民用建筑供热系统设计分析

郭楠 臧玉昆

摘要：本文主要针对几种采暖系统的基本原理进行了探讨，有效提出民用建筑在采暖供热系统设计上的节能措施。合理规划与设计民用建筑的供暖系统，不但可以满足系统控制与计量功能的要求，还能够降低能源不必要的浪费，在很大程度上可以提高供热的实际社会效益和自身经济效益，适时为民用建筑的采暖提供强有力的参考依据。

关键词：民用建筑；采暖供热系统

1传统采暖系统的主要形式与其优缺点

近代，我国民用建筑采暖系统在设计上大多会使用单双管垂直（垂直单管居多，教学、办公场所）系统进行合理化设计。该设计方法具有系统简单、采暖性能良好、造价成本低和施工便利等多方面优点，但同样也存在着一定弊端，主要是不利于用户根据自己的需求实行局部調节工作，致使得能源造成不必要的浪费[1]。而物业管理提出的要求以及能源结构发生的改变，该弊端也日渐突显出来，导致此种供暖系统逐渐被取代。在过去传统观念的影响下，大多是依照建筑面积来结算收费，这种方式不但欠缺科学性与合理性，还无法与我国社会主义市场经济体系的需求相适应，应采取按热量计量收费的革新措施。长期以来都是热用户主动向供热企业缴纳相应热费，所以用户尤其是自购住宅的用户开始高度重视供热系统的节能问题，使得传统住宅单管垂直采暖系统的缺点日益明显，主要体现在以下几个方面。

1.1没有个体调节能力

在民用建筑中应用单管垂直采暖系统，非常不利于实行局部调节工作，没有办法实现与改善热用户对热舒适性的具体要求。而且因为该系统的运行是先把热水供应到建筑物的顶层，接着按照次序向下划分给每个用户，从客观的角度上看该系统的运行由于设计人员设计的误差、供水温度的高低、水泵的性能等原因造成每个楼层热用户在热分配上的不均等，以至于出现顶层温度高，底层温度低，冷热分布不均现象。顶层用户在温度过热时，仅能把门窗打开来驱散热量，使室内温度得到降低，这样就导致能源出现不必要的浪费[2]。若通过热水流量的调节来达到降温效果，就会促使以下各层出现过冷现象。此外，该系统也不能单独调节每个房间的室内温度，进一步浪费了大量能源。

1.2维修过程能源的浪费

单管垂直采暖系统属于一个整体性的热水循环系统，一旦设施发生堵塞与漏水情况，就会给自顶层到底层的一串房间或整个系统带来流水不通，多户全冷或多户维修的影响。情况严重时极有可能使整个建筑物产生停供现象。而设施在维修过程中会直接浪费掉大量热水，若在寒冷地区极有可能发生供水管冻裂等多方面问题，引起各项事故的产生，致使人们的日常生活受到影响。

1.3住宅闲置浪费能源

在民用建筑中采用单管串联式的采暖系统，这就要求每个住宅用户都一定要用热，否则该系统就不能进行正常运转。若部分用户不想用热或是长时间闲置住宅的状况时，“强迫”供热就会造成能源的浪费。现阶段，在部分非采暖而又在发展建筑物采暖的地区，这种状况非常突出。

2智能供热与收费系统的使用

2.1供热计量与收费系统 该系统针对国内供热计量与收费工作的特性而设计，采用国际先进的数据采集和数据传输技术，将超声波热能表或户用热分配表所测量的用户用热数据，转发到计量监控中心，并应用计费软件记录、分析集中供热计量的所有数据，生成收费依据。系统功能：（1）应用自动抄表系统，一个中等城市的热表抄表工作可以在十几分钟内抄完，抄表成本降低90%。（2）提高抄表准确率，准确率达99%以上。（3）杜绝不利于社会安定的因素自动抄表对用户正常生活的无任何干扰。（4）有利于供热管理精细化系统可以对用户、楼栋、小区、管线按任一时间周期进行分析并形成相应的曲线，为供热公司提供实时、可靠的数据作为决策依据。（5）实时监控，有利于及时排障、实时监测每只热量表、热分配表的工作状态，对于因外界某些因素的损坏而造成的热计量故障，可以及时派维修人员进行检修。

2.2 供热管网远程监控调节系统 该系统引入智能分时段供热负荷控制、阀门远程调控等技术将整个供暖系统中分散在不同区域的所有供热管网集成为一个集中监控系统。很好的解决了供热计费条件下管网调控的技术难题。此外，该系统对大型共建筑等分时段用热特点十分鲜明的建筑实现了智能分时段供热。在建筑回水管道安装分时段控制智能电动流量调节阀，通过自动调节电动调节阀的开度，实现建筑需要多少热能管网供应多少热量。只有这样系统才能在保证供热质量的前提下，减少热量的供应达到节能目的。智能分时分区供热控制实现负荷的分时分区智能控制的同时，还会将热负荷的变化反应到热源的热功率输出上，做到热源的热功率输出与热负荷热量需求的精确匹配，大大节约热能。

3、热源及换热站运行优化控制系统 热源及换热站运行优化控制系统是一套面向集中供热领域开发的全网级集散型控制系统，该系统能够根据气候变化调节热源热功率输出，同时能够根据热负荷变化调节热源热功率输出，在自动化控制上实现了协调联动，完全达到了集中监控、统一调度的目的，从而有效地解决了现有供热系统能效低、自动化程度不高等问题。该系统把通过技术改造节约的热能和热用户的行为节能落实到了热源少耗能上，实现了系统真正节能。

3民用建筑采暖供热系统设计的改善

针对上述所说的能源浪费问题，可正确选择运用现代化分户计量采暖系统，该系统可以单独控制各采暖用户，也就是各热用户单独使用一个供回水体系，实行一户一表制，能够单独对用户实施计量、调节和关断等工作，并且不会对其他用户造成影响。分户计量采暖系统可划分为单管制采暖系统和双管制采暖系统[3]。

3.1单管制采暖系统

单管制采暖系统包括单管水平串联系统与单管水平跨越系统。

3.1.1单管水平串联系统属于较为常见的一种采暖系统，通常会在各住宅单元装置上总体的供回水系统，而各层用户就是一个单独的小系统。该系统能够竖向无穿各楼层立管，不会对墙面装修造成影响，缺点是无法满足分室控制温度的要求，且所有散热器都需要设置放气阀。

3.1.2与单管水平串联系统一致，单管水平跨越系统同样要装置一个总体的供回水系统，并且可在管道井装置上该系统的供水立管和回水立管。该系统的应用可满足分室控制温度的要求，且竖向无立管，对墙面装修无任何影响，同时还要将放气阀设置在所有散热器上。

3.2双管制采暖系统

双管制采暖系统包括双立管并联式系统和水平双管系统。

3.2.1应用双立管并联式系统时，热用户仅需在散热器支管上装置调节阀就能够实现介质流量的调节，以满足各用户对热舒适性的需求，达到节能的目的。但使用过程中，应注意三个问题：①楼层过多易产生垂直失调，具体垂直高度应不大于三层，限制了该系统的实用性；②增加了穿越各楼层间的立管数；③系统设置有热量分配表才可使用。

3.2.2应用水平双管系统能够有效防止垂直失调问题的产生，且能够满足各热用户独立系统的要求，有利于实施热量表的装置工作，促使散热器的个体调节能够得以实现[4]。水平双管系统可以在一定程度上改善供热系统常发生的垂直失调问题，实现分室控制实际温度。

水平双管目前住宅使用的比较普遍，水平管多采用埋地敷設，据有关部门测算，双管制供热管道，一般情况下可以降低工程造价的25%（采用玻璃钢做保护层）和10%（采用高密度聚乙烯做保护层）左右；另外双管系统作为变流量系统较之单管系统散热器热量更易调节，易控温，并联支路更易达到平衡，节能效果更好；使用寿命长，只要管道内部水质处理好，保温管道使用寿命可达30年，甚至更长。另外占地少、施工快，有利于环境保护和减少施工扰民。水平双管系统缺点是整体降低了空间高度，管道埋于垫层，难于做出坡度，不利于系统排气、泄水；由于供回水干管采用化学管材，需降低热源的供回水温度（80℃/60℃～70℃/80℃），能耗及散热器数量会有所增加。

4结束语

综上所述，在民用建筑的采暖供热系统设计上，一定要进行合理规划与设计，只有这样才可以获得良好的系统控制与计量功能，使能源不必要的浪费情况得到有效减少，在提高供热实际社会效益的同时，也增加了自身的经济效益。

参考文献：

[1]芮仁华.南京规范推广应用太阳能集热器[J].能源研究与利用，2007.

[2]李全宝.供暖系统与热水锅炉的安全经济运行[J]. 中国设备工程，2005.