建筑采暖设计常见问题探讨论文

发布时间：2022-10-05 10:08 热度：

曹丹凤¹ 张士谦²
摘 要：设计是工程的灵魂。采暖设计对于建筑工程建设，尤其是暖通工程的实施具有重要的指导意义。笔者根据多年设计工作的经验，对建筑采暖设计中的一些问题进行了探讨，提出了一些合理性建议。
关键词：水暖 地暖 采暖设计
采暖设计是否合理优选，是一个工程的采暖设施功能能否正常高效运行的重要因素。而设计的依据是建设单位提出的设计要求、市政资料，结合水暖设计规范以及地方环保条例，在此基础上要求设计人员优化设计方案，充分应用新技术、新材料、新设备使建筑水暖设计各环节更合理、客观、经济、科学，更好地为社会发展及人们日常生活服务。
一、水暖设计常见问题
水暖工程系统较多，涉及的工序繁杂。水暖工程的施工，几乎触及到建筑物的每一个角落，众多的管道安装在墙壁、管井和吊顶内，如果工程在设计中疏忽大意，不但会影响后来的装修工程，甚至会在工程交付使用后，造成建筑物的“跑、冒、漏、滴”现象，影响整个工程的质量。因此，对于水暖设计中容易出错的部分要慎之再慎。
（一）入口入户装置问题
采暖通风与空气调节设计规范（以下简称设计规范）中明确规定，热水采暖系统，热力入口的供回水总管上除了设置必要的温度计、压力表及除污器之外，必要时还应装热量计。而我们的设计人员在做水暖设计时，对于入口装置总是不甚重视，在做图纸时，甚至遗漏标注入口装置所采用的标准图集号，以至于审图部门常常提出质疑。因此，设计人员在施工图中，除要说明遵循上述规定外还应特别强调两点：一是热力入口的供水管上最好设置两级过滤器，一级宜为3mm孔径的粗过滤器，二级宜为60目的精过滤器，回水管上宜设置滤网规格不小于60目的过滤器；二是在入户前的供回水支管上加装泄水旋塞。
（二）布置方式问题
现在人们为了居室采光，偏好弧形窗和大面积的落地窗，以至于散热器被“挤”到内墙两侧，这显然是不科学的。如今建筑设计墙体节能50％以上，房间的冷负荷恰恰是从大面积的落地窗而来，侧墙的散热器不能有效阻止冷空气的侵入，不但影响了采暖效果，而且还要增加散热器数量，这就影响了住户家具的摆放，使使用面积减少。因此，这里建议选用低矮的美观的散热器，设在落地窗下方，这样既保证了采暖效果，窗体不易上霜，散热器数量少、造价低，又方便了住户家具布置。还有就是卫生间散热器管道安装通常要穿越防水层，有一定后患。这里建议将散热器安装在坐便的后上方，散热器管道在卫生间外提高至700～800mm后进入卫生间，这样既不破坏防水层，又方便了洁具的布置，同时采暖管道与自来水管道也不交叉。
（三）热媒设计温度
舒适性、安全性和经济性是热媒设计温度运行的三大要求。供水温度不超过95℃，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，但要相应增加散热器数量，所以一般经常采用95/70℃。许多采暖系统的设计计算资料，也按此条件编制。当然，热媒设计温度也要符合热源条件的可能性和考虑其它因素。以95/70℃为比较基础，热媒平均温度每降低10℃，散热器数量约增加20％。当实际运行水温远低于热媒没计温度时，也可达到设计室温，原因是由于实际配置的散热面积，均不同程度地偏大于理论所需散热面积。根据理论推导和实际工程运行验证，对于设计水温95/70℃的系统，当散热面积偏大不同的数值时，运行水温情况变化见下图。由于设计保守等各种因素，一般系统的散热面积均会偏大30％以上。
（四）热计量收费问题
“热”作为一种商品，由居民家庭直接交采暖热费，把居住建筑分户计量，这是当前采暖收费制度的改革的内容。这就要求必须转变采暖设计方法。同时，也给热负荷的计算带来了观念性的挑战。
与水、电、煤气等的计量收费不同，热计量收费有其特殊性，单靠热表读值确定各户的热费本身就欠合理。这是因为：相同户型和相同建筑面积的单元，由于在住宅楼内所处的楼层与位置不同时，其外围护结构情况及其面积不同，耗热量将有明显差异。那些处于顶层、底层、建筑物端头或朝向差的采暖不利户，较其他外围护结构较少、朝向好、阳光足的采暖有利户，要消耗更多的热量室内才能维持相同的采暖设计温度。单就热计量仪表读值来决定费用，那些处于采暖不利条件的住户比处于采暖有利条件的某住户的采暖费用可能要高出一倍左右。所以，各用户的热费应该由两部分构成。即：CTi=CBi+CMi。式中：
CTi——某户的年度采暖费，元/年；
CBi——与该户建筑面积相关的基本费，元/年；
CMi——按热表读值确定的有热费，元/年；
从理论上讲，供热站全部用户所交纳的总热费，应能补偿供热站所有运营成本并有一定的利润，具体测算方法和测算因素应借鉴国外成熟的经验，结合我国各地经济、资源、环境、节能措施、管理水平、居民收入状况等因素进一步探讨。总之，按热量计量收费的前提条件就是用户可以灵活的调节室内温度，这就需要了解室内系统水力和热力工况的相互关系。新建筑住宅应采用设户型热表的室内双管系统。这样可以一次到位做到每户按热量收费。双管系统安装了温控阀，加大了系统的水力稳定性。而在单管系统中，应选用流通能力大的恒温阀，提高立管的设计压差和不要对恒温阀作过低调节。
二、地暖设计常见问题
（一）施工图纸设计问题
施工图纸设计是地暖采暖设计的一个至关重要的环节。第一，应根据系统计算得出相关参数：如地面饰层的材料热阻、热源的供水情况、室内设计温度、有效散热面积，来确定加热管的间距；第二，要根据房屋的结构分布和分水器位置，确定管路的最佳走向，绘制地热盘管图，地热管线长度一般不宜超过100m，最长不可超过120m。设计力求分室控制；第三，要熟悉和了解各种材料的性能与特点，努力作到设计与施工相结合，减少具体施工的难度，指导施工，利于施工。
（二）热负荷的确定
地板辐射供暖系统是以地板内盘管经地面向室内散热，由于受到地板装饰层厚度、材料以及地面上布置的一些家具的影响，提高了传热热阻，大大降低了盘管的散热量，在确定热负荷时要适当考虑这些因素的影响。另一方面，由于地板辐射供暖是在辐射强度和温度的双重作用下对房间进行供暖，形成较合理的室内温度场分布和热辐射作用，可有2~3 ℃的等效热舒适度效应，因此供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2 ℃，或取常规对流式供暖方式计算供暖热负荷的 90%~95%。另外，对于采用集中供暖分户热计量或采用分户独立热源的住宅，应考虑间歇供暖、户间建筑热工条件和户间传热等因素，房间的热负荷计算应增加一定的附加量。因此，在设计计算热负荷时应对以上问题综合加以考虑，确定符合工程实际的建筑热负荷。
（三）地暖主管道的设计问题
地暖主管道设计有两种计算方法：一种由采暖热负荷、供回水温差决定；另一种应满足地暖盘管最小水流速要求。应取二者中大值。以建筑面积100㎡的住宅为例：
采暖热指标取60W/㎡，
采暖负荷：100*60=6000W=6kW
水流量：（6*0.86）/10=0.516m3/h
单路地暖盘管要求最小水流量：
管材PERT De20*2.0
水流速：取0.26m/s (《地面辐射供暖技术规程》中要求不小于0.25 m/s。)
G最小=3.14*［（0.02-0.004）/2］2*0.26*3600=0.19m3/h
即单路地暖盘管要求最小水流量为0.19m3/h。
若该住宅设计为5分支，
则入户最小总流量为0.19*5=0.95m3/h。
通过以上计算，我们设计时如以采暖负荷及供回水温差为依据核定的水流量，会造成工程系统中经常存气造成不热，纠其原因，是由于流量不足造成气塞破坏系统循环所致。因此设计流量一定要满足地暖盘管最小水流速要求，以免系统积气影响供暖效果。当设计流量有所限制时，应相应调整户内分支数。
三、论文结语
总之，采暖失效的很多问题均来源于设计理念的错误或模糊认识。随着人们生活水平的逐步提高，居民供暖事业取得不断的发展，人们对供暖的要求也越来越高。发现采暖设计常见问题，并结合实践加以指导，对于暖通工程有着重要的意义。

参考文献：
1.《供热计量技术规程》，(JGJ173-2009)
2.《地面辐射供暖技术规程》，(JGJ142-2004)
3. 肖定高：《结合规范谈暖通设计中的存在问题与对策》，《四川建材》，2009年第1期。
4. 江沙：《低温热水地板辐射采暖设计中的几个问题》，《煤炭工程》，2004年第2期。
5. 代君、吴廷明：《热水采暖设计中供回水温度的选定》，《低温建筑技术》，1999年第2期。