山地型小區(qū)供暖外網(wǎng)設計問題分析與探討

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　　經(jīng)過有關專家、部門的論證審批，野外型住宅、鄉(xiāng)村型住宅、山地型住宅等一大批具有自然特色的住宅小區(qū)應運而生，山地型住宅小區(qū)成為現(xiàn)代住宅小區(qū)發(fā)展的一個方向。文章結合工程實例，對山地型小區(qū)供暖外網(wǎng)熱源的選擇、管線的布置方式、系統(tǒng)定壓等問題進行了詳細的分析，給出了可行的設計。

　　隨著社會的發(fā)展，城市人口的增加，城市建設用地的減少，在多山的城市如大連等地，建設山地型小區(qū)不可避兔；另外隨著環(huán)境污染的加劇，崇尚自然、回歸自然成為人們物質(zhì)和精神追求的一個目標。經(jīng)過有關專家、部門的論證審批，野外型住宅、鄉(xiāng)村型住宅、山地型住宅等一大批具有自然特色的住宅小區(qū)應運而生，山地型住宅小區(qū)成為現(xiàn)代住宅小區(qū)發(fā)展的一個方向。下面就以筆者設計的吉林市運河里住宅小區(qū)為例，談一談山地型住宅小區(qū)的供暖外網(wǎng)設計。外網(wǎng)設計可分為熱源與管網(wǎng)兩大部分，下面分別予以說明。

　　1、熱源

　　熱源的選擇應根據(jù)中心城市供熱條件、小區(qū)周圍環(huán)境條件、小區(qū)內(nèi)部設施條件、投資情況等綜合確定。通?？砂凑找韵马樞蜻x擇熱源：

　?、俪鞘袩峋W(wǎng)；

　?、诩泄徨仩t房，可分為電熱型、燃氣型、燃油型、燃煤型4種；

　　③新型能源，如太陽能、地熱能、風能等。

　　1.1　城市熱網(wǎng)供熱

　　當小區(qū)在城區(qū)附近（1～2km），且城市熱網(wǎng)條件較好，那么利用城市熱網(wǎng)作為供暖熱源應是第一選擇。它的優(yōu)點是熱源穩(wěn)定，初投資較小，運行管理簡單，對自然環(huán)境影響小，環(huán)保價值高。它的不足之處是缺乏熱水供應，適合于標準較低的住宅小區(qū)，如果小區(qū)標準較高，就要考慮加設換熱泵房或熱水供應鍋爐房。

　　供熱泵房一般設置在山下，便于熱源接設、設備的運輸和安裝、小區(qū)的物業(yè)管理等；內(nèi)部設備一般包括計量設備、循環(huán)水泵、定壓裝置、換熱器（可選）、升減壓裝置（可選）及水處理設備（可選）等。

　　1.2　集中供熱鍋爐房

　　當小區(qū)距城區(qū)較遠，或不具備與城市熱網(wǎng)接設的條件時，應設集中供熱鍋爐房。它的特點是內(nèi)部設置靈活，可提供熱水，不足之處是初投資較大，運行管理較復雜。鍋爐房根據(jù)燃料類型可分為電熱、燃氣、燃油、燃煤4種，從環(huán)保角度看電熱最好，燃氣、燃油次之，燃煤最差；從投資和運行費用角度看，電熱、燃氣、燃油較高，燃煤較低，一個供暖季能耗費用燃煤僅為其它形式的正巧左右，所以，通常情況下宜選用燃煤型鍋爐房，以節(jié)省初投資和降低運行費用。如果在風景名勝地區(qū)、旅游療養(yǎng)勝地，建議選擇電熱型鍋爐，它污染小，自動化程度高，缺點是受電力條件限制及電能無法儲備，但在未找到新能源之前它是最好的熱源形式；由于燃氣、燃油和燃煤鍋爐房在消防和燃料存儲方面存在較多的問題，應盡量少選，非選不可時應解決好消防和燃料存儲等問題，并應與消防部門溝通，簽署有關協(xié)議。

　　在選用鍋爐房設備時，應盡量選用環(huán)保型設備，如低噪聲風機、低噪聲水泵、脫硫型除塵器等，在社會環(huán)保意識逐步增強的形勢下，環(huán)保應成為設計的首要任務之一。另外還要與建設單位（開發(fā)商）做好設備選型的協(xié)商工作。

　　1．3　新型能源

　　新型能源的使用，在我國仍處于試驗階段。比較典型的新型能源有太陽能、地熱能、風能。在我國華北和西北的大部分地區(qū)，日照時間長，太陽輻射照度高，對于太陽能的利用有著充分的自然條件，很多科研機構和高等院校已對其進行了一定的研究，并取得了較好的進展。這些能源形式由于受技術條件、地區(qū)條件、地理條件、投資條件的限制和影響較大，只能在局部地區(qū)、局部范圍內(nèi)使用，無法大面積推廣使用，但其優(yōu)越的環(huán)保價值、低廉的運行費用已得到國家有關部門的充分重視，相信在不遠的將來一定會作為主要的能源形式的。

　　2、管網(wǎng)設計

　　2.1　管道敷設

　　山地型小區(qū)地質(zhì)條件一般比較復雜，各用熱點之間高差大，管道的敷設方式根據(jù)具體情況大致可分為3種：架空、直埋和地溝。

　　在通常情況下，如果小區(qū)地面和道路規(guī)劃比較好，房屋附近較平整，宜設置供暖地溝，且應采用通行地溝，以便于管道安裝、檢查和維修。一般情況下可采用階梯狀地溝與豎井相結合的形式。筆者設計的運河里小區(qū)位于半山坡，總面積 10萬㎡，供熱鍋爐房位于山腳下。小區(qū)內(nèi)住宅高低錯落，地質(zhì)條件變化復雜，并且道路縱橫交錯。設計中針對落差大（相鄰兩樓高差5～7rn）、樓距近、道路窄 （兩樓間包括道路距離 12 m）等具體問題，借鑒了排水落差井的原理，采用了階梯式爬坡、單雙層管道豎井相結合的形式，即管道整體呈階梯狀上升，管道翻身處設單層豎井，高低連接、橫過道路處，根據(jù)情況設單層和雙層管道豎井，即出戶處設第一層豎井，管道翻身、橫過道路后再設第二層豎井，然后翻身人戶，使得管道能夠順利通行。

　　架空敷設一般用于以下情況：

　　①多雨地區(qū)，地下水位高，采用有效防水措施經(jīng)濟上又不合理時；

　?、跐裣菪源罂淄粱蚓哂休^強腐蝕性地段；

　　③不影響道路通行；

　?、軌毫Υ笥?．2 MPa，溫度大于等于350℃的蒸汽管道；

　?、荻酒骄鶜鉁剌^高（一5℃左右）地區(qū)；

　?、薜匦螐碗s、標高差較大、土石方工程量大或地下障礙很多且管道種類較多時。

　　架空敷設的優(yōu)點是投資省，管道受地形影響小，架設方便；缺點是美觀性差，熱損失大，在寒冷地區(qū)，尤其是高寒山地極易發(fā)生凍害，設計時要特別注意。

　　直埋敷設應盡量少采用，因為：

　?、偕降氐牡刭|(zhì)條件復雜，原土及回填土層強弱不均，沉降不均；

　　②管道基礎不易處理，特別是爬坡段及上下翻身處；

　?、蹘r層區(qū)埋深無法保證。

　　在土壤地質(zhì)條件比較好的地方，可酌情采用。

　　2.2　系統(tǒng)水力平衡

　　系統(tǒng)水力平衡是決定供暖效果好壞的關鍵因素。由于山地型小區(qū)各熱用戶地勢高低不一樣，對供水溫度、壓力的要求可能也各有不同，因此在設計階段必須繪制熱水網(wǎng)路的水壓圖，用以全面地反映熱網(wǎng)和各熱用戶的壓力狀況，并確定保證能使其實現(xiàn)的技術措施。同時，在實際運行中，還可以根據(jù)網(wǎng)路實際的水壓圖全面地了解整個系統(tǒng)的壓力狀況，分析和解決運行中的問題，保證安全運行。

　　在具體設計中可按以下幾條原則進行設計。

　?、傧到y(tǒng)可采用枝狀管網(wǎng)異程系統(tǒng)，以節(jié)省投資，原則上采用1～2條主干線；

　?、谥鞲删€設計比摩阻一般可采用400～800Pa／m；

　?、壑Ь€宜采用同程式系統(tǒng)，以確保末端熱用戶有足夠的資用壓力；

　?、芨删€、支線應按允許壓降確定管徑，但熱水流速不宜大于3．5 m／s；

　　⑤每條支線間平衡壓差不宜超過 10％，否則在壓力不足或供熱溫度較低的情況下，山頂用戶供暖將會受到影響；

　?、奕绻麄€別支線難以平衡，可以考慮在各支線和用戶熱力人口加設調(diào)節(jié)裝置。

　　在運河里小區(qū)中，主干線的長度約 800 m，最大管徑為DN350.為了保證供熱效果，經(jīng)反復比較確定了“一干帶三支”的系統(tǒng)平衡方案，每條支管線的長度在350～400 m之間，支線管徑確定在DN125～15O之間。為了更好地保證供熱系統(tǒng)的水力平衡，在外網(wǎng)中采用了一種新設備——水暖人口平衡問，它集關閉、調(diào)節(jié)、除污于一體，有效地保障了外網(wǎng)系統(tǒng)的運行。實踐證明，該方案的施行使得小區(qū)取得了良好的供暖效果。

　　2.3　系統(tǒng)定壓

　　2.3.1　當采用城市熱網(wǎng)熱源時，其系統(tǒng)定壓（通常為0.35～ 0.4MPa）一般不能完全滿足小區(qū)的定壓要求，因此對于高差較大的小區(qū)，其供暖系統(tǒng)的定壓可仿照高層建筑的定壓形式，即采用雙水箱分層式供暖定壓系統(tǒng)，整個小區(qū)的供暖系統(tǒng)按山的坡向分成兩個或兩上以上，低區(qū)可與外網(wǎng)直接相連，它的高度主要取決于室外管網(wǎng)的壓力工況和散熱器的承壓能力，高區(qū)部分增設高低位水箱，利用進回水兩個水箱的水位高差進行高區(qū)系統(tǒng)循環(huán)，同時利用低位水箱的非滿管流動的溢流管使系統(tǒng)與外網(wǎng)回水管壓力隔絕，從而達到單獨定壓的目的。目前我國大部分的高層建筑均采用此種系統(tǒng)定壓形式，在實際中已得到認可。此種定壓系統(tǒng)的優(yōu)點是人口設備少，降低了系統(tǒng)造價，缺點是采用開式水箱，空氣容易進人系統(tǒng)中，增加了系統(tǒng)的腐蝕因素，另外需設專門的水箱間，影響建筑物美觀。

　　2.3.2　當采用小區(qū)集中供熱鍋爐房為熱源時，對于高差不大的小區(qū)，可根據(jù)小區(qū)的靜水壓線及散熱器的承壓能力采用一次定壓，高區(qū)部分選用普通散熱器（承壓能力為0．2～0．4 MPa），低區(qū)部分選用高壓散熱器（承壓能力為0．6～0．8 MPa）；對于高差較大的小區(qū)，低區(qū)部分由鍋爐房直供并進行系統(tǒng)定壓，高區(qū)部分可以通過在鍋爐房內(nèi)增設一套水一水換熱器，單獨定壓，使之與鍋爐房直供系統(tǒng)相隔絕。此形式系統(tǒng)運行穩(wěn)定，但增加了鍋爐房初投資及運行管理費用。

　　定壓方案的選擇應根據(jù)小區(qū)實際情況、投資情況及系統(tǒng)布置情況綜合確定，不必機械照搬，以免影響供熱效果。

　　3、設計中應注意的其它問題

　　供暖熱網(wǎng)只是小區(qū)的配套輔助工程之一，做好與其它專業(yè)和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、配合也是一項重要的工作。例如：鍋爐房選址時，如規(guī)劃方案未選在下風向時，應建議重新確定鍋爐房位置，無法改變時應采取適當?shù)拇胧?；外網(wǎng)敷設時應詳細征求建筑規(guī)劃、結構、地質(zhì)勘探、電力及通信部門（專業(yè)）的意見，以保證管路敷設的暢通；架空敷設時應注意架空高度能否滿足河流、道路通行的要求，在有輸配電線路時，管道是否應加設防護；排水是否與供熱地溝碰撞、交叉等等問題。外網(wǎng)工程經(jīng)常會碰到一些不可預見的實際問題，如：地下管線，電纜、不明建筑物等，因此對可能產(chǎn)生的問題要有心理準備，一旦發(fā)生問題能拿出解決方案。

　　總之，山地型小區(qū)供暖外網(wǎng)的設計是一種既傳統(tǒng)又新型的外網(wǎng)設計形式，是暖通設計走向多元化、多維化的一種體現(xiàn)，它要求設計人員要有較高的總體素質(zhì)、深厚的理論基礎、豐富的平面設計經(jīng)驗以及善于創(chuàng)新的精神，而把各種知識和經(jīng)驗融會貫通則是其精華所在，也是筆者在設計過程中體會最深之外，在此提出，供同行們參考。