探究建筑采暖設計的共性問題

梁蘊峰(哈爾濱鐵路局設計院有限公司, 黑龍江 哈爾濱 150001)

探究建筑采暖設計的共性問題

梁蘊峰(哈爾濱鐵路局設計院有限公司, 黑龍江 哈爾濱 150001)

近年來民眾生活水平快速提升，對建筑采暖建設提出更高的要求。通過強化建筑采暖設計研究，有助于推動建筑業發展。截至目前，大部分建筑能耗主要為采暖，我國采暖技術不夠成熟，存在一些問題，還需要深入研究，在保證建筑物采暖效率的基礎上，最大程度降低能源消耗。有鑒于此，本文中主要分析建筑采暖設計中存在的問題，并給出具體解決措施，提高采暖設計質量。

建筑；采暖設計；共性問題

建筑采暖工程具有極強的專業性與綜合性，采暖工程實際開展流程較為復雜與繁瑣，涉及到如何使用其他工種與學科，只有有機融合不同學科內容并優化，才能確保建筑采暖工程質量，大幅度降低建筑投入使用后出現質量與安全問題的概率，如采暖管道滲水等。實際中把握采暖工程設計要點并做好質量管理工作，具有重要意義。本文中主要分析建筑采暖設計的通病問題。

1 采暖設計概述

我國北方建筑設計過程中采暖是必不可少的一部分，主要指的是施工單位根據業主意愿及要求對建筑進行集中供熱，通過供熱有效控制室內溫度，為人們提供一個舒適的居住和工作環境。建筑采暖設計要素主要包括熱媒設計溫度、水力平衡比及系統補水。

1.1 熱媒溫度設計

熱媒設計溫度通常根據舒適度、安全性及節能性等原則綜合考慮、計算后確定。散熱器熱水系統的主要因素就是熱媒設計問題，通常要求供水溫度≤95℃，同時確保常壓狀態下熱媒不會出現汽化。當降低熱媒溫度后，適當增加散熱器數量可以大幅度提高舒適度。

1.2 系統補水設計

建筑采暖設計必須控制分室溫度。尤其是分戶熱計量的住宅用戶，特別需要采用分室設計的方法，保證室內有足夠溫度，充分滿足客戶的供暖需求。但目前主要采用集中供暖配置方法，通過水力平衡計算的方法，避免影響系統失調與恒溫閥。

1.3 水力平衡比

水力平衡比主要針對散熱器數量來說，系統水利情況直接決定采暖設計方案的效果。熱水采暖系統各并聯環路間的計算壓力損失相對差額≤15%。精確計算水力平衡比有助于提高建筑采暖設計安全性與可靠性，還能大幅度提高建筑采暖設計的使用壽命。

2 采暖設計通病分析

2.1 設備選擇及布置

目前市場上散熱器種類很多，這意味著用戶有著很多選擇，散熱器種類選擇異常重要，直接影響到采暖效果與系統使用壽命。市場上散熱器魚龍混雜，一部分散熱器質量不過關、存在安全隱患，不能滿足設計標準且存在偷工減料的現象，無法有效發揮散熱器性能與作用。而造成采暖系統堵塞的主要原因就是內腔砂粘，其主要原因就是工藝不合理、設備加工粗糙。

2.2 豎向壓力的問題

若是實際建筑熱水采暖高度≥10m，此時為保障采暖效果，需要采用豎向分區方式。豎向分區的主要目的是減少散熱器承受的壓力，但實際使用中頻繁出現散熱器滲漏問題，直接阻礙采暖順利進行。部分設計人員將分環當作豎向壓力進行分區，這種錯誤的做法，雖然可以實現水力平衡，但不能分別對高低壓區進行施壓。

2.3 采暖管道問題

采暖管道位置偏差較為常見，主要在于位置計算措施。原因主要有：未能統一時間開展室內、外管道設計；室外管線坡度不合理，設計時必須對室內外坡度進行設計，滿足管道布置需求，但設計時不能確保坡度計算的準確性，造成放空閥與泄水閥位置不合理，出現阻氣現象。

3 建筑采暖設計問題的解決措施

針對上述問題，應從四方面進行論述，給出具體解決措施，提高采暖設計質量及使用壽命。

3.1 控制熱媒設計溫度

熱媒設計溫度要考慮熱源、距離及其他可能因素。如，通過較低溫度以此熱媒的換熱得到二次熱媒，或是為提高耐用性選擇塑料管，或設計參數直接采用85/60℃。但是，想要再次降低散熱器的熱媒設計參數已經不可能，原因在于比較基礎選擇95/70℃，熱媒平均溫度降低10℃，散熱器數量需要在原基礎上增加五分之一。實際中存在很多通過降低散熱器采暖熱媒設計參數的現象，主要為部分開發按建設單位提供設計條件時，熱媒設計參數并沒有按照熱源實際運行工況進行，如設計方案中提出供水溫度僅有70℃。設計人員如果不深入分析，計算時就會選擇這種低參數展開，造成散熱器數量大幅度增加，造成成本增加，實際中出現同一熱源的不同建筑物散熱器數量相差極大，有時甚至出現懸殊的兩倍，引起溫度失調。

3.2 控制水力平衡比

前文中講述過，水力平衡比相對散熱器數量來說，系統水力工況直接決定采暖效果。實際設計中存在極少數設計人員不重視水力平衡計算，造成問題出現。如某普通住宅采暖設計時，室內采暖系統采用上供下回單管順序式，為干管異程，衛生間、廚房散熱器選擇高頻焊鋼制，其余房間散熱器均采用四柱型鑄鐵。一段時間住戶反映室內溫度偏低，設計人員初次判斷建筑保溫質量存在問題，因此在整個建筑中均勻增加散熱器，經過計算在原有基礎上增加20%。再次供暖后，同一熱源供暖的其他建筑物均正常，但本工程系統末端，特別是下層溫度扔依舊偏低。通過現場調查隊系統開展水利平衡驗算，結果表明不平衡度較大。衛生間與廚房立管管徑均為DN15，其余立管均選擇DN20，入口處53#立管帶6層，含有27片散熱器，存在大約580Pa的阻力損失，系統末端64#最不利帶7層，含有63片散熱器，其中高達3700Pa阻力，再算上供回水干管中的阻力損失，計算得知兩根立管的不平衡度高達800%，遠超過相關規定。在各層均勻增加散熱器后使得這種垂直失調加劇。我與設計人員共同調節系統，建議采用精細調節的維修方式，雖然一定程度上改善這種情況，但難以解決先天性問題。這點充分表明粗放設計的系統雖然可以供暖，但其存在很多難以調節的問題。

3.3 控制系統補水效果

再如一供暖建筑，總面積為25wm2，為居民小區，其中存在水利失調的室內系統末端底層住戶，采暖期間底層住戶存在很奇怪情況：每晚8、9點鐘后，室內散熱器就出現降溫情況，直到后半夜散熱器停止散熱，次日清晨后逐漸恢復熱度。深入調查分析后，出現此問題的主要原因在于頂層住戶有這樣一個習慣：臨睡前與次日清晨都會手動放風，加重自動排氣閥后，這種情況得到一定程度緩解，但供熱系統中依舊含有大量空氣，需要徹底解決此問題。深入分析后，原因在于供熱系統設計過程中并未設置膨脹水箱或膨脹容積，通過大功率補水泵實現補水定壓，利用電接點壓力表控制水泵關停。壓力表設置在管路上，考慮指針擺動情況，上下限值的鑒定間距不能較小，這就造成泵停后重新啟動需要一段時間。啟動所需的這段時間內，考慮水的不可壓縮性及系統泄漏，系統中總會進入空氣，這些空氣直接積存在流量較小的系統末端頂點。該工程已經沒有條件設置膨脹水箱和足夠容積的氣壓水罐，直接選擇采用大于系統泄漏量的小功率補水泵，補水泵功率≤750w，確保整個系統連續運行，若流量＞系統泄漏量，經過限壓閥回流至軟水箱，有效解決此問題。

3.4 選擇合適的散熱器

充分考慮系統特性，選擇符合當地特點的散熱器，最大程度規避散熱器的不足，揚長避短，充分發揮散熱器的作用。這里簡單介紹兩種常用的散熱器。(1)鑄鐵散熱器。這是一種廣泛應用且具有極強應用范圍的散熱器品種，其主要不足表現為：體型龐大、不緊湊，如一些陳舊型號：鐵鑄四柱、鑄鐵長翼型等，這類散熱器不能滿足現代節能要求與裝飾要求；激烈市場競爭條件下，部分生產廠家通過偷工減料的方式降低成本，經常無法達到額定散熱量；系統堵塞的主要原因就是內腔粘砂；加工與鑄造工藝過于粗劣，組對接口存在滲漏情況。目前已經成功生產類似高檔鋼制散熱器及內腔無粘砂的鑄鐵散熱器，目前已經形成生產能力，其有著廣泛實用性，有著較大發展空間。(2)鋁制散熱器。這是一種新型的、高效的散熱器，實際中也會出現腐蝕穿孔的情況。除了材質構成外，很多東西都會對鋁產生腐蝕，如水質偏堿、氯化物超量等，雖然提出內防護的要求，但工藝難度偏大，且檢查繁瑣。鋁制散熱器不適合以鍋爐為直接熱源的集中供暖系統，因為熱水鍋爐水質標準要去其pH值為10-12，會對散熱器產生腐蝕，但是可以用于熱網集中供熱、用戶側為經熱交換的二次熱媒系統。

4 結語

總而言之，建筑采暖設計時必須遵循規范與設計準則，在確保采暖質量的基礎上，從不同角度完善實際方案，提高采暖設計質量，充分滿足客戶的需求，最大程度提高施工單位工作效率與經濟效益，提高施工單位核心競爭力。此外，建筑采暖設計過程中充分考慮施工情況，制定出最符合客戶要求的設計方案，確保施工順利進行，實現采暖系統高效運轉。希望通過本文論述，可以為同行提供一定經驗借鑒與參考。

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