。由此可見，高層住宅建筑的外網(wǎng)建設(shè) 需要結(jié)合多方條件進(jìn)行共同考量，最終設(shè)計出全面穩(wěn)定的采暖系統(tǒng)建設(shè)方 案，保證住戶應(yīng)有的權(quán)益。

1.2.2 室內(nèi)采暖系統(tǒng)的常見選擇

傳統(tǒng)的高層住宅建筑在建設(shè)過程中往往會選擇承壓能力更強的散熱 器，比如鑄鐵高壓散熱器、鋼制散熱器等，隨著越來越多地區(qū)地輻射采暖 的普及，在高層住宅建筑中也逐漸被應(yīng)用。現(xiàn)實設(shè)計中多采用雙管下供下 回式采暖系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在一般的高層公共建筑中也同樣適用。垂直雙管 并聯(lián)采暖系統(tǒng)采用垂直方向分區(qū)，在高層數(shù)與低層數(shù)中有獨立的供水回水 系統(tǒng)，各個區(qū)域的供水回水水管需要與外網(wǎng)進(jìn)行連接，垂直雙管并聯(lián)系統(tǒng) 一般需要設(shè)立豎井，供回水總管設(shè)立在豎井中，在進(jìn)行系統(tǒng)鋪設(shè)時需要設(shè) 置相應(yīng)設(shè)備層，讓檢修管道工作更加便捷。

2 高層住宅室內(nèi)采暖失調(diào)的解決方法

對于高層住宅室內(nèi)采暖的失調(diào)問題分為兩種情況，分別是水平失調(diào)和 垂直失調(diào)。想要減少水平失調(diào)發(fā)生的情況，就需要室內(nèi)與室外系統(tǒng)采取同 程設(shè)計。在實際的采暖方案中常常出現(xiàn)忽略單個住戶室內(nèi)的同程設(shè)計，這 就會導(dǎo)致在熱量變化時采暖失調(diào)，因此在進(jìn)行高層住宅采暖系統(tǒng)的設(shè)計時 要重點注意這一問題，能夠有效減少供暖不均問題的發(fā)生，從而降低了采 暖水平失調(diào)發(fā)生的概率。垂直失調(diào)常常發(fā)生在單一壓力外網(wǎng)或是在高層建 筑的內(nèi)部設(shè)置了采暖增壓設(shè)備時，想要解決采暖垂直失調(diào)的問題，就要重 點關(guān)注外網(wǎng)系統(tǒng)的形式，同時保證外網(wǎng)壓力的穩(wěn)定，在選擇采暖增壓設(shè)備 時要格外注重產(chǎn)品質(zhì)量，保證高層住宅建筑的垂直采暖的均衡。

結(jié)論：

綜上所述，高層住宅建筑的室內(nèi)采暖系統(tǒng)需要根據(jù)建筑的相應(yīng)情況進(jìn) 行設(shè)計，一個優(yōu)秀的設(shè)計需要保證每一戶居民的采暖穩(wěn)定，因此要合理進(jìn) 行采暖系統(tǒng)的選擇，讓高層的采暖結(jié)構(gòu)具有承壓高、保暖性強等特點，科 學(xué)利用建筑學(xué)知識與原理，采取合適的建筑結(jié)構(gòu)與建筑方法，保證高層住 宅建筑的室內(nèi)采暖效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮宇.淺談高層建筑采暖設(shè)計與外網(wǎng)的連接[J].城市建設(shè)理論研究（電 子版），2020（16）：96.

[2]賴景瑤.高層住宅暖通設(shè)計中的問題及改進(jìn)研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（09）：66.