浅析建筑采暖设计中通常可见的压力、水力和温度问题

浅析建筑采暖设计中通常可见的压力、水力和温度问题

许德忠  王海礁  范东良  万清博  余勇  田丰泽

(中国建筑第八工程局有限公司, 上海 200000)

摘要：近几年来，我国高层建筑，尤其以高层住宅为代表，经常发生热水采暖系统渗漏，造成家具、装修损坏事故的发生。其中除了散热器或其他构件存在质量隐患，施工安装队伍素质较低等因素，热水采暖受控制措施不当等原因，文章中笔者将从建筑采暖设计中的压力问题分析、建筑采暖设计中的水力问题分析、建筑采暖设计中的温度问题分析三个方面做出具体论述和研究探讨。

关键词：建筑采暖设计；压力；水力和温度问题

Analysis of pressure, water power, and temperature problems commonly seen in building heating design

Xudezhongwanghaijiaofandongliangwanqingboyuyongtianfengze

Abstract:In recent years, China's high-rise buildings, especially high-rise residential buildings, often occur leakage of hot water heating systems, resulting in furniture and decoration damage accidents. In addition to the quality hazards of radiators or other components, the low quality of construction and installation teams, and improper control measures for hot water heating, the author will make specific discussions and research discussions from three aspects: pressure analysis in building heating design, hydraulic analysis in building heating design, and temperature analysis in building heating design.

Keywords: Building heating design; Pressure; Hydraulic and temperature issues

一、建筑采暖设计中的压力问题分析

《采暖通风与空气调节设计规范》第3.3.9条规定：“建筑物的热水采购系统高度超过50m时，宜竖向分区设置”。条文说明作如下解释：其主要目的是为了减小散热器及配件所承受的压力，保证系统安全运行。暖通规范作上述限定十分必要。有些设计在热源处设置分集水器，对高低环分别接出供回水管路，将“分环”可能有利于水力平衡和调节，但不可能对高区和低区分别实施定压，并不能克服低区所承受的较高静水压力。竖向压力分区最好能从热源上就分别设置。不宜分设时，一般采用间接换热的方法。间接换热虽比较稳妥，但换热后二次水的温度降有所降低，致使散热器数量增加。因此，在实际工程应用中，也有采用加压和减压的方法，即：热源系统按低区定压。高区系统供水经加压进人，回水则减压接回低区系统。从理论上分析，高区热媒循环水泵的工作扬程，要附加高低区系统的几何高度，不利于节能，但从技术经济的综合分析，可能仍有可取之处。但采用此种方法，要特别注意减压阀的“动静压差特性”，即：当高区系统水泵停止时，减压阀后的设定压力会升高一个动静压差值，此值在阀的额定流量条件下约为5m，造成低压开式膨胀水箱的溢流，并同时使高区系统污水和空气进入。虽然性能较好的减压阀动静压差较小，但最好还是采用闭式膨胀水箱，或采用不间断运行的变频补水泵定压。

二、建筑采暖设计中的水力问题分析

（一）外网

保温厚度是从控制单位管长热损失的角度来确定的。但在供热量一定的前提下，随着管道长的增加。为了保证距热源最远点的供暖质量，合理利用能源，除了应控制单位管长热损失外，还应控制官网输送时的总热损失。当采暖建筑面积大于或等于5000㎡时，应将200mm至300mm管径的保温厚度，在最小保温的厚度基础上再增加10mm，以使输送效率提高到规定水平。在具体做室内采暖设计之前，应对室外供热管网及单体建筑的热力入口参数有明确了解做单体设计不能仅局限于本建筑范围之内，而把影响因素多，联系面广的供暖工程局部孤立起来。孤立起来的结果是，即使室内的设计理论上基本合理，因管网阻力不均匀，沿途降温等因素影响，管内参数仍可能达不到设计要求。所以要认真做好前期准备工作，掌握基本的技术参数，技术条件，并在设计中采取相应措施，使之更切实际。

（二）热负荷计算

部分人为了保险和安全起见，在计算供暖耗热量时数值越取越大，而每一种因素都是按最不利的情况考虑，也是造成能源浪费的原因之一。对某些形体复杂的建筑物，由于热负荷计算的粗糙，造成不热的现象也时有发生。对影响到局部房间的各项因素和数据，要求我们要仔细分析，使其不遗漏个别项目，并对能影响各房间温度不均匀的因素和数据做充分的估计。

（三）供水于管末端散热器面积的选择

应当重视由于水平供水干管的散热而引起的末端几根立管不热现象。因水平供水干管在不保温的情况下，沿途有热损失，使干管内的水温越来越低。如果末端散热器的散热面积仍按名义供水温度为计算，就会与实际有较大偏差，造成系统末端房间的散热器面积附件10%左右，或者对供水干管进行保温。

（四）管路布置及水力稳定性

在外墙的交角处，由于放热面比吸热面大，交角处空气不易流动，感受室内热量也比平直段少，所以这些交角处的内表面温度都比主体平直表面的温度低。为改善此处的热工情况，在二面外墙的交角布置立管，虽然有时会增加立管数量，但在寒冷地区，特别是朝向较差的二面外墙交角处，是十分必要的。水力稳定性是指这个网路中各个热用户在其他热用户流量改变时，或室内供暖系统中各散热设备在其它散热设备流量改变时，保持自身流量不变的能力，提高热水网络的水力稳定性。可以使供暖系统能正常运行；可以节约无效热能和电能损失，但不利于系统调整和运行调节。因此，在热水供暖设计中，对于提高系统的水力稳定性问题充分重视。

三、建筑采暖设计中的温度问题分析

无论是实施分户热计量的住宅户内采暖系统，还是其他建筑传统的垂直单管或双管系统，从节能和提高热舒适度出发，分室温度控制都是十分必要的。分室温度控制可以是自动的，也可以是手动的。在这方面的商业误导表现为：将分室温度控制等同于采用散热器恒温阀，并认为无需进行水力平衡计算，造成了一些系统的失调和对恒温阀的负面影响。采用质量较好的手动两通或三通调节阀，实施分室温度控制，可能更适合于投资条件受限和供暖不足的普遍实际情况。即使有条件采用恒温阀时，也应该在弄清楚其水力特性基础上，正确地加以应用散热器两通恒温阀的高阻水力特性，适合于双管系统。为适应我国市场的需要，国外又推出了针对单管系统的三通恒温阀和低阻两通恒温阀。因此我们要面对三类恒温阀，而不是不加区别。

用于双管系统的高阻两通恒温阀，又按不同的预置设定功能分成若干型号，其口径一般情况下应采用DN15，少量需采用DN20，无区别的采用较大口径不利于水力平衡。而用于单管系统的三通恒温阀和低阻两通恒温阀，则必须有DN15，DN20，DN25甚至更大的口径，以根据串接散热器的负荷适当选配。双管系统高阻两通恒温阀应用中的主要问题是极易堵塞，因此对总体供热不足和运行管理粗放的系统利少弊多。恒温阀在单管系统中应用，则发生问题较多，最突出的是采用两通恒温阀加跨越管的做法时，不适当地用了高阻恒温阀。单管系统即使采用低阻两通恒温阀加跨越管的做法，也应该核算散热器的进流系数。散热器的进流系数，取决于散热器通路和跨越管通路的阻力比，于恒温阀、散热器和两个通路的管径匹配有关，有一个较为复杂的计算过程。有些工程因散热器的进流量过小，不得不在跨越管段上再加阀门，这事一种很不合理的处置。根据工程实践经验，分户热计量试用图集中，提出了一个界定标准，即进流系数应不小于30%,已被许多方面包括恒温阀生产厂所接受，有些国外的低阻两通恒温阀新一代产品，又降低了水阻力。

综上所述，随着我国建筑行业的不断发展壮大和房地产市场的飞速发展，对建筑采暖的设计能力和技术水平也相应提高，建筑施工单位的相关工作人员应当继续提高个人专业能力和技术水平，在采暖设计过程中注意相关的压力问题，水力问题和温度控制问题，为采暖施工质量提供技术支持和保障。

参考文献：

[1]张丰.采暖设计中常见的一些问题[J].民营科技.2011（01）.（Zhang Feng. Some Common Problems in Heating Design [J]. Private Science and Technology. 2011 (01)）

[2]李升华.浅析改善采暖设计中的症结所在[J].民营科技,2011（03）.（Li Shenghua. Analysis of the Crux in Improving Heating Design [J]. Private Science and Technology, 2011 (03)）

[3]张立夫.住宅采暖设计中存在的问题及对策[J].河南科技.2013（10）.（Zhang Lifu. Problems and Countermeasures in Residential Heating Design [J]. Henan Science and Technology. 2013 (10)）

许德忠（1986-），男，本科，工程师。主要从事建筑环境工程方面的研究。

王海礁（1987-），男，本科，工程师。主要从事电气控制工程方面的研究。

范东良（1992-），男，本科，助理工程师。主要从事电气控制工程方面的研究。 

万清博（1992-），男，本科，工程师。主要从事给水排水工程方面的研究。

余  勇（1998-），男，本科，助理工程师。主要从事建筑环境工程方面的研究。  

田丰泽（2000-），男，本科，助理工程师。主要从事建筑环境工程方面的研究。