集中供熱住宅分戶熱計量系統(tǒng)

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　一、供暖負荷計算

　　《設計技術規(guī)程》在供暖負荷計算方面與過去傳統(tǒng)的負荷計算相比，最主要的區(qū)別在于要按6℃溫差計算戶間傳熱量。其目的是為了實施分戶熱計量后，鄰戶可能實施間歇供暖，大幅度自主調節(jié)供暖負荷，從而產(chǎn)生戶間傳熱對用戶的供暖影響?！对O計技術規(guī)程》還規(guī)定，戶間傳熱負荷不計入外網(wǎng)供暖總負荷中，只計入戶內供暖總負荷，且不宜大于基本供暖負荷的80%。

　　1.戶間傳熱量的確定

　　目前，暖通界一些同仁對于按6℃溫差計算戶間傳熱，持不同的看法。認為在同一建筑內，處于不同位置的未供暖住戶與其相鄰的供暖住戶之間的溫差是不同的。筆者通過實際工程設計計算同樣發(fā)現(xiàn)，當處于東西邊單元頂層的最不利住戶不供暖，而與其相鄰的其他住戶都供暖時，戶間溫差遠>6℃（約為11℃左右）。而相同戶型處于中間單元中間層時，戶間溫差6℃的不利戶型，可采取將戶內溫控閥的鎖針控制在12℃-14℃，通過戶內散熱器散熱及溫控閥調節(jié)來補充此部分熱量并隨室外溫度的變化進行熱量調整。而在熱計量收費時，應根據(jù)戶型的位置及朝向具體測算，從而對用戶實際的用熱量進行適當修正。這樣，較能體現(xiàn)按熱收費的合理性及公正性。

　　2.內外圍護結構的熱阻對戶間傳熱的影響

　　熱作為一種商品已開始走千家萬戶。而它所具有的熱傳遞的特性使得戶間傳熱越來越受到關注。要使分戶計量按熱收費更趨于合理、公正，就應盡量減少戶間的熱干擾。

　　文獻[1]式（3）中不難得出，欲減少戶間傳熱量，就應在提高外圍護結構熱阻的同時，適當提高戶間墻及樓板的隔熱性能。由于戶間維護結構隔熱性能的改善只能減少戶內供暖設備，并不能降低整個建筑的能耗，因此，根據(jù)目前國力，住宅設計仍較注重外圍護結構的節(jié)能效果，基本沒有考慮改善戶間圍護結構隔熱性能，致使戶間傳熱量占基本熱負荷的比例越來越大。

　　以晨光家園B區(qū)1號樓為計算實例。本樓為6層住宅，體形系數(shù)

A戶型標準層平面圖

　　由于該樓為節(jié)能示范工程，采用了外墻外保溫的節(jié)能技術，內外圍推護結構的熱阻，均比現(xiàn)行節(jié)能設計標準有所提高。即：外墻=0.85W/M²K，外窗：K=2.50W/M²K，屋面：K=0.80W/M²K，樓梯間隔墻：K=1.47W/M²K，分戶隔墻：K=1.20W/M²K（兩邊60mm陶粒砼，中間30mm聚苯板）各層樓板：K=1.26W/M²K（自上而下：30mm厚面層作法，40mm現(xiàn)制C20細石砼，20mm自熄型聚苯板，110mm鋼筋砼樓板）。如本樓內外圍護結構按現(xiàn)行《民用建筑節(jié)能設計標準》（下稱標準）取值。即外墻K=1.16W/M²K.外窗：K=4.0W/M²K 屋面：0.80W/M²K 樓梯間隔墻：K=1.83W/M²K 分戶隔墻：K=2.79W/M²K 各層樓板：K=2.83W/M²K.計算比較如下：

　　注：（1）戶間傳熱系數(shù)：0.5。

　?。?）散熱器采用內腔無砂鑄鐵750型散熱器。

　?。?）Ⅰ：為不計入戶間傳熱。Ⅱ：計入戶間傳熱，傳熱系數(shù)K按現(xiàn)行《標準》取值。Ⅲ：外圍護結構傳熱系數(shù)K按提高《標準》取值，內圍護結構傳熱系數(shù)K按現(xiàn)行《標準》取值。Ⅳ：內、外圍護結構傳熱系數(shù)K均按提高《標準》取值。

　?。?）戶間溫差按實際計算。

　　上表數(shù)據(jù)表明，與過去傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)計算方法相比（按Ⅰ取值），當計入戶間傳熱時，該戶散熱器片數(shù)比Ⅰ增加了約62%.當只增加外圍護結構熱阻時，散熱器片數(shù)比Ⅰ值增加了約23%，比Ⅱ減少了約24%，當內、外圍護結構熱阻同時增加時，散熱器片數(shù)與Ⅰ基本持平。比Ⅱ減少了約35%.說明如單純增加外圍護結構熱阻，也能有效降低戶間傳熱，但戶間傳熱占基本耗熱量的比例會有所增加，因此，內、外圍護結構熱阻同時增加是更理想的。當然，從土建上來講，增加戶間圍護結構熱阻會進一步增加土建投資，且隔墻兩側會各多占2mm寬度，在資金不充足的情況下，應首先考慮外圍護結構的改善。但從另一方面來說，增加戶間圍護結構熱阻可心降低戶間傳熱及噪音干擾，可以減少戶內散熱器數(shù)量。就樓板而言，由于采暖系統(tǒng)管道埋地敷設，本身就需60mm～70mm墊層，因此樓板除去沿墻500mmm的管道敷設帶外，其余均可利用墊層做20mm～30mm聚苯保溫，對層高不會產(chǎn)生任何影響，而且能夠降低樓板荷載。

　　二、戶內采暖系統(tǒng)形式的選擇

　　《設計技術規(guī)程》中明確規(guī)定：新建集中供熱住宅應采用共用立管的分戶獨立系統(tǒng)形式，可供選擇的戶內型式有：上分雙管式戶內系統(tǒng)，下分雙管式戶內系統(tǒng)，水平串聯(lián)跨越式戶內系統(tǒng)，放射雙管式戶內系統(tǒng)以及低溫地板輻射式供暖戶內系統(tǒng)等。型式多種多樣，而采用何種型式，則應綜合各方面的因素分析確定。必要時，還可采取一定的措施揚長避短。

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　　1.采用上分雙管式戶內系統(tǒng)，供回水管布置在本層頂板下。

　　此型式類似于傳統(tǒng)的上分雙管式系統(tǒng)。無需加墊層，可降低樓板荷載，爭取較大層高：由于并聯(lián)，散熱器熱量可調節(jié)，工況穩(wěn)定；管材可采用金屬鍍鋅管，管材管件便宜，施工安裝、檢修方便；可按要求設計坡度，系統(tǒng)管道處于高點，戶內系統(tǒng)最低點可設泄水。但由于采暖水平管及立和立管均明裝，影響戶內美觀，末端自動排氣不易解決，故常不被采用。但也有特例，當住宅結構形式為鋼結構時，配合結構特點將水平管及立管設在工字型鋼梁、鋼柱內，既不影響美觀，也能保持此種型式的所有優(yōu)勢。在晨光家園B區(qū)鋼結構實驗樓設計中，已采用此種系統(tǒng)形式。既使普通結構形式的住宅在層高≥2.8m時，如能通過局部吊頂裝修解決美觀問題，采用此種型式也是很適合的。

　　2.下分式單管，雙管戶內系統(tǒng)

　　兩種戶內系統(tǒng)相比，共同的優(yōu)點是：供回水干管均設于本層樓板上墊層內。墊層厚度為60mm至70mm.戶內不見干管，使戶內更美觀。缺點是整體降低了空間高度，管道埋于墊層，難于做出坡度，不利于系統(tǒng)排氣、泄水；由于供回水干管采用化學管材，需降低熱源的供回水溫度（80℃/60℃～70℃/80℃），能耗及散熱器數(shù)量會有所增加。兩種系統(tǒng)的不同點是：單管較之雙管系統(tǒng)形式更簡單，管材閥門及配件用量少，投資相對節(jié)??；埋地管與散熱器連接在墊層內無接頭，不影響散熱器安裝高度，施工效果好，更美觀。而雙管系統(tǒng)作為變流量系統(tǒng)較之單管系統(tǒng)散熱器熱量更易調節(jié)，易控溫，并聯(lián)支路更易達到平衡，節(jié)能效果更好。單管系統(tǒng)的主要問題出在三通調節(jié)閥門的流量分配能力有限，末端散熱器數(shù)量較多，即使安裝單管溫控閥，也不易保證溫控閥穩(wěn)定在高效區(qū)工作，且由于熱量分配計算復雜，散熱器數(shù)量不易穩(wěn)定，因而不被為業(yè)內人士看好。目前，國內市場上推出一種由國外進口的單雙管H型閥門，此閥在應用于單管系統(tǒng)時，把旁通支路打開，可通過調節(jié)旋鈕在初調節(jié)時將旁通支路與散熱器的流量比例調整到設定數(shù)值，使溫控閥能穩(wěn)定在高效區(qū)工作，此閥門還具有泄水功能，為檢修單組散熱器提供了方便。此方法如能部分解決上述單管系統(tǒng)的弊端，則戶內單管系統(tǒng)型式在中、低檔次住宅設計中，應可以廣泛采用。

　　（二）溫控閥門的應用

　　按照《設計技術規(guī)程》中6.3.2規(guī)定，散熱器供暖系統(tǒng)的溫度調節(jié)控制設施，雙管系統(tǒng)可在每個散熱器上采用自力式兩通恒溫閥或高阻手動調節(jié)閥。單管跨越式系統(tǒng)可在每個散熱器上采用三通調節(jié)閥或自力式三通恒溫閥。究竟如何選擇呢？現(xiàn)階段，由于分戶計量按熱收費的政策并沒有真正實施，國家政策落后于設計法規(guī)要求。開發(fā)商普遍不愿在戶內系統(tǒng)上過多投資，認為分戶系統(tǒng)可計量，能夠鎖閉，便于物業(yè)管理就行了，計量裝置基本處于預留位置的狀態(tài)，面對市場現(xiàn)實，筆者認為，戶內系統(tǒng)控制設備的選擇，應根據(jù)住宅的物業(yè)檔次，以及開發(fā)商的投資計劃，在保證基本調節(jié)控制功能的前提下，盡量減少投資，不應完全照搬國外的模式。如自力式兩通恒溫閥的價格是同管徑國產(chǎn)高阻手動調節(jié)閥的3-4倍。即使恒溫閥只安裝閥體，不裝感溫包，價格仍是高阻閥的2倍之多。三通恒溫閥與三通調節(jié)閥相比，也是如此。因而，在新建回遷住宅、經(jīng)濟適用住宅這類開發(fā)商要求不高，投資較低的采暖系統(tǒng)設計中，可只在系統(tǒng)入戶處第一組散熱器前加一個溫控閥，將感溫包接至起居室或末端有代表性的房間，而其余散熱器上均按系統(tǒng)形式安裝高阻閥或三通調節(jié)閥。這樣，既可滿足分戶熱計量的功能，也可滿足熱安用熱用戶需求間歇供暖，自主調節(jié)的目的。此方案已在璽萌麗苑住宅小區(qū)采用，經(jīng)過一個冬季的系統(tǒng)運行，效果令人滿意。值得注意的是：當戶內面積較大時，由于單管系統(tǒng)的調節(jié)能力有限，即使溫控閥開度能達到起居的室溫，系統(tǒng)末端的房間也可能會出現(xiàn)溫度達不到要求的情況。因此，此方案運用在單管系統(tǒng)中應慎重。

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　　以40℃-60℃的熱水熱媒，將加熱管鋪設于樓板上墊層中的低溫輻射供暖，墊層厚度≥90mm，供回水溫差5℃-10℃。

　　此系統(tǒng)由下自上輻射散熱，熱舒適性強；戶內不設散熱器，擴大了房間的有效使用面積；化學管道在墊層內無接頭，系統(tǒng)更安全可靠；熱媒溫度低，溫差小，使化學管材使用壽命更有保證；每個房間的熱盤管均與分集水器的一組供回支路連接，并通過調節(jié)閥使室溫可調；系統(tǒng)熱容量大，熱穩(wěn)定性好。該系統(tǒng)較適用于物業(yè)水平較高，層高≥2.9m，房間面積較大的住宅。

　　筆者在平時工程設計中，已幾次遇到這樣的情況，少量新建住宅建在舊有住宅小區(qū)內，小區(qū)內的熱源有承擔新建住宅熱負荷的能力，開發(fā)商也要求利用現(xiàn)有熱源。但無論從系統(tǒng)水質上還是從系統(tǒng)的控制形式上，現(xiàn)有熱源都無法滿足新的分戶熱計量系統(tǒng)的要求。通過綜合分析發(fā)現(xiàn)，較為理想節(jié)省的解決辦法就是在新建住宅內建一個小型的熱交換站，將一、二次水完全分開，二次水系統(tǒng)按新的采暖系統(tǒng)型式進行運行控制。由于舊有住宅小區(qū)內的鍋爐房，熱效率普遍偏低，一般供回水溫度都在75℃/55℃左右，即使采用小溫差板式換熱器也很難滿足散熱器供暖系統(tǒng)熱媒的要求，且板換片數(shù)過多，造成投資較高（35-40萬元/10000㎡建筑面積）熱效率很低，最適合的戶內系統(tǒng)就是采用低溫地板輻射供暖，由于該系統(tǒng)所需的熱媒溫度低，一、二次側換熱溫差大，可較大提高換熱效率，較之前者板片數(shù)少，一次用水量低。因此，在舊有小區(qū)中新住宅，采取建立小型熱力站及低溫地板輻射采暖系統(tǒng)結合，不失為一個對各方面都有益處的選擇。

　　三、結論

　　綜上所述：

　　1.在熱平衡計算軟件尚未出臺之前，仍應采用6℃溫差計算戶間傳熱，對于由于戶間溫差不同所造成的誤差，應在按熱計量收費時，通過具體測算，對用戶實際的用熱量按所處位置不同進行修正。

　　2.相對于采暖系統(tǒng)的節(jié)能，內、外圍護結構的節(jié)能更具有主動性，潛力更大。在發(fā)送外圍護結構的基礎上，根據(jù)具體測算，綜合分析技術、經(jīng)濟、實用等多方面因素，適當提高內圍護結構的隔熱性能，對于充分改善熱環(huán)境，對于合理收取熱費是有利的。

　　3.戶內供暖系統(tǒng)多種多樣，各有利弊，根據(jù)目前的國情、國力，選擇何種系統(tǒng)型式，應根據(jù)不同的建筑條件，物業(yè)裝修標準，功能使用要求，熱源供熱能力，管材及施工技術條件等因素綜合分析確定，選擇最適合的系統(tǒng)型式。