高层住宅建筑采暖设计浅析

高层住宅建筑采暖设计浅析

朱成凤

杭州天诚空调工程有限公司浙江省杭州市310000

摘要：高层住宅建筑的采暖设计是高层建筑的重要施工设计环节，和住户的切身利益息息相关。本文从高层住宅建筑的采暖设计原则和类型出发，详细的阐述了高层住宅建筑采暖设计的要点，分析了高层建筑采暖系统的选择情况。为高层住宅建筑采暖设计提供一定的参考作用。

关键词：高层住宅；建筑；采暖设计

一、高层住宅建筑的采暖设计原则和类型

1.高层住宅建筑的采暖设计原则

在设计高层住宅建筑的采暖系统设计过程中，要依据建筑物的自身特点来进行设计工作。具体来说，就是要按照高层建筑的楼层平面布局以及建设高度来确定设计的框架，然后，根据高层住宅建筑的采暖特点来对设计方案进行竖向分区考虑，运用整体的分析手段来考量高层住宅采暖设计的科学性和合理性，对于设计过程中遇到的采暖系统热计量等重要内容，依据每个楼层的使用特点和它的目的来明确计量手段。此外，高层住宅建筑采暖系统的设计人员在选择散热器、供暖系统敷设的过程中，应针对不同种类的散热器进行分析研究，从而选择合适的散热器。这一过程，可根据设备系统的承压、负荷、散热效率、占地面积以及楼层布局等来选择实际采暖所用的设备内容。

2.暖通空调系统的类型

暖通空调系统有好多种类型，但是其基本的设计安装原理是相同的。最为常见的空调系统类型为：全水系统、全空气系统、热泵系统、分散式供冷或供暖等。全空气系统的空调空间所有加湿、冷却和加热工作都是通过送风的方式完成的。全水系统是具有风机一盘管、组合通风装置或重力循环式室内末端的系统，未流通的空气通过风口输出或者渗入，较为突出的特点是能够为数量较多的建筑物进行温度的调节，还可以对其进行一定的修改。

二、高层住宅建筑采暖系统的选择

按照不同的载热体的分类标准，采暖工程通常可分为热水采暖、蒸汽采暖和辐射采暖等三种。热水采暖是指用水作为热媒方式形成的采暖系统。蒸汽采暖是通过水蒸气作为热媒的采暖系统。辐射采暖是采用放热的辐射板，将辐射板释放出来的热能直接运送到房间里，让室内保持相对稳定的温度。蒸汽采暖的方式热惰性相对较小，系统温度能够快速变换，从而保证温度的平衡稳定，同时使得室内空间较干燥，所以主要用于人员聚集相对短暂的大会堂、电影院及小型生产车间等采暖建筑物。辐射采暖方式的优点是减少能源的使用和降低空间的使用面积。所以通常被用于车间、厂房、商场、超市等空间高大的大型公共建筑。而热水供暖系统具有效率高，输送热能时无效的损失小，散热设备不容易被腐蚀，设备使用时间长，设备表面温度变化低，能够满足各项检查的需要。具有稳定安全的运行特点。且在集中调节热水的温度方面也较为简单，内部系统的蓄热能力较强，散热效率较好，在建筑当中运用的较为广泛。当前，考虑到开发商的经济情况和住户的实际要求等，高层住宅建筑的采暖设计中热水系统的运用较为多一些。政策明确的指出，在正常的住宅中实行：分室控制热量、分户计量收费，实施由建筑面积收费慢慢的转变成由热量收费的节能形式。因此，中国住宅建筑供热采暖，主要运用热电联产或区域锅炉房作为热源的集中供热采暖的方式。而高层住宅建筑政府通常优先采用热电联产集中供热，分户计量的热水采暖方式。

三、高层住宅在室内采暖设计方面的要点

1.热负荷的设计

对于采用热计量设计的特点来说，其房屋内各个房间在计算采暖热负荷时，主要涉及三方面：一是围护结构的耗热量；二是外门开启时冲入冷风时的耗热量；三是冷风渗透的耗热量。在这三项计算中，围护结构的耗热量主要由两部分组成，即基本类型耗热量与附加类型耗热量。在实际的计算过程中，能够使用公式将三种方法计算出来。即对于冷风状态下的渗透耗热量、基本热耗量和外门开启冲入冷风的耗热量。但在计算附加类型耗热量时候，需考虑风力附加、朝向附加和高度附加因素，在实际的设计当中，应当按照各项在基本热量中所占比例确定。需要注意：（1）当选择高层分户计量设计的时候，用户需要在不同的温度下对室内温度采取调节，要达到这一要求，可以在相应的设计标准基础上升高2℃（2）当对住宅围护结构耗热量进行计算时，需注意以下几点：一是外墙传热系数的选择，应使用考虑包含热桥作用以后的均衡传热系数；二是应该联系供热制度对轻质墙体进行修改；三是如果房间地面和外墙具备供热管道地沟，那么这类房间没必要再次计算地面耗热量；四是地下室如果不采暖，那么顶板需要采用保温材料，同时求出温差传热量。（3）针对选用分户计量与分室控温的设计类型，当相邻房间温差不低于5℃时，需要对通过隔墙及楼板的传热量予以计算。由于考虑邻室没有人居住或者非持续性采暖，那么隔墙或楼板产生的传热量会变大，因此计算时需在常规计算的热负荷的基础上，乘上适当的系数用于体现该部分的传热状况。（4）针对于高层、超高层建筑来说，再加上建筑物高度较高，需要观察热压和风压所带来的影响。一定要注意风速为耗热量带来的不确定因素，要经过实际的计算来确定。

2．系统形式的确定

常见的室内供暖系统有三类：一是单管式；二是双管式；三是单双管混合式。这些系统有着各自的优缺点和适应范围，设计时选用哪种类型的系统，需要依据综合建筑的实际情况判断。一般针对新建集中供暖的住宅室内系统，要结合两方面进行确定：一是分户设置热量表的热计量方式；二是综合建筑实际数值，多数情况下宜使用基于公共立管的分户独立分区式系统类型。此外，当集中供暖系统最低点的工作压力大于规定数值时，需要选择符合节能要求的可靠办法，实现竖向分区，同时做到与和室外管网及热源系统在设计上匹配。最后，在布置高层建筑供暖系统管路时，由于高层建筑供暖系统通常会存在静水压力偏大和层数较多的情况，这会加剧垂直失调问题，在实际的设计方案中，要全面的研究和分析，采取适宜的敷设方式和管路形式，在符合各项设计规范的前提下，还要符合科学的使用方式。

3.选择相应的散热器

市场上销售的散热器琳琅满目，有铝制的散热器、铸铁的散热器和钢制的散热器等。在选取散热器时要依照一定的规则进行：首先遵循国家标准《住宅设计规范》中要求的选择散热器的原则即“应采用体型紧凑、便于清扫、使用寿命不低于钢管的型式”，其次要考虑系统的整体性能，详细的了解不同种类散热器的优缺点，要遵循优中则优的原则来进行选择。

4.水力计算设计

室内热水采暖系统管路水力计算通常是按已知系统各管段的流量和参照选取的经济比摩阻，确定各管段的管径，随后按已知系统各管段的管径和流量，明确它的水力损失点。设计时需要注意的是：（1）供暖系统的水力计算一般从系统中最不利循环环路开始，然后再开始其他方面的水利运算。但它们之间计算的压力损失相对差额不应大于正负15%。（2）当室温调控装置随着室温的变化频繁时，应该降低其调控装置间的干扰因素。增强系统水力稳定的功能，同样也是水力计算当中的核心要素。（3）为了平衡各并联环路的压力损失，可适当提高某些近处支路的比摩阻和流速。（4）计算整个热水供暖系统总的压力损失，宜增加10%的附加值，以此确定系统必须的循环作用力。（5）在水力的计算中一定要注意室内供暖设施的压力损失情况

结语：高层建筑的采暖系统设计，要从实用和科学合理化的方向来设计施工方案，而暖通空调的设计方案的优劣直接影响后期的采暖问题。所以，要重视施工前方案的设计。要严格审查图纸，防范错误的发生，使细节设计较为完善。

参考资料：

[1]龙雨，万传奇.高层住宅建筑室内采暖设计的探讨[J].中华民居（下旬刊），2014.

[2]朱薇，周伟，曲文.昆明高层住宅建筑节能现状探析[J].华中建筑，2012.