集中供暖设计的几点思考

集中供暖设计的几点思考

集中供暖区域的划分随着人们生活水平的提高，人们越来越重视人们的舒适度，忽视了集中供暖地区的划分，中部、南方的省份也开始了集中供暖工程。结合住宅供暖设计的经验，本文分析和讨论了设计中存在的问题，并介绍了北方城市的具体要求和专业合作要点，以便南方供暖人员参考和借鉴。1供暖系统方案1.1分户独立循环双管系统1.1.1采暖系统的确认:散热器供暖系统或热水地面辐射供暖系统。1.1.2住宅建筑室内供暖系统的制式宜采用垂直双管系统或共用立管的分户独立循环双管系统,也可采用垂直单管跨越式系统。如双管上供下回式,双管中分式、双管下供下回、单管上供下回式等,应优先采用双管下供下回方式。立管宜置于临近楼梯间或户外公共空间的采暖管井内,每对共用立管连接各层的户内系统。1.2采暖系统分区a)供暖系统最低点的工作压力,应根据散热器的承受能力、管材及管件的特性提高工作压力的成本等因素综合考虑后确定,并应符合下列规定:①建筑物的供暖系统,高度超过50m时,宜竖向分区设置;②采用金属管道的散热器供暖系统,工作压力不应大于1.0MPa;③采用热塑性塑料管的散热器供暖系统,工作压力不应大于0.6MPa;④热水地面辐射供暖系统,工作压力不应大于0.8MPa。b)系统分区时,每组共用立管连接的用户数不应过多,一般不宜超过40户;一根公共立管负担的户内系统不宜过多,每层连接户数不宜大于3户。以一栋高度96m的32层高层住宅建筑为例,当每层只有两户时,可分高、低两区即可;当每层有三户时,需分高、中、低三区。共同立管的水平环路所供的层数因水力平衡和散热器承压原因分段,一般不超过16层(或50m)。c)公共立管设置于管道井、楼梯间或户外公共空间管道井内,各分户入口装置安装在管道井内,并具备检验及检修条件。d)当一层大于四户时,每层要设二个(或以上)水暖井。南方设计院的建筑专业设计人员,常常忽略供暖竖井的设置,在建筑方案设计阶段要特别提请他们重视。1.3加热热媒温度1.3.1供热水温度分布采用市政供水时,需由业主提供当地市政热网供回水温度,各地均有不同;例如河南新乡市政供回水温度为120℃/70℃,青岛即墨市市政供回水温度为60℃/42℃,青岛李沧区市政供回水温度为130℃/95℃。实际运行供回水温度均会出现不同程度的降低。1.3.2供热温度一般根据热舒适度要求、系统运行的安全性和经济性等原则,供水温度不超过85℃,可确保热媒在常压条件下不发生汽化;适当降低热媒温度,有利于提高舒适度。1.3.3热水作为热媒一般在供暖时计采用散热器供暖时,“民用建筑供暖通风与空气调节设计规范”GB50736-2012中,第5.3.1条规定“散热器供暖系统应采用热水作为热媒;散热器集中供暖系统宜按75℃/50℃连续供暖设计,且供水温度不宜大于85℃,供回水温差不宜小于20℃”;这与以前计算时经常采用95℃/70℃有区别。另外,热媒平均温度每降低10℃,为保证同样的散热量,散热器数量约需增加20%。采用热水地面辐射供暖时,一般经常采用50℃/40℃;供水温度不应大于60℃,供回水温差不宜大于10℃。1.4换热站换热站我们设计过的项目所在各个省(直辖市),换热站一般由当地热力公司负责设计。在方案阶段,应配合建筑专业找好换热站位置,并报请当地热力公司认可。2供暖系统设计2.1热力入口采用整体式热量表2.1.1建筑物热力入口总热量表的额定流量按系统设计流量80%选用,户用热量表的额定流量按系统设计计算流量选用,不可根据热量表的公称口径来选择热量表。2.1.2建筑热力入口宜采用内置电池的整体式热量表。分户热计量供暖系统和设置恒温阀的供暖系统,应按变水量系统进行设计,其热力入口中设置压差或流量自动调节装置,宜采用自力式压差控制阀(很多热力公司会明确要求)。2.1.3热力入口装置的设置位置a)不应设置于地沟内;b)设置专用小室,尺寸约4000*1000*2000(H),见(图3);c)利用楼梯间下部空间放置,见(图4、5)。2.2内部供暖设计2.2.1双管式水平串联单管嵌入式系统图2a)布置在本层顶板下,采用上分双管式系统。(管道暴露在室内,影响美观,住宅建筑已淘汰此种布置方式,改造项目中仍有应用。)b)布置在本层地面上或镶嵌在踢脚板内,采用下分双管式或水平串联单管跨越式系统。(管道明装或装修受限,较少采用,改造项目中仍有应用。)c)布置在本层楼板垫层内,采用下分双管式、水平串联单管跨越式或放射双管式系统。(目前住宅建筑户内采暖一般采用此方式,需在结构板上做50～60mm垫层。)2.2.2单管开放式ba)水平串联单管跨越式:户内散热器为跨越式串联,系统阻力大,适用于面积小的户型。户型面积70m2以下的,一般选择内径15的单管跨越式系统;户型面积70～130m2的,一般选择内径20的单管跨越式系统;户型面积超过130m2的,可将系统分为两个或多个单管跨越式系统(避免垫层厚度加大,造成层高降低和增加投资。)b)下分双管同程式:户内散热器为并联形式,系统阻力小,适用于面积大的户型.户型面积超过130m2的,可选择内径20的双管同程式系统。(青岛热力公司,明确要求采用此方式,不允许采用水平串联单管跨越式)c)双管放射式:从一个分水器分出若干供回水管与各房间散热器连接;系统阻力小,通过分水器上阀门控制各房间水流量,适用于各种面积的户型。(天津在“天津市集中供热住宅计量供热设计规程”明确要求采用此方式)。2.2.3家庭管道埋地的传统做法如下管道一般沿墙边布置,便于设置沟槽及以后检修,穿越剪力墙时设置套管穿越;管道相交时,设过桥(扁圆管)上翻或下翻绕过。2.2.4供热支管及阀口设置a)分、集水器:分集水器所带分支环路不宜超过8组;同一分集水器所带各加热管分支管路长度应接近,不宜超过120m;集分水器断面流速不宜大于0.8m/s,加热管中流速不小于0.25m/s。b)供水支管上应设阀门及过滤器,回水支管上应设阀门。分、集水器上应设排气阀。为了防止管道系统冲洗时脏水进入加热盘,在分水器的进水管与集水器的出水管之间应设置旁通管并配置阀门;如果在下供下回式供暖系统的供回水公用立管的顶部设置带阀的旁通管,则在分、集水器的进、出水管间可不再设旁通管。c)单位地板面积的有效散热量与加热管材质、地面材料、供回水温度、管间距和室内设计温度等因素有关,应注意设计参数与实际管材、面层、水温等的一致性。2.3供暖热负荷的确定2.3.1在相同条件下,热水地面辐射供暖时壁面温度比对流采暖时高,减少了墙壁对人体的冷辐射,而人对室内热环境的感受常以实感温度来衡量,实感温度可比室内环境温度高2～3℃,因此在保持相同舒适感的情况下,热水地面辐射供暖室内空气温度可比对流供暖时低2～3℃。在计算供暖负荷时,室内计算温度的取值应比传统对流供暖系统的室内计算温度低2℃或取对流供暖热负荷的0.9～0.95。2.3.2供暖设计时应进行户间传热计算;但户间传热负荷不能并入采暖总负荷。户间传热的取值应进行具体分析来确认。2.3.3考虑家具覆盖造成的散热量折减修正系数,见表13在设计供暖时，应考虑以下几点3.1供暖立管控制3.1.1住宅厨房一般均需设置供暖(有些大地产公司的设计任务书会明确要求需设置供暖设施)。采用散热器供暖时,也可把厨房的热负荷附加到餐厅(相邻房间)散热器上,但不推荐使用(审图有时通不过)。3.1.2卫生间采暖方式:当户内采用低温地板辐射供暖时,卫生间优先考虑地板供暖,经过计算后确实不能满足设计要求时,卫生间采用散热器供暖(集分水器单独一路),加大散热器片数。或者可以采用另辅助供暖器(浴霸)的做法。3.1.3严寒地区封闭阳台均设供暖,确保不冻坏阳台洗衣机水管,其余地区封闭阳台可不设采暖。3.1.4一、二层为商铺的住宅楼,商铺需设置供暖时,可立管分支一路或设置独立的系统(从二次室外热网接入),最好设置独立的系统。主要是考虑到:从立管接入,商铺与住宅阻力不好平衡;再者,一般住宅跟商铺收费不同,虽都按面积收费,但有的地区采取多退少补政策,与商铺收费不好区分,管理较不便。3.1.5供暖立管波纹补偿器的设置:紧靠固定支架旁设置,然后紧接两个导向支架,距离分别4D、14D,主要目的以防止其轴向失稳。无论是架空还是直埋地沟,只要做好导向结构控制,波纹补偿器可以设置在两固定支架间的任一位置。3.1.6供暖热负荷指标(基本热负荷,不包括户间传热和考虑热源情况等因素的附加散热量)的限值:每个地区略有差别,山东省标《居住建筑节能设计标准》DBJ10321-2006第4.1.6条规定:除低层住宅外,普通住宅的供暖设计热负荷指标不宜超过32W/m2。河南省标《河南省居住建筑节能设计标准》(寒冷地区)DBJ41/062-2005第3.0.7条规定:供暖设计热负荷指标宜按30～37W/m2选取。(注:对于连续式供暖,供暖设计热负荷指标取下限值;对于间歇性供暖方式,供暖设计热负荷指标取上限值。)3.1.7供暖管道因排水和带走夹带空气原因,应设一定坡度,供水上坡,回水下坡,坡度≥0.3%,最小不应小于0.2%,无条件时,其管内流速应≥0.25m/s。连接散热器支管的坡度≥1%,散热器上进下出时,供回水管沿水流方向下坡,散热器下进上出连接时,供回水沿水流方向上坡。3.1.8热水管道穿越人防区域时,走覆土层,不进人防区域。3.1.9屋顶水箱间需设散热器,供暖支路应设热计量。3.1.10住宅封闭阳台一般不需要设置采暖设施,此时墙体外保温做在封闭阳台与客厅(或卧室)之间的隔墙上;个别地产公司要求封闭阳台设置供暖设施,则墙体外保温做在外墙上。3.2供热管线的选用在做不同地区采暖设计时,经常会碰到当地一些特殊规定,故设计人员在设计时需搜集该地区供暖相关规定;以下为笔者在设计不同地区供暖时,碰到的一些特殊规定。3.2.1天津市“津政热办53号”a)关于散热器要求“散热器必须选用非铸铁散热器,严禁选用钢制及钢制及钢制串片散热器,可选用铜管铝翼和带防腐的铝合金的散热器。”b)关于供暖管材使用要求“建筑物内共同用立管严禁使用冷镀锌钢管及各种黑发管,用于户内供暖系统的供、回水管道,一律使用塑料管材,如:交联铝塑复合管(XPAP),三型共聚丙烯管(PP-R),其中PP-R管的生产原料一律要求使用进口原料,管使用温度应满足采暖设计温度要求。”c)三通锁闭调节必须选用同时具有锁闭和调节两种功能的合格产品。3.2.2天津在2007.12出了“天津市集中供热住宅计量供热设计规程”修编版,提供了一些新的做法。如:户型采暖管从管井出来应先经公共空间再进室内;计算书中应含设置补偿器计算。3.2.3青岛热力公司规定a)室内系统不允许采用单管跨越式系统,必须采用双管同程式系统。b)管道井及地沟内和非采暖房间管道采用聚氨酯发泡保温管。c)每个单元入口处的立管上应设有自力式压差平衡阀。4协助相关专业人员的注册4.1热力入口装置的设置,以及在换热站和重新设置时,建筑统一并a)供暖管井位置、个数及尺寸,是否与水专业共用竖井;b)集分水器的设置:明装或暗装,需跟建筑配合洞口大小及位置;c)热力入口装置的设置:设置专用小室或利用楼梯间下部空间放置(应注意方便室外热力管网的引人;d)换热站位置的确认:除了建筑专业和业主确认外,应尽早通告当地热力公司并获得他们的认可;e)采用上供下回系统时,注意配合顶层窗与梁底的距离。4.2浇注竖井楼板a)穿剪力墙设钢套管;b)供暖竖井四周预留钢筋,待管道施工完毕后浇注竖井楼板;c)采用低温地板辐射供暖时,楼面降板100～130mm,应考虑各种埋管形式垫层的不同荷载。4.3给药a)采暖竖井内需设地漏,当与给排水专业共用管井