小高层建筑采暖设计

摘要：本小高层是一栋高十一层的住宅，塔式结构，一梯六户，总建筑面积约7000m2，十一层小高层平均高度为30.8米。文章介绍了该小高层的室内外采暖设计。
　　关键字：小高层、热负荷、散热器、分户计量、节能
　　前言：
　　该小高层是济南西部一个由十四栋十一层高的小高层组成的小高层住宅群中的一栋。该小高层住宅群地势较平坦，总建筑面积20万m2，总住户1200户。该小高层地下一层为储藏室，地上一层至十一层均为住宅。
　　1、室内采暖设计
　　1．1热负荷计算
　　该小高层供暖室外计算温度为-7℃，室内计算温度：卧室、起居室、餐厅20℃，卫生间25℃。各房间的设计热负荷包括：
　　（1）围护结构耗热量，包括基本耗热量和附加耗热量
　　Q1=aFK(tn-twn)
　　式中Q1、F、K、a、tn、twn分别表示围护结构的基本耗热量（W）、面积（m2）、传热系数[W/（m2.K）]、温差修正系数及室内空气计算温度、室外供暖计算温度。
　　围护结构附加耗热量，包括朝向附加、风力附加、高度附加，各项附加应按其占基本耗热量的百分比确定。
　　（2）冷风渗透耗热量，指由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量
　　Q2=0.28cpρwnLln(tn-twn)
　　式中Q2表示由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量（W），cp表示空气的气压比热容cp=1KJ/(Kg.℃)，ρwn表示采暖室外计算温度下的空气密度，Kg/m3，L表示每米门窗缝隙的基准渗风量m3/h.m，l表示门窗缝隙的计算长度（m），n表示渗透空气量的朝向修正系数，tn、twn与上同。
　　（3）外门开启冲入冷风耗热量Q3（W）
　　在计算过程中需要注意以下几点：
　　（1）为使用户能够根据不同使用时间对室温的不同要求，来调节自己居住套内的温度，从而达到整个冬季节约能源的目的，采用了分户计量，在户内系统中使用了温控阀，因此在相应的设计标准基础上提高2℃，但仅作为设计时温度计算参数，不加到总热负荷中。
　　（2）对于相邻房间温差大于或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼板的传热量。由于使用了分户计量和分室控温，当相邻住户房间使用情况不同时，如邻室无人居住或间歇采暖等，由楼板、隔墙形成的传热量会加大负荷，对这种情况，按常规计算的热负荷再乘以一个适当的系数来考虑该部分传热问题。
　　一般户内传热按50~70%（顶层70~80%）的概率计算记间内围护结构的传热，同时户间供热量不应超过房间常规热负荷的80%，超出部分不再计入。
　　（3）由于底层有地下室楼板，顶层有屋顶，所以底层、顶层热负荷比二至十层要大。二至十层的热负荷：高层建筑在计算冷风渗透耗热量时，由于建筑物高度增加，要考虑热压和风压的综合作用；在考虑了风压和热压的综合作用后，其冷风渗透耗热量是随着楼层增加，其耗热量由小到大，但其量较小，通常忽略不计，因此就当二层至十层各层的耗热量是一样的。
　　1．2各房间散热器片数确定
　　先确定散热面积F（m2）：（先假定β1=1）
　　F=Qβ1β2β3/K(tpj-tn)
　　式中Q：散热器的散热量（W），K：散热器的传热系数[W/（m2.K）]，tpj：散热器内热媒平均温度，tn：供暖室内计算温度，β1、β2、β3：散热器组装片数、连接形式、安装形式修正系数。
　　再根据每片散热器的散热面积f(m2/片)，求出散热器片数，再乘以修正系数β1，即得到最后各房间散热器片数。
　　1．3水力计算
　　建筑物的热水采暖系统高度没有超过50m时，不用采取竖向分区。
　　户内采暖系统为下供下回水平双管同程式系统，水力计算与常规计算方法一样，所不同的是增加了热量表和温控阀的阻力。其立管所带的并联环路由传统的一组散热器变成了一个单独的户内采暖系统。
　　本系统采用双管系统，各层的支管在户内是同程式，但双立管所带的各并联环路是异程式。
　　先选择最不利环路，确定其管径、压力损失。再用同样的方法依次计算各并联环路的管径、压力损失，求各并联环路的压力损失不平衡率，双管同程式，允许差值15%，双管异程式，允许差值25%。
　　双立管位于管道井内，采用热镀锌钢管，丝扣连接；户内埋于垫层内的采用PB管，外径不大于De25，因无坡度敷设，流速不得小于0.25m/s，埋在垫层内的塑料管不得有接头。
　　各居民用户设置户用热表，锁闭阀，水过滤器等，并且一户一表。每户的户用入口设泄水装置，泄水管引至下一层管井内，以便维修或装修时，将户内水平管道泄空。但管井内不宜做垫层，否则三通接头在垫层内。
　　埋地管道穿卫生间时，通常采用不穿防水层的做法：采暖干管不进入卫生间，接散热器的支管埋入卫生间侧墙（非承重墙），并上翻至防水卷边上部（一般为30cm）进入卫生间，一进入卫生间就接散热器，保证不影响高点放气。而卫生间散热器要高于地面30cm安装，只要散热器布置时注意与其它洁具协调即可。
　　采暖热力入口设置热量表及各种阀门、压力表、温度计、水过滤器及平衡阀等装置，其中热量表注明额定流量以便订货。
　　2、室外采暖设计
　　该小高层住宅群采取节能措施，居住区综合采暖热指标取50w/m2，所以该住宅群总热
　　负荷为Q=50*20万m2=10MW
　　2．1确定循环水泵流量、扬程
　　根据流量计算公式G=0.86Q/△t，其流量G=344t/h；
　　通过水力计算，其室外管网与末端用户的阻力之和为26m。
　　2．2补水泵的流量、扬程
　　一般来说，补水量按循环水量的5%选取，所以流量G=344*5%=17.2t/h；
　　扬程H=Hb+Hs-h
　　Hb：静水压力，按层高2.8m，并留3m的富裕压力Hb=2.8*11+3=33.8m
　　Hs：水泵进出口压力损失取0.5m水柱
　　h：补水箱与补水泵的高差取2m
　　H=33.8+0.5-2=32.3m
　　采外采暖管DN200及以下采用无缝钢管，大于DN200采用电焊缝螺旋钢管，均采用聚氨酯保温，外用高密度聚乙烯保护壳。
　　以上是就目前济南市普遍采取了节能措施、以单元式住宅为主、实行按户计热的小高层进行的供暖热负荷计算，分户系统设计及水力计算，循环水泵、补水泵的选型等的综合论述，不当之处，望指正。
　　参考文献：
　　《民用建筑热工设计规范》GB501796-93
　　《民用建筑节能设计标准》GBJ14-s2-98
　　《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
　　《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》DBJ01-605-2000