北京地區(qū)住宅采暖分戶熱計量設(shè)計經(jīng)驗與體會

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• 引言：

隨著2001年9月1日北京市建委頒發(fā)的《北京市建筑節(jié)能管理規(guī)定》京建法[2001]689號文，以及《北京市新建集中供暖住宅分戶熱計量設(shè)計技術(shù)規(guī)程》(DBJ01-605-2000)的出臺，規(guī)定了我們必須按節(jié)能的方針進行采暖設(shè)計，把“熱”作為商品來向用戶收取熱費。停止福利供熱，按面積收費改為由居民家庭直接交采暖熱費，從而使居住建筑分戶計量成為建筑節(jié)能的重要手段之一，把采暖節(jié)能變成人們使用熱量時的一種自覺行動。這不僅僅是采暖收費制度的改革，也導致了傳統(tǒng)的采暖設(shè)計方法的轉(zhuǎn)變。無論是從建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，采暖系統(tǒng)的布置，熱負荷的計算等多方面都帶來了觀念性的挑戰(zhàn)。

2．建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能及體形系數(shù)對建筑節(jié)能的重要影響：

2001年之前的主要節(jié)能手段，僅限于居住建筑改善墻體和門窗的保溫性能，當然，這是很有意義的。而分戶熱計量和收費，建立了用戶的經(jīng)濟利益與能耗的直接關(guān)系，將會減少供熱過量建筑采暖熱量的無效消耗，同時使開發(fā)商真正意識到建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能的重要意義。保證居住建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K（W/m2.℃）滿足《北京市民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）北京地區(qū)實施細則》（DBJ01-602-97）的規(guī)定?？赡壳敖ㄖI(yè)大多喜歡追求建筑外觀上大玻璃的通透效果，使得建筑物的窗墻比大都超過規(guī)范推薦值。這就對圍護結(jié)構(gòu)（特別是外窗）的傳熱系數(shù)及建筑的體形系數(shù)有較高的要求。我在設(shè)計建外SOHO一、二期住宅建筑中，就碰上此類問題。日本建筑大師山本理顯所做的方案中，為了追求外表美觀，外墻面除了柱子、梁、少量的墻體外均為落地大玻璃。這個方案國內(nèi)能否滿足節(jié)能要求，經(jīng)過熱工計算，它的體形系數(shù)及建筑物耗熱量指標分別如下表，

樓號

層數(shù)

體形系數(shù)

窗墻比

qH

(W/m2)

(<20.6)

外窗

K值(W/m2K)

外墻

K值(W/m2K)

北、西北

(≤0.25）

西、東

東北、西南

(≤0.3）

南、東南

(≤0.35）

1#

9

0.212

0.64

0.61

0.51

20.27

3.0

1.0

3#

28

0.178

0.64

0.61

0.51

17.90

3.0

1.0

4#

10

0.208

0.64

0.61

0.51

19.58

3.0

1.0

假設(shè)樓

3

0.317

0.64

0.61

0.51

20.6

1.3

0.82

從表中看出，由于嚴格控制了外窗的傳熱系數(shù)和體形系數(shù)，使得該方案的耗熱量指標qH<20.6 W/m2。同時，我發(fā)現(xiàn)，同樣的平面當樓層下調(diào)至３層時，其體形系數(shù)大于0.3時，為滿足節(jié)能要求，外窗的傳熱系數(shù)必須達到1.3 W/m2.℃，正常情況下的中空玻璃已無法滿足這種K值要求，必須用洛依玻璃才可能達到。這一點充分反映了建筑物圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能及體形系數(shù)在建筑節(jié)能中的相互關(guān)系，也是在做住宅分戶采暖設(shè)計時首先應(yīng)注意的問題。

• 分戶采暖設(shè)計中熱負荷計算時值得注意的問題：

3.1.基本耗熱量：按《住宅設(shè)計規(guī)范》（GB50096-1999）（2003年版）規(guī)定：臥室、起居室和衛(wèi)生間溫度為 18℃，但室內(nèi)采暖計算溫度應(yīng)按提高2℃來計算，即20℃，以此溫度與室外采暖計算溫度的溫差，計算出的耗熱量為每個房間的基本耗熱量。

3.2.戶間傳熱量：傳統(tǒng)的住宅設(shè)計，并不考慮戶與戶之間的熱傳遞，當部分房間空置、或部分住戶降低采暖標準、或有的住戶間斷采暖時，戶與戶之間的墻體及樓板就會有較大的熱傳遞量，一般散熱器采暖戶間傳熱按6℃溫差計；當采用地板輻射采暖時，則按8℃溫差計算。不可簡單地按基本負荷的附加系數(shù)取值。只有當戶間傳熱量大于基本耗熱量80%時，按基本耗熱量的0.8倍計，此舉為避免增加不必要的投資?；竞臒崃考皯糸g傳熱量之和是布置室內(nèi)散熱器及戶內(nèi)管道管徑的計算依據(jù)。

3.3.如若該房間采用地板輻射采暖時，則室內(nèi)計算溫度應(yīng)比室內(nèi)采暖溫度降低1~2℃來計算溫差。且地板表面溫度不得大于60℃，以防地面由于溫度過高而產(chǎn)生龜裂。

3.4.在設(shè)計建筑物采暖熱力入口時，對戶外供熱量要求，則應(yīng)仍按基本耗熱量提出。

3.5.通常按規(guī)范要求做的節(jié)能建筑，整幢住宅樓采暖熱負荷指標絕大部分可<52 W/m2（塔樓甚至可以做到40~43 W/m2，板樓可做到45~48 W/m2，）。

• 分戶熱計量采暖系統(tǒng)的各種形式：

4.1.獨立燃氣爐采暖:

北京時代莊園東區(qū)（為連排別墅式）即采用此種形式，每戶根據(jù)采暖熱負荷再加上生活熱水用熱量，來選擇壁掛爐的大小和型號，將壁掛爐設(shè)置在封閉陽臺或面積較大的廚房內(nèi)，靠外墻設(shè)置，且爐體設(shè)有單獨通向室外的排煙及進氣風管，并可根據(jù)起居室的溫度來自動調(diào)節(jié)天燃氣火力大小，控制出水溫度，有嚴格自動熄火裝置。壁掛爐自帶采暖用循環(huán)水泵，需注意的是當系統(tǒng)末端為風機盤管時，要校核該水泵揚程。時代莊園工程系統(tǒng)末端為散熱器，壁掛爐選用依馬強制排風產(chǎn)品，其質(zhì)量安全可靠。目前該項目已經(jīng)竣工。

　　另據(jù)北京市環(huán)保局意見，在高層建筑不推廣此種做法，因其排放物-氮氧化物濃度超過《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》） GB3095-1996）中二級標準，但在多層（如回龍觀小區(qū)）或別墅區(qū)使用效果良好，氮氧化物排放濃度合格。用戶室溫調(diào)節(jié)自如。

4.2.低溫發(fā)熱電纜地板輻射采暖:

在建筑保溫較好的住宅內(nèi)，使用電熱采暖，是可行的，從能源利用上分析，把高品位電能當作熱能使用是不經(jīng)濟的，但隨著2002年北京供電局出臺《北京市電采暖低谷用電優(yōu)惠辦法》的通知，經(jīng)過一次投資與運行費用比較，若合理使用是可行的。如北京龍?zhí)堵纷≌^(qū)，采用低溫發(fā)熱電纜地板輻射采暖，由于該小區(qū)建筑保溫做的較好，墻體采用歐文斯科寧的外保溫材料，K值達到0.6 W/m2K，外窗為進口產(chǎn)品，K值達到2.0 W/m2K。經(jīng)過去年一個冬季的試運行測定，使用效果良好，運行費用為35元/平方米，總體比熱水采暖費用略高一點。

4.3.集中熱水采暖分戶熱計量：

目前大多數(shù)住宅建筑仍以集中供熱為主。經(jīng)過3年設(shè)計經(jīng)驗的積累，下面將總結(jié)幾條集中熱水采暖分戶熱計量設(shè)計的經(jīng)驗：

4.3.1根據(jù)《分戶熱計量設(shè)計規(guī)程》DBJ01-605-2000第8.3條規(guī)定，采暖熱力入口要設(shè)置熱量表及各種閥門、壓力表、溫度計、水過濾器及平衡閥等裝置，其中熱量表要注明額定流量以便訂貨。

4.3.2各居民用戶須設(shè)置戶用熱表，鎖閉閥，水過濾器等，并且要一戶一表。

4.3.3.建筑物熱力入口處要說明該系統(tǒng)熱負荷及系統(tǒng)總阻力，因為戶內(nèi)部分裝了戶用熱表，其采暖水阻力約為30kPa，再加上熱力入口的總熱表及各種附件阻力，提供外網(wǎng)設(shè)計依據(jù)時總阻力值約在50kPa左右。目前小區(qū)采暖外網(wǎng)設(shè)計較為混亂，有的住宅小區(qū)部分建筑物是2000年以前建成的，未設(shè)分戶熱計量裝置，而現(xiàn)在新建的住宅均設(shè)了分戶計量裝置，二者水阻不平衡，外網(wǎng)又用一套熱力管道系統(tǒng)，結(jié)果阻力相差甚大，新建樓群室溫達不到標準，連調(diào)試都難以解決。目前東冠英小區(qū)即是如此。我認為這個問題應(yīng)提醒重視。

4.3.4住宅樓內(nèi)的公共用房、商業(yè)用房、人防、地下車庫等應(yīng)單獨設(shè)置采暖熱表，便于將來收費方便。

4.3.5一個單元的采暖公用立管及戶用入口裝置要設(shè)置在戶外，一般設(shè)在樓梯間的公用管井內(nèi)，這樣物業(yè)管理人員可將拒付采暖費的用戶進行鎖閉，立管放氣也可在管井操作，不必進入戶內(nèi)，減少物業(yè)管理與用戶間的糾紛。

4.3.6散熱器應(yīng)選用鑄鐵無沙型或鋼制型，以免堵塞熱表。每個散熱器宜設(shè)溫控閥，以實現(xiàn)分室調(diào)溫。

4.3.7采暖系統(tǒng)水平敷設(shè)有雙管同程式，雙管異程式，單管串聯(lián)式，雙管放射等形式。

4.3.8. 高層建筑采暖公用立管應(yīng)注意熱膨脹問題，每戶水平支管與立管連接處宜設(shè)軟連接（金屬軟管），以防由于熱表或分集水器固定而立管脹縮導致接口開裂。

4.3.9. 每戶的戶用入口宜設(shè)泄水裝置，泄水管可引至下一層管井內(nèi)，以便維修或裝修時，將戶內(nèi)水平管道泄空。但管井內(nèi)不宜做墊層，否則三通接頭在墊層內(nèi)。

5.采暖用塑料類管材選用及施工問題：

5.1. 從公用立管戶用入口引入室內(nèi)開始至戶內(nèi)的采暖管道多為埋在地面面層內(nèi)，該管道采用塑料類管材，常用的有鋁塑復合管，PB管，PE-X管，PP-R管。

5.2.埋在面層內(nèi)的塑料管不得有接頭，當采用PB管或PP-R管時，連接散熱器處可以采用熱熔連接，面層厚度一般不小于50mm。

5.3.采用塑料類管材時，供暖熱水溫度不宜高于85℃。

5.4.選用塑料類管材時，應(yīng)考慮管材溫度、壓力及使用壽命為50年來選擇使用等級，采暖管材可按5級來選，其壁厚應(yīng)根據(jù)管材許用設(shè)計環(huán)應(yīng)力和系統(tǒng)承壓之間的關(guān)系來計算，或按《低溫熱水地板輻射供暖應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》附錄J-1~4表來選擇。當采暖熱水溫度為90℃時，應(yīng)按5A級來選擇塑料管材的厚度。

5.5.在《北京市新建集中供暖住宅分戶熱計量設(shè)計技術(shù)規(guī)程》(DBJ01-605-2000)中第6.4.4條中明確：“在墊層內(nèi)埋設(shè)的管道：除采用下分雙管式系統(tǒng)連接散熱器處的PB管和PP-R管可采用相同材質(zhì)的專用連接件進行熱熔外，其它管材和所有管材在其它部位均不應(yīng)設(shè)置連接配件?！倍鴮嶋H市場中PP-R管為直段管材，長度一般為6~8米，如果房間內(nèi)需連接的管道長度超過8米，其接頭處必須上翻，影響美觀，墊層內(nèi)做熱熔接頭又違反規(guī)范；同樣，管徑大于25mm的PB管市場上只有直段管材，問題與PP-R管相同；管徑小于25mm的PB管材市場上有盤管，但是盤管的彎曲半徑有一定要求，且有彎曲方向性，這就導致了PB管在某些轉(zhuǎn)角處不能緊貼墻邊且離墻較遠，若在靠墻處有散熱器時，就需在干管上做三通，接出一段支管再接散熱器或采用彎頭作為熱熔連接件，此兩種熱熔連接件（三通、彎頭）都在墊層內(nèi)又違反了規(guī)范。而如果否定這兩種做法，等于否定了PB和PP-R這兩種管材。北京幸福家園一、二期工程中就遇到此問題，質(zhì)量檢查監(jiān)督站就此問題提出疑義，經(jīng)幾次討論，并咨詢了北京市建筑設(shè)計標準化辦公室，得到的答復是上述兩種做法是可行的。但目前技術(shù)規(guī)程與實際施工驗收有矛盾，我認為應(yīng)盡快對規(guī)程進行修訂，保持其初衷：減少埋在地下的隱患；同時又要讓先進的材料及做法普遍推廣，并持續(xù)發(fā)展下去。

5.6.埋地管道穿衛(wèi)生間時的做法問題：目前的標準圖集和規(guī)程中均未提及。在實際工程中各種做法都有：有采暖用塑料管道走衛(wèi)生間防水層上，水平穿防水卷邊的；有管道走衛(wèi)生間防水層下，接散熱器支管豎直穿防水層的；兩種做法穿防水層處均做防水套管。但每種做法均存在一定問題和隱患。前者做法，當衛(wèi)生間不做結(jié)構(gòu)降板時，防水套管下部空間太小，一般僅為10mm~20mm，工人不便操作，防水處理很難到位，在衛(wèi)生間閉水試驗時，很容易從套管滲漏到其它居室，在朗琴園一期工程中就發(fā)生了此種情況，在住戶購房時引起了糾紛。后者做法，防水套管不好固定，尤其是采暖以后，由于管道的熱伸縮則更要破壞防水涂料層，致使衛(wèi)生間內(nèi)的水泄漏到下層用戶，也要引起糾紛。通過經(jīng)驗總結(jié)，我目前通常采用不穿防水層的做法：采暖干管不進入衛(wèi)生間，接散熱器的支管埋入衛(wèi)生間側(cè)墻（非承重墻），并上翻至防水卷邊上部（一般為30cm）進入衛(wèi)生間，一進入衛(wèi)生間就接散熱器，保證不影響高點放氣。而衛(wèi)生間散熱器要高于地面30cm安裝，只要散熱器布置時注意與其它潔具協(xié)調(diào)即可。這種方式用于北京幸福家園一、二期工程，通過一個采暖季的使用，效果較好，甲方及業(yè)主均滿意。

6.采暖分戶熱計量各種形式經(jīng)濟比較：

新建或改建采暖系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)該地區(qū)具體條件來選擇熱媒，根據(jù)環(huán)保要求，城市熱力氣源、電源、水源等因素做相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟比較，由開發(fā)商和設(shè)計人員共同協(xié)商決定，下面列出各種能源的一次性投資和運行費用參考價格。

序號

采暖方式

一次投資

(元/平方米)

一個采暖季運行費用

(元/平方米)

1

城市熱力

300

32

2

壁掛爐

145

52

3

樓式燃氣鍋爐

120

39

4

直燃機(風機盤管)

248

53

5

水源熱泵(風機盤管)

505

68

6

電蓄熱鍋爐

353

78

7

電熱膜采暖

100

54

8

分戶蓄能電暖氣片

150

28

7.采暖分戶熱計量的反思：

7.1.采暖分戶計量的目的是：使用戶能夠根據(jù)不同使用時間對室溫的不同要求，來調(diào)節(jié)自己居住套內(nèi)的溫度，從而達到整個冬季節(jié)約能源的目的。但是由于存在戶間傳熱的因素，會產(chǎn)生一系列連鎖的復雜問題：首先，會危及被停止供暖用戶的鄰室，進一步引起費用糾紛。其次，中間某戶將各房間溫控閥調(diào)至關(guān)閉狀態(tài)，該戶可以從正常采暖的鄰居處獲得熱量，甚至仍然可維持室內(nèi)10℃左右，所以按用戶熱表熱量的收費方法難以實施，也不公平。那么是否應(yīng)以犧牲戶內(nèi)面積為代價，在戶間墻上做保溫，以減少戶間傳熱呢，我認為此舉在正常使用的情況下又造成建筑保溫材料的浪費，所以暖氣收費政策應(yīng)從多方面考慮其合理性，而不光是一分戶計量就完全解決熱量收費的問題。

7.2.實現(xiàn)分室調(diào)溫的困難，我在設(shè)計安華寺住宅小區(qū)一期時，每戶每組散熱器上均設(shè)了溫控閥，目的是用戶可在晚上將客廳溫度調(diào)低，將臥室溫度調(diào)高；白天反之。但是沒有一個用戶把客廳與房間溫度根據(jù)不同使用時間來回調(diào)，溫控閥形同虛設(shè)。

7.3.由于建筑物熱惰性存在，若業(yè)主早上八點離家上班，將室溫調(diào)低，但整個上午室內(nèi)溫度還未降下來，下午六點下班回家，將室溫調(diào)高，但可能直到晚上八、九點溫度才升上來，所以熱量調(diào)節(jié)不像照明那樣即時明顯。室內(nèi)溫度靠熱媒量調(diào)來體現(xiàn)節(jié)能，其操作性意義不大。

7.4.《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（2001年版）第3.9.4條規(guī)定分戶熱計量熱水集中采暖系統(tǒng)應(yīng)在建筑物熱力入口處設(shè)置熱表、流量調(diào)節(jié)裝置，除污器等。筆者認為如室內(nèi)為戶型單管水平串聯(lián)，則整個采暖系統(tǒng)為定流量系統(tǒng)，無需設(shè)置流量調(diào)節(jié)裝置；當室內(nèi)為戶型雙管水平連接時，則整個采暖系統(tǒng)為變流量系統(tǒng)，可以控制熱力站或鍋爐房的循環(huán)水泵的供水量來實現(xiàn)，同樣也無需在熱力入口裝流量調(diào)節(jié)裝置，而且當熱力入口在地溝內(nèi)時，經(jīng)常處于無人察看易損壞的狀態(tài)，所以我認為在熱力入口處可以不設(shè)流量調(diào)節(jié)裝置，據(jù)調(diào)查目前設(shè)計分戶熱計量的住宅，很少有安裝流量調(diào)節(jié)裝置的。

8.結(jié)束語：

分戶熱計量收費盡管存在不少問題，收費政策遲遲不能出臺，但其作為政府政策，應(yīng)是“勢在必行”，所以我們是按市規(guī)委文件政策辦，按分戶熱計量方法設(shè)計，同時標準圖冊要及時完善，施工人員要及時培訓。因為以往的普通住宅中慣用的采暖系統(tǒng)（單管串聯(lián)系統(tǒng)、單雙管串聯(lián)系統(tǒng)、垂直雙管系統(tǒng)等）確實經(jīng)過了很長時期的使用與考驗，施工人員有成熟經(jīng)驗，其可靠性、安全性、及與之配套的安裝工藝、管材配件及標準圖冊等等都已成熟，但與分戶熱計量收費政策不符，已不適應(yīng)新的發(fā)展。而為適應(yīng)新的政策出臺的相應(yīng)規(guī)范、規(guī)程、標準圖集還未經(jīng)過實踐的檢驗，有些不盡完善之處有待專家去完善和提高。老樓采暖系統(tǒng)如何改造，熱費的收費政策如何出臺，使從按供熱面積計費最終過渡到按用熱量計費，提高住戶的節(jié)能意識。按用熱量計費是保障和促進建筑節(jié)能的關(guān)鍵措施，也是分戶采暖系統(tǒng)設(shè)計的實際意義所在。

以上所述是我在設(shè)計中落實采暖分戶熱計量等新的政策的一些心得與看法，與大家探討研究。

湯小京， 女， 19709年5月生， 工程師， 地址:北京市西城區(qū)月壇西街甲5號 康侯商務(wù)會館610室北京新紀元建筑設(shè)計有限公司， 郵編:100045， 電話:68049801-1090 ,傳真:68040681，E-mail:ttttt520@sina.com

參考文獻：

• 采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（2001年版）GBJ19-87
• 民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）北京地區(qū)實施細則DBJ01-602-97
• 新建集中供暖住宅分戶熱計量設(shè)計技術(shù)規(guī)程DBJ01-605-2000
• 住宅設(shè)計規(guī)范GB50096-1999（2003版）