集中供熱住宅分戶熱計(jì)量系統(tǒng)

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　一、供暖負(fù)荷計(jì)算

　　《設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》在供暖負(fù)荷計(jì)算方面與過(guò)去傳統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算相比，最主要的區(qū)別在于要按6℃溫差計(jì)算戶間傳熱量。其目的是為了實(shí)施分戶熱計(jì)量后，鄰戶可能實(shí)施間歇供暖，大幅度自主調(diào)節(jié)供暖負(fù)荷，從而產(chǎn)生戶間傳熱對(duì)用戶的供暖影響?！对O(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》還規(guī)定，戶間傳熱負(fù)荷不計(jì)入外網(wǎng)供暖總負(fù)荷中，只計(jì)入戶內(nèi)供暖總負(fù)荷，且不宜大于基本供暖負(fù)荷的80%。

　　1.戶間傳熱量的確定

　　目前，暖通界一些同仁對(duì)于按6℃溫差計(jì)算戶間傳熱，持不同的看法。認(rèn)為在同一建筑內(nèi)，處于不同位置的未供暖住戶與其相鄰的供暖住戶之間的溫差是不同的。筆者通過(guò)實(shí)際工程設(shè)計(jì)計(jì)算同樣發(fā)現(xiàn)，當(dāng)處于東西邊單元頂層的最不利住戶不供暖，而與其相鄰的其他住戶都供暖時(shí)，戶間溫差遠(yuǎn)>6℃（約為11℃左右）。而相同戶型處于中間單元中間層時(shí)，戶間溫差6℃的不利戶型，可采取將戶內(nèi)溫控閥的鎖針控制在12℃-14℃，通過(guò)戶內(nèi)散熱器散熱及溫控閥調(diào)節(jié)來(lái)補(bǔ)充此部分熱量并隨室外溫度的變化進(jìn)行熱量調(diào)整。而在熱計(jì)量收費(fèi)時(shí)，應(yīng)根據(jù)戶型的位置及朝向具體測(cè)算，從而對(duì)用戶實(shí)際的用熱量進(jìn)行適當(dāng)修正。這樣，較能體現(xiàn)按熱收費(fèi)的合理性及公正性。

　　2.內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻對(duì)戶間傳熱的影響

　　熱作為一種商品已開(kāi)始走千家萬(wàn)戶。而它所具有的熱傳遞的特性使得戶間傳熱越來(lái)越受到關(guān)注。要使分戶計(jì)量按熱收費(fèi)更趨于合理、公正，就應(yīng)盡量減少戶間的熱干擾。

　　文獻(xiàn)[1]式（3）中不難得出，欲減少戶間傳熱量，就應(yīng)在提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻的同時(shí)，適當(dāng)提高戶間墻及樓板的隔熱性能。由于戶間維護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能的改善只能減少戶內(nèi)供暖設(shè)備，并不能降低整個(gè)建筑的能耗，因此，根據(jù)目前國(guó)力，住宅設(shè)計(jì)仍較注重外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果，基本沒(méi)有考慮改善戶間圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能，致使戶間傳熱量占基本熱負(fù)荷的比例越來(lái)越大。

　　以晨光家園B區(qū)1號(hào)樓為計(jì)算實(shí)例。本樓為6層住宅，體形系數(shù)

A戶型標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

　　由于該樓為節(jié)能示范工程，采用了外墻外保溫的節(jié)能技術(shù)，內(nèi)外圍推護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻，均比現(xiàn)行節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有所提高。即：外墻=0.85W/M²K，外窗：K=2.50W/M²K，屋面：K=0.80W/M²K，樓梯間隔墻：K=1.47W/M²K，分戶隔墻：K=1.20W/M²K（兩邊60mm陶粒砼，中間30mm聚苯板）各層樓板：K=1.26W/M²K（自上而下：30mm厚面層作法，40mm現(xiàn)制C20細(xì)石砼，20mm自熄型聚苯板，110mm鋼筋砼樓板）。如本樓內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)按現(xiàn)行《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（下稱標(biāo)準(zhǔn)）取值。即外墻K=1.16W/M²K.外窗：K=4.0W/M²K 屋面：0.80W/M²K 樓梯間隔墻：K=1.83W/M²K 分戶隔墻：K=2.79W/M²K 各層樓板：K=2.83W/M²K.計(jì)算比較如下：

　　注：（1）戶間傳熱系數(shù)：0.5。

　?。?）散熱器采用內(nèi)腔無(wú)砂鑄鐵750型散熱器。

　?。?）Ⅰ：為不計(jì)入戶間傳熱。Ⅱ：計(jì)入戶間傳熱，傳熱系數(shù)K按現(xiàn)行《標(biāo)準(zhǔn)》取值。Ⅲ：外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K按提高《標(biāo)準(zhǔn)》取值，內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K按現(xiàn)行《標(biāo)準(zhǔn)》取值。Ⅳ：內(nèi)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K均按提高《標(biāo)準(zhǔn)》取值。

　?。?）戶間溫差按實(shí)際計(jì)算。

　　上表數(shù)據(jù)表明，與過(guò)去傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)計(jì)算方法相比（按Ⅰ取值），當(dāng)計(jì)入戶間傳熱時(shí)，該戶散熱器片數(shù)比Ⅰ增加了約62%.當(dāng)只增加外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻時(shí)，散熱器片數(shù)比Ⅰ值增加了約23%，比Ⅱ減少了約24%，當(dāng)內(nèi)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻同時(shí)增加時(shí)，散熱器片數(shù)與Ⅰ基本持平。比Ⅱ減少了約35%.說(shuō)明如單純?cè)黾油鈬o(hù)結(jié)構(gòu)熱阻，也能有效降低戶間傳熱，但戶間傳熱占基本耗熱量的比例會(huì)有所增加，因此，內(nèi)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻同時(shí)增加是更理想的。當(dāng)然，從土建上來(lái)講，增加戶間圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻會(huì)進(jìn)一步增加土建投資，且隔墻兩側(cè)會(huì)各多占2mm寬度，在資金不充足的情況下，應(yīng)首先考慮外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改善。但從另一方面來(lái)說(shuō)，增加戶間圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻可心降低戶間傳熱及噪音干擾，可以減少戶內(nèi)散熱器數(shù)量。就樓板而言，由于采暖系統(tǒng)管道埋地敷設(shè)，本身就需60mm～70mm墊層，因此樓板除去沿墻500mmm的管道敷設(shè)帶外，其余均可利用墊層做20mm～30mm聚苯保溫，對(duì)層高不會(huì)產(chǎn)生任何影響，而且能夠降低樓板荷載。

　　二、戶內(nèi)采暖系統(tǒng)形式的選擇

　　《設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中明確規(guī)定：新建集中供熱住宅應(yīng)采用共用立管的分戶獨(dú)立系統(tǒng)形式，可供選擇的戶內(nèi)型式有：上分雙管式戶內(nèi)系統(tǒng)，下分雙管式戶內(nèi)系統(tǒng)，水平串聯(lián)跨越式戶內(nèi)系統(tǒng)，放射雙管式戶內(nèi)系統(tǒng)以及低溫地板輻射式供暖戶內(nèi)系統(tǒng)等。型式多種多樣，而采用何種型式，則應(yīng)綜合各方面的因素分析確定。必要時(shí)，還可采取一定的措施揚(yáng)長(zhǎng)避短。

　?。ㄒ唬魞?nèi)型式分析

　　1.采用上分雙管式戶內(nèi)系統(tǒng)，供回水管布置在本層頂板下。

　　此型式類似于傳統(tǒng)的上分雙管式系統(tǒng)。無(wú)需加墊層，可降低樓板荷載，爭(zhēng)取較大層高：由于并聯(lián)，散熱器熱量可調(diào)節(jié)，工況穩(wěn)定；管材可采用金屬鍍鋅管，管材管件便宜，施工安裝、檢修方便；可按要求設(shè)計(jì)坡度，系統(tǒng)管道處于高點(diǎn)，戶內(nèi)系統(tǒng)最低點(diǎn)可設(shè)泄水。但由于采暖水平管及立和立管均明裝，影響戶內(nèi)美觀，末端自動(dòng)排氣不易解決，故常不被采用。但也有特例，當(dāng)住宅結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，配合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將水平管及立管設(shè)在工字型鋼梁、鋼柱內(nèi)，既不影響美觀，也能保持此種型式的所有優(yōu)勢(shì)。在晨光家園B區(qū)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)樓設(shè)計(jì)中，已采用此種系統(tǒng)形式。既使普通結(jié)構(gòu)形式的住宅在層高≥2.8m時(shí)，如能通過(guò)局部吊頂裝修解決美觀問(wèn)題，采用此種型式也是很適合的。

　　2.下分式單管，雙管戶內(nèi)系統(tǒng)

　　兩種戶內(nèi)系統(tǒng)相比，共同的優(yōu)點(diǎn)是：供回水干管均設(shè)于本層樓板上墊層內(nèi)。墊層厚度為60mm至70mm.戶內(nèi)不見(jiàn)干管，使戶內(nèi)更美觀。缺點(diǎn)是整體降低了空間高度，管道埋于墊層，難于做出坡度，不利于系統(tǒng)排氣、泄水；由于供回水干管采用化學(xué)管材，需降低熱源的供回水溫度（80℃/60℃～70℃/80℃），能耗及散熱器數(shù)量會(huì)有所增加。兩種系統(tǒng)的不同點(diǎn)是：?jiǎn)喂茌^之雙管系統(tǒng)形式更簡(jiǎn)單，管材閥門(mén)及配件用量少，投資相對(duì)節(jié)??；埋地管與散熱器連接在墊層內(nèi)無(wú)接頭，不影響散熱器安裝高度，施工效果好，更美觀。而雙管系統(tǒng)作為變流量系統(tǒng)較之單管系統(tǒng)散熱器熱量更易調(diào)節(jié)，易控溫，并聯(lián)支路更易達(dá)到平衡，節(jié)能效果更好。單管系統(tǒng)的主要問(wèn)題出在三通調(diào)節(jié)閥門(mén)的流量分配能力有限，末端散熱器數(shù)量較多，即使安裝單管溫控閥，也不易保證溫控閥穩(wěn)定在高效區(qū)工作，且由于熱量分配計(jì)算復(fù)雜，散熱器數(shù)量不易穩(wěn)定，因而不被為業(yè)內(nèi)人士看好。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上推出一種由國(guó)外進(jìn)口的單雙管H型閥門(mén)，此閥在應(yīng)用于單管系統(tǒng)時(shí)，把旁通支路打開(kāi)，可通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕在初調(diào)節(jié)時(shí)將旁通支路與散熱器的流量比例調(diào)整到設(shè)定數(shù)值，使溫控閥能穩(wěn)定在高效區(qū)工作，此閥門(mén)還具有泄水功能，為檢修單組散熱器提供了方便。此方法如能部分解決上述單管系統(tǒng)的弊端，則戶內(nèi)單管系統(tǒng)型式在中、低檔次住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)可以廣泛采用。

　?。ǘ乜亻y門(mén)的應(yīng)用

　　按照《設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中6.3.2規(guī)定，散熱器供暖系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)控制設(shè)施，雙管系統(tǒng)可在每個(gè)散熱器上采用自力式兩通恒溫閥或高阻手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。單管跨越式系統(tǒng)可在每個(gè)散熱器上采用三通調(diào)節(jié)閥或自力式三通恒溫閥。究竟如何選擇呢？現(xiàn)階段，由于分戶計(jì)量按熱收費(fèi)的政策并沒(méi)有真正實(shí)施，國(guó)家政策落后于設(shè)計(jì)法規(guī)要求。開(kāi)發(fā)商普遍不愿在戶內(nèi)系統(tǒng)上過(guò)多投資，認(rèn)為分戶系統(tǒng)可計(jì)量，能夠鎖閉，便于物業(yè)管理就行了，計(jì)量裝置基本處于預(yù)留位置的狀態(tài)，面對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)，筆者認(rèn)為，戶內(nèi)系統(tǒng)控制設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)住宅的物業(yè)檔次，以及開(kāi)發(fā)商的投資計(jì)劃，在保證基本調(diào)節(jié)控制功能的前提下，盡量減少投資，不應(yīng)完全照搬國(guó)外的模式。如自力式兩通恒溫閥的價(jià)格是同管徑國(guó)產(chǎn)高阻手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的3-4倍。即使恒溫閥只安裝閥體，不裝感溫包，價(jià)格仍是高阻閥的2倍之多。三通恒溫閥與三通調(diào)節(jié)閥相比，也是如此。因而，在新建回遷住宅、經(jīng)濟(jì)適用住宅這類開(kāi)發(fā)商要求不高，投資較低的采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可只在系統(tǒng)入戶處第一組散熱器前加一個(gè)溫控閥，將感溫包接至起居室或末端有代表性的房間，而其余散熱器上均按系統(tǒng)形式安裝高阻閥或三通調(diào)節(jié)閥。這樣，既可滿足分戶熱計(jì)量的功能，也可滿足熱安用熱用戶需求間歇供暖，自主調(diào)節(jié)的目的。此方案已在璽萌麗苑住宅小區(qū)采用，經(jīng)過(guò)一個(gè)冬季的系統(tǒng)運(yùn)行，效果令人滿意。值得注意的是：當(dāng)戶內(nèi)面積較大時(shí)，由于單管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力有限，即使溫控閥開(kāi)度能達(dá)到起居的室溫，系統(tǒng)末端的房間也可能會(huì)出現(xiàn)溫度達(dá)不到要求的情況。因此，此方案運(yùn)用在單管系統(tǒng)中應(yīng)慎重。

　?。ㄈ┑蜏氐匕遢椛涫綉魞?nèi)系統(tǒng)

　　以40℃-60℃的熱水熱媒，將加熱管鋪設(shè)于樓板上墊層中的低溫輻射供暖，墊層厚度≥90mm，供回水溫差5℃-10℃。

　　此系統(tǒng)由下自上輻射散熱，熱舒適性強(qiáng)；戶內(nèi)不設(shè)散熱器，擴(kuò)大了房間的有效使用面積；化學(xué)管道在墊層內(nèi)無(wú)接頭，系統(tǒng)更安全可靠；熱媒溫度低，溫差小，使化學(xué)管材使用壽命更有保證；每個(gè)房間的熱盤(pán)管均與分集水器的一組供回支路連接，并通過(guò)調(diào)節(jié)閥使室溫可調(diào)；系統(tǒng)熱容量大，熱穩(wěn)定性好。該系統(tǒng)較適用于物業(yè)水平較高，層高≥2.9m，房間面積較大的住宅。

　　筆者在平時(shí)工程設(shè)計(jì)中，已幾次遇到這樣的情況，少量新建住宅建在舊有住宅小區(qū)內(nèi)，小區(qū)內(nèi)的熱源有承擔(dān)新建住宅熱負(fù)荷的能力，開(kāi)發(fā)商也要求利用現(xiàn)有熱源。但無(wú)論從系統(tǒng)水質(zhì)上還是從系統(tǒng)的控制形式上，現(xiàn)有熱源都無(wú)法滿足新的分戶熱計(jì)量系統(tǒng)的要求。通過(guò)綜合分析發(fā)現(xiàn)，較為理想節(jié)省的解決辦法就是在新建住宅內(nèi)建一個(gè)小型的熱交換站，將一、二次水完全分開(kāi)，二次水系統(tǒng)按新的采暖系統(tǒng)型式進(jìn)行運(yùn)行控制。由于舊有住宅小區(qū)內(nèi)的鍋爐房，熱效率普遍偏低，一般供回水溫度都在75℃/55℃左右，即使采用小溫差板式換熱器也很難滿足散熱器供暖系統(tǒng)熱媒的要求，且板換片數(shù)過(guò)多，造成投資較高（35-40萬(wàn)元/10000㎡建筑面積）熱效率很低，最適合的戶內(nèi)系統(tǒng)就是采用低溫地板輻射供暖，由于該系統(tǒng)所需的熱媒溫度低，一、二次側(cè)換熱溫差大，可較大提高換熱效率，較之前者板片數(shù)少，一次用水量低。因此，在舊有小區(qū)中新住宅，采取建立小型熱力站及低溫地板輻射采暖系統(tǒng)結(jié)合，不失為一個(gè)對(duì)各方面都有益處的選擇。

　　三、結(jié)論

　　綜上所述：

　　1.在熱平衡計(jì)算軟件尚未出臺(tái)之前，仍應(yīng)采用6℃溫差計(jì)算戶間傳熱，對(duì)于由于戶間溫差不同所造成的誤差，應(yīng)在按熱計(jì)量收費(fèi)時(shí)，通過(guò)具體測(cè)算，對(duì)用戶實(shí)際的用熱量按所處位置不同進(jìn)行修正。

　　2.相對(duì)于采暖系統(tǒng)的節(jié)能，內(nèi)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能更具有主動(dòng)性，潛力更大。在發(fā)送外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體測(cè)算，綜合分析技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等多方面因素，適當(dāng)提高內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能，對(duì)于充分改善熱環(huán)境，對(duì)于合理收取熱費(fèi)是有利的。

　　3.戶內(nèi)供暖系統(tǒng)多種多樣，各有利弊，根據(jù)目前的國(guó)情、國(guó)力，選擇何種系統(tǒng)型式，應(yīng)根據(jù)不同的建筑條件，物業(yè)裝修標(biāo)準(zhǔn)，功能使用要求，熱源供熱能力，管材及施工技術(shù)條件等因素綜合分析確定，選擇最適合的系統(tǒng)型式。