谈采暖设计中的一些问题

刘 鹏

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

1 热媒设计温度的影响

1.1 热媒设计温度对散热器系统的影响

散热器热水采暖系统的热媒设计温度是根据不同气候地区和不同材料管道而确定的，而且还要综合考虑系统运行的经济性和安全性，以及用户舒适性等原则，还要符合热源的实际条件。文献［1］规定了不同管材的室内采暖系统的热媒设计温度及温差。采用金属管道输送热水时，过去均采用95℃/70℃的设计供回水温度。为了减少热损失，节能并节省投资，降低了供水温度，所以现在均采用85℃/60℃的设计供回水温度，也相应的提高了舒适性。在实际设计过程中，在无法获取热源温度的情况下，不论是集中供热还是区域锅炉房供热，散热器采暖系统均按照85℃/60℃的供回水温度进行设计。但是区域锅炉房和集中供热在实际运行中的热媒温度在最冷的时候也达不到85℃/60℃。现在城市建设速度快，热网规划和建设规划不协调，部分小区的热媒供水温度仅仅60℃，温差也达不到25℃。因此，实际运行参数无法达到设计要求，室内热舒适性难以保证。表1以四柱813型散热器为例，给出了室内设计温度在18℃时，不同热媒供回水温度下散热器的散热量。从表1中可以看出，随着供水温度的降低，每片散热器的散热量下降了30%～50%，下降幅度很大，只有增加散热器片数，才能保证房间舒适性。反过来，散热器面积的增加会导致运行水温的继续降低，形成恶性循环。民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》 第5.3.1规定:散热器集中供暖系统宜按热媒温度为75℃/50℃或85℃/60℃连续供暖进行设计(见表1)。国内也开始了低温连续供热，因此在设计中应当考虑实际运行情况，在不影响室内热舒适性的前提下，采用较低供水温度进行设计，或者改变采暖方式采用低温热水地板辐射采暖，尽可能满足使用要求。

表1 不同热媒设计温度下的散热器散热量

1.2 热媒设计温度对管道比摩阻的影响

管道单位长度的摩擦阻力称为比摩阻［3］。合理确定比摩阻的大小对系统运行及运行费用有重要意义，民用建筑室内热水采暖系统经济比摩阻取值一般为60 Pa/m～120 Pa/m。式(1)中，Rm为管道比摩阻，λ为管道摩擦阻力系数，由此可知比摩阻的大小不仅与管道内壁面粗糙度、流速有关，而且受热媒温度的影响。

某小区冬季采暖热负荷为1 000 kW，热媒设计温差Δt=25℃，流量Q=34 m3/h，按80℃查水力计算表，选择主管管径为DN125 mm，对应 Rm=43.68 Pa/m，管内流速为 0.72 m/s，满足设计要求。实际供水温度60℃时，温差Δt=10℃，流量Q=86 m3/h，DN125的主管道内，比摩阻为236 Pa/m，管内流速1.68 m/s，远远不能满足设计要求，不仅外网阻力是设计要求的好几倍，而且导致末端系统阻力增大，管路水力平衡困难，这样运行也必然导致系统以大流量小温差的方式运行。为了调节系统，使末端达到设计要求，须加大循环水泵扬程，则导致电机功率很大，耗电增加，形成恶性循环。

2 “凹”形建筑凹槽内的东西向房间的朝向修正

如图1所示，建筑外侧东(西)向房间在冬季上午(或下午)能有阳光照射，但是“凹”形建筑位于凹槽内的东西向房间则不一样，顶层房间还好些，低层的房间和北向房间一样，无阳光照射，房间热负荷如果按照东西向修正系数进行计算，则热负荷偏小，热舒适性较差，因此建议类似朝向位置的房间按照北向修正系数进行热负荷修正。

图1 “凹”形建筑平面图

3 内区房间的合理设计

当建筑单层面积很大时，通常将其按照功能分为内外区，内区房间通常作为办公或休息室。当对内区房间进行采暖热负荷计算时，房间无围护结构热负荷，也没有冷风侵入和冷风渗透，因此可以不设置散热器。然而在实际使用过程中，内区房间的热舒适性还是较差，特别是对于大空间的内区更为明显，有阴冷的感觉。因此建议此类房间在进行室内热水采暖系统设计时，还是布置一定量的散热器，以满足房间热舒适性要求。

4 户间传热量的影响

现在建筑均为节能建筑，外围护结构传热系数很小，室内隔墙传热系数却较大，相邻房间温差传热和总热负荷比起来影响就较大。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》条文解释5.2.4叙述“当隔墙或楼板的传热热阻太小，传热面积很大，或其传热量大于该房间热负荷的10%时，也应将其传热量计入该房间的热负荷内”，但人们一直有过去根深蒂固的印象，温差小于5℃的邻室温差传热可以忽略，而从不比较传热量是否大于该房间热负荷的10%，也就从不考虑这部分散热。因此在今后设计中建议此项不再忽略计算。

5 结语

1)热媒温度是散热器热水采暖系统设计的重要参数，在实际运行过程中，热媒温度的降低不仅影响房间内热舒适性，而且会增加系统运行阻力，进一步恶化系统运行效果。因此在设计中应当充分考虑实际运行情况，适当降低供水温度进行设计，在不影响室内热舒适性的前提下，尽可能降低供热系统的运行费用，并实现节能。2)对于位置和功能特殊的房间应当根据具体情况进行合理设计，保证所有房间的热舒适性都满足要求。

［1］JGJ 26-2010，严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准［S］.

［2］GB 50736-2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范［S］.

［3］付祥钊.流体输配管网［M］.北京:中国建筑工业出版社，2001:43-44.