民用建筑采暖供热系统设计方式

展妍婷

宁夏建设职业技术学院 宁夏 银川 750021

最近几年，我国进入了经济发展快车道，人们的日常生活水平显著提升，愈加注重自身居住条件，因而采暖系统也就被大量应用于民用建筑中，但其供热情况却暴露出了诸多问题。所以，在旧建筑物的改造中，应根据自身实际情况对相应的供暖系统做出选择，并运用，促使按户计量热费的要求顺利实现。针对节能问题，要对能源利用前的处理引起重视，即在规划设计供暖系统时，不仅要思考这一系统的实际经济效益，还应充分考虑到其具体节能前景。

1 民用建筑采暖供热系统的组成

1.1 建筑供暖系统的散热设备

散热设备在供暖房间中同时发挥着放散热的作用，由带热体负责释放热量，增加室内温度。针对散热器而言，国家做出了明确规定：应运用体型紧凑、使用寿命比钢管长、清扫方便的散热器。现阶段，市场中拥有诸多散热器品种，市场竞争激烈，但也要注意在使用散热器时，会出现各种问题。一个产品，要想具有较强的生命力，促进其与客观条件相适应的性能提升，才是其优化方向[1]。当前，几种使用频率较高的散热器有柱型散热器、板式散热器、扁管式散热器、钢串片对流散热器等。

1.2 建筑供暖系统的管网

管网简单来说就是闭式循环管道网络，其由热源把热媒输送到用热单元中，在散热冷却后返回热源。

1.3 建筑供暖系统的热源

我国建筑供热采暖普遍是集中供暖，热暖包括区域锅炉、热电联产。集中供热，即借助管网将由集中热源形成的蒸汽、热水的方式，为需要采暖提供所需热量的方式[2]。集中供热提供的热源具有一定的可靠性和稳定性，品质较好，同时可以使能源得到有效节省，以免污染城市环境，社会效益、经济效益较高。最近几年，由于能源构成改变比较大，因而在一定程度上也丰富了住宅供热采暖系统，天然气走进千家万户，独立的分散式采暖设备、系统也得到运用。因为此系统规模不大，可以将室温冷热不均匀的问题有效解决，同时防止浪费能源，计量也更加简便，如此便使供热收费难度大的难题得到了解决，为此设备的良好发展提供了重要保障。

2 传统采暖系统的主要形式和优缺点

过去主要通过锅炉房来为民用建筑供暖，采用的是单管上下回式采暖系统，采暖范围不包括住宅楼梯间[3]。尽管此系统在排气方面比较方便，但在运行和管理方面仍存在诸多缺点。第一，并未统一规定楼梯和相邻房之间的热负荷，散热器并未均匀分布。同时住户在装修过程中，用各种方式将管路形式改变，把散热器片数减少或增多，对整个系统的平衡性造成了破坏。严重的跑冒滴漏现象经常让居民怨声载道。第二，一般来说，和住宅情况相比，公共建筑的供热情况和使用性质有所区别，无法单独控制。一些建设单位为了在造价方面节约资金，经常是一个控翩装置用于多个建筑中，进而难以平衡外网。让包烧费、取暖费无法统一收取，且集中管理的难度也很大。为有效解决由以上问题造成的不良后果，可采用以下方法：由供暖系统实行不间断供暖，用户单独进行控制、计量与循环。在设计上可对单双管垂直系统予以采用。此设计方法均有诸多优点，如造价成本低、采暖性能良好、系统简单等优点，但因为用户以自身需求为基础开展局部调节工作也存在一些不足，浪费能源。但随着居民生活水平不断提高，很多自购住宅用户纷纷将关注点放在了供热系统的节能上，由此也愈加凸显传统采暖系统的弊端，详细而言，主要表现在下述几点。

2.1 缺乏个体调节能力

通过将单管垂直采暖系统应用于民用建筑中，最明显的一个弊端就是不能单独调节房内温度，进而导致大量资源被浪费。这一系统不利于进行小范围的调节，法使用户的舒适度得到改善[4]。站在客观角度而言，此系统的施工人员，因为技术和素质不达标，所有用户不能均匀分配用热，导致底层和顶层冷热不均，浪费诸多资源。

2.2 维修过程能源的浪费

作为一种整套采暖系统，单管采暖垂直系统由上而下密切相连。只要其中一家发生问题，那么就会波及整个系统，使之运行受阻，严重的话还会导致整栋楼无法采暖，显著提高了维修成本。如果在寒冷天气还会出现供水管断裂等问题，严重影响了人们的生活。

2.3 住宅闲置浪费能源

通过将单管串联式的采暖系统应用于民用建筑中，需要所有住户均要用热，不然此系统就无法正常运转。如果用户不不同用热又或是住宅很少住人，强制性供热便会浪费能源[5]。当前，这一情况普遍存在于一些气候温暖但同时又在发展建筑物采暖的地区。

2.4 供热部门管理上难度大

供热部门因为单管垂直采暖系统的应用而不能处理用户拖欠热费情况，对于这一用户的供暖系统未采取相应举措将其中断，进而就让整个建筑物甚至多个住宅的供暖都受到影响，长时间下去入不敷出的现象就会在供热企业中出现，最终出现亏损问题。

3 民用建筑采暖供热系统设计的改善措施

3.1 单管制采暖系统

单管制采暖系统主要涉及了两种系统，即单管水平跨越系统、单管水平串联系统[6]。两种采暖系统运用的优化策略均有所不同。对于单管水平串联系统而言，其是一种典型的供暖系统。在整个民用建筑住宅单元上，科学设计总体的供回水系统，如此每一层用户便可独立使用系统，总系统控制此独立系统。而针对供暖供热系统浪费能源的问题，单管制采暖系统便可以使这一问题得到解决。此系统可以竖向不穿越各楼层的立管，不会影响墙面装修，将放气阀设置在散热器上，可以使能源浪费的问题有效解决。和单管水平串联系统相比，单管水平跨越系统具有相似之处，其也需要一个总体的控制系统进行控制，即需要对一个总体的供回水系统进行装置，而因为是水平跨越系统，在管道井中设计回水立管和供水立管。同回水立管和供水立管进行对比，此系统在竖向立管和分管控制问题方面都有所优化，具有一定的先进性，同时和水平串联系统相同，也需要在散热器上设置放气阀。

3.2 双管制采暖系统

双管制采暖系统主要囊括两种系统，即水平双管系统和双立管并联式系统。第一，设置水平双管系统，可预防垂直失调的情况，并迎合各热用户对独立系统的需求，对热量表装置工作的开展有利，以顺利实现散热器的个体调节。水平双管系统可改善上述所提到的情况，对实际温度进行分室调节[7]。现阶段，在住宅中经常使用水平双管，水平高普遍选择设置在地下，并开展全面测算活动，、针对双管制供热管道而言，使用玻璃钢做保护层可以节省25%的工程造价，使用高密度聚乙烯做保护层可明显降低成本投入。

除此之外，和单管系统散热器相比，作为变流量系统的双管系统更容易调节热量，温度控制难度小；使用时间更长，并将内部水质进行了有效处理，保温管道可以使用三十多年。除此之外，施工快、占地少，对保护环境有利，同时可以避免干扰民众。但水平双管系统促使空间高度降低，管道埋在垫层，坡度制作难度大，对系统泄水、排气不利；因为供回水干管选择化学管材，可在一定程度上降低热源的供回水温度，如此便会加大能耗和散热器数量。第二，使用双立管并联式系统的过程中，热用户只需要将调节阀装在散热器支管上，便可以调节介质流量，可积极迎合用户对热舒适性的需求，有效节省能源。但在使用时，应对下述几个方面引起注意：首先，楼层过多，容易导致垂直失调，垂直高度应小于三层，对此系统的使用性造成了限制。其次，增加了楼层间的立管数量；最后，安装热量分配表便可正常使用。

4 民用建筑采暖供热系统设计要点

为了方便研究，本文以某建筑工程为例，探讨了采暖供热系统的设计要点、本工程是民用建筑，总建筑面积1680.8立方米，建筑框架结构主要为混凝土，总共六层，每层两户，整个小区一共有六个单元。下面着重分析了此小区住宅采暖供热系统的设计要点。

4.1 设计参考资料

本工程所在地区11月到次年3月的平均温度如表1所示。

1998年1月1日起试行的《高等学校会计制度（试行）》文件明确规定，高校会计核算一般采用收付实现制，对固定资产不计提折旧，仅反映固定资产原值的增减变动情况。这种不计提折旧的管理制度，无法真实反映固定资产的实际价值，也不能真实体现高校教育成本，在实际操作过程中显示出了诸多弊端，如固定资产账面价值与实际价格不符、无法补偿固定资产的损耗等。2013年1月1日起施行新的《高等学校会计制度》（财教〔2012〕488号），该文件明确规定，要求高等学校按月计提固定资产折旧，并做了相应的规定，这为固定资产折旧工作提供了文件依据，固定资产的会计核算也必须根据组织环境的变化而改变。

表1 工程所在地11月一3月温度情况

立足于表1确定本次设计中的设计数据，详细如下：室外计算温度为零下4℃；采暖供热天数为152d；最冷月份平均稳定为-3.8℃；采暖期平均温度为0℃。

4.2 采暖供热系统设计要点

因为本次设计中，采用的是地表水源热泵供暖系统，同时把污水当作低位热源供暖，因此在设计过程中，需要解决污水的水质问题。

4.2.1 污水源系统的解决方案

污水具体水质直接决定了该系统使用效果，对此设计时，需要运用切实可行的措施将污水水质问题有效解决[8]。现阶段，在解决污水水质问题方面，主要采用下述几种方法：第一，若是水质较好，可将中水或二级出水视为污水源热泵的热源。第二，对于污水与水换热器而言，可选择使用浸没式蒸发器，其操作方便，清洁度高。第三，在污水源热泵空调系统中，换热设备极易被腐蚀。当前，铝塑管材、镀铝管材、钛质管材和铜质管材是一种典型的换热管材质。怎对这些管材开展相关污水浸泡实验，得出下述结论：将原有1/3的管壁留下，以此为标准对管材使用寿命予以确定，铜质管材使用时间为两年半，铜镍合金管材为三年，钛质管材却未被腐蚀。对此，该系统最好选择铝塑传热管、钛质传热管。

4.2.2 管材和散热器的选择

4.2.3 管道布置

采暖热力入口要对各种温度计、压力表、阀门、平衡阀、水过滤器和热量表等装置进行设置，其中热量表要将额定流量标注清楚，为订货提供方便。各居民用户需要对户用热表、水过滤器、锁闭阀等进行设置，同时确保一户一表。分户安装热表的时候，水平系统的管道过门处理难度较大，如果可以事先在地面中埋设过门管道，便能合理布置系统管道。实施安护热表计量，增加室内管道，如此，既对美观性造成了影响，同时占有了使用面积，同时会加大家具的布置难度，所以，建筑设计过程中，应采用暗敷设管道的方式。

4.2.4 供暖方案的选择

为了能够确保这一方案中的设备能够稳定运转，需做到如下几点：第一，对三个环路进行设计，水作为一种中间介质，环路1的作用在于向中间介质传输污水热量；环路2作用在于将热量传递到热泵，热泵使得中间介质热量持续上升，环路3中的热媒将热量接收到之后，为建筑室内供暖。第二，在此方案中，利用浸没式换热器集成方案一种的蓄水池、水换热器和污水，这样能够让环路1的设置变少，可以节省前期投资。上述两种方案中，相较于方案一，方案二的投资和能耗都更少，但它们都是间接换热方式，但同时也具有诸多缺点，如传热管腐蚀、传热温差小、传热性能差等。第三，针对污水水源热泵系统，可以将其设计成直接式供暖系统，详细而言，即：在污水蓄水池中安装蒸发器，污水中的热量被蒸发器中的制冷剂吸收，展开蒸发，压缩机收集压缩蒸发的热量，送至冷凝器，借助热煤加热与传递，促使建筑室内温度提升。通过全面分析和考虑，最终决定使用第三种方案。

5 结语

总而言之，采暖供热系统的方式多种多样，当然每种方式均有自身的优点，同时也有一定的缺点。只使用一种方式无法使全部问题得到解决，在加深对各种采暖供热系统设计对象了解的同时，要展开合理设计与规划，在立足于此确保系统功能与控制的良好性，以有效节省能源，在为居民提供热舒适性的同时，促进经济环境效益和社会效益提升。