住宅建筑中的采暖设计

摘要: 本文阐述了高层住宅的采暖设计与低层住宅的设计有许多共同点,由于其高度而产生的不同点,主要表现在负荷计算及系统选择两个方面。

关键词: 高层建筑； 系统； 采暖设计

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

在我们的身边,高级宾馆、高层写字楼、高层住宅……一幢幢拔地而起。这其中,由于高层住宅受到使用者及管理者方面的一些局限,其暖通设计仍以采暖为主,用户自行安装分散式空调机为辅。这里笔者简要介绍一下高层住宅在采暖设计方面的一些特点。

1负荷计算

1. 1围护结构的传热系数

围护结构主要满足冬季保温要求,兼顾夏季防热,其设计应执行《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分)JGJ26-95。高层建筑为减小荷载,其围护结构常为轻质结构加内(外)保温。为了保证围护结构的传热阻在任何情况下不小于按冬季保温要求确定的最小热阻值,必须反复校验保温材料的厚度,直到R>Rmin。其作用一是防止护结构内表面结露或内部受潮,提高建筑物的耐久性；二是使护结构内表面温度能满足人的卫生标准要求；三是为了节约供暖建筑的能源。

1. 2外窗传热系数

因室外风速随高度增大而增大,从而使围护结构外表面对流换热系数随楼层增高而变化。对居住建筑而言,由于其使用者有一部分是老、弱及儿童,对环境的保暖性要求较高,因此需要考虑到这部分热负荷。引入系数βd,得到考虑了外表面对流换热系数增大后的外窗计算用传热系数KJ.d= K(1+βd) 。

1. 3冷风渗透耗热量的计算

低层建筑的冷风渗透耗热量,主要考虑风压, 即根据冬季室外平均风速确定冷风渗入量,而不考虑热压作用。高层建筑由于高度的增加,室内外温差所形成的热压不容忽视。因此高层建筑的冷风渗透耗热量需考虑风压和热压的综合影响。

2系统选择

采暖系统的选择是设计中至关重要的一环。依《采暖通风设计规范》高层建筑的采暖系统设计应符合下列规定: 一是建筑物高度超过50m时, 宜竖向分区供热；二是一个垂直单管系统所供层数,不宜大于12层。另一方面,高层建筑热水采暖系统的静水压力较大,因此,它与室外热网连接时,应根据散热器的承压能力, 外网的压力状况等决定系统形式。

在当前的高层建筑中,多采用承压能力较高的散热器(如钢制散热器,加稀土的铸铁散热器),为了简化供暖系统,降低造价,施工与管理方便,系统尽量不分区。主要考虑避免立管过粗和垂直方向的失调问题。目前有以下几种方案可供选择。

(1)垂直单管系统。上部设跨跃管(或三通调节阀)(图1a)。这种系统与多层建筑的垂直单管系统没有区别,但最多不能超过12层。

（2)奇偶分层式系统(图1b)。这种系统是垂直单管系统的变异,其原则是同一房间奇数层连接一立管,偶数层连接一立管,中间不设干管,但立管增多1倍,管材耗量增加,也不便于建筑装修,影响美观。

(3)单双管混合式系统(图1c)。这种系统的做法是将散热器沿垂直方向分成若干组,每组2～3层左右。在每一组内为双管系统, 组与组之间为单管系统,这样做既能避免层数过多时,双管系统的严重竖向失调现象,又能避免单管系统散热器立、支管过粗的缺点,其散热器还能进行局部调节,适用于大于12层又不便于分区的建筑。

(4)垂直方向分区,高低区均有独立的供回水系统,但各区

供回水管均与外网直接连接。这种系统最好设竖井,供回水总立管设于竖井中。中间要设设备层,以免检修管道时频繁入户(图1d) 。

(5)水平式系统(图2)。这种系统既适用于高层建筑,又适用于多层建筑,是目前提倡的一种有利于节能的系统。对住宅来说, 每个供热单元设一组供回水立管,每户的室内管路单独引出,入口设热量计量装置和锁闭阀门,作为计量收费的依据和供热管理的手段。室内不设立管,各组散热器串联连接(或带跨跃管),散热器上设温控阀,用户可根据室温自行调控,是一种节能的重要手段。但水平串联的散热器组数不宜过多,以免末端的水温低而使散热器片数过多,管道的胀缩问题处理不好形成漏水。这种系统管路简单,节省管材,无穿过楼板的立管,施工方便。

高层住宅由于户数多,卫生设备多,电器设施多,因此采暖设计中要特别注意采暖管道是否与给排水及电器设施相碰。要考虑主立管的伸缩问题及不具备自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室的机械加压送风问题。总之,设计人员要精心设计,根据不同工程的特点,选择合适的系统。

【参考文献】

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