既有公共建筑采暖系统形式的改造研究

【摘要】：针对公共建筑的建筑功能和供暖系统运行特点分为不同类型。分析不同类型既有公共建筑采暖系统特性和系统形式。根据既有公共建筑的现有采暖系统形式的改造原则，提出适宜的改造方案。

【关键词】：既有公共建筑；采暖系统形式；改造方案

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：

引言

目前我国公共建筑采暖系统无有效的调控设备，由于采暖系统自身水力工况失调的原因，导致各用户冷热不均。一些用户的室温达不到设计标准要求，甚至还要辅助加热；而另一部分用户则室温过高，开窗通风，导致热量浪费。因此，对既有公共建筑采暖系统进行改造，以实现分室温控的研究成果具有十分广阔的应用前景。

一、既有公共建筑分类

1、交通类建筑

主要包括车站、机场建筑，该类建筑主体建筑候车大厅、候机大厅均是高大空间类型，该类建筑采暖运行方式连续，采暖调节时，区域性调节浪费投资，只需整体调节就能达到要求。应注意的是当车站、机场旅客较多时，人员的负荷足够时应进行值班供暖。

2、文体类建筑

该类建筑中主要包括影剧院和体育场馆等，该类建筑为空间较大层高相对较低的建筑，而且主体房间使用时间上无规律，采暖运行方式应考虑在房间使用时进行供暖，其余时间采用值班供暖。该类建筑采暖运行方式不连续且无规律，调节时作出大范围的整体调节亦能满足要求。

3、办公及商场类建筑

该类建筑中的办公建筑主要是工作人员办公的场所，办公楼的用热时间集中，规律性强，绝大多数工作人员统一上下班。商场类建筑有严格的营业时间，商场采暖运行方式同营业时间相一致，但因商场的灯光和人员散热量较大，商场内区应在下午时刻采取值班供暖或是停止供暖来防止过热的情况出现。该类建筑采暖运行规律性强，但不连续，且调节时只需作出大范围的整体调节即可。

4、旅馆及公共宿舍类建筑

该类建筑与住宅建筑有相近之处，每个房间都应该能满足由入住的人按照自己的需求调节控制。采暖运行方式不连续且无规律，需要满足区域性的独立调节。当有人员在室内的时候开启采暖，室内无人员时设置为值班采暖。

二、既有公共建筑采暖系统形式改造的原则

既有采暖系统改造一般是指将旧有民用建筑的采暖系统不能满足当今温控计量要求，而改建为能适应计量温控的供暖系统。适合热计量的供暖系统应具备调节功能、与调节功能相适应的控制装置以及热计量的要求：

1、技术原则：改造后的系统应该满足计量温控的要求。

2、可行性原则：改造过程中宜尽量保持原有系统的部件，控制施工难度及改造中给用户带来不便。

3、经济原则：改造的收益应大于改造的投资。即热用户通过温控计量所节约的费用必须大于用户对改造过程中的投入。

三、既有采暖系统形式改造研究

1、加设温控装置垂直单管顺流式系统

在单管顺流系统的热力入口处或是在每根立管上加设温控装置，整体不改变原有垂直顺流的形式。改造后系统局部可调，也满足了温控的条件，在热力入口设置计量总热量。该种形式的优点就是最大限度的利用原有系统，改造工程量极小。基本对室内的装修无影响。在每个立管或热力入口设置高流通能力的恒温阀或通断阀，系统可达到局部可调的特性。缺点：改造成该系统由于并没有改变原有采暖系统中立管的水流量全部顺次地流入每个散热器的特点，那么改造后调节性很局限。如果原系统存在垂直水力失调的情况，改造后系统不会对垂直失调有所改善。因此，该改造形式适用于水力平衡性好，对温控要求不严格的情况。

2、垂直单管加跨越管式系统

垂直单管加跨越管的改造形式是在散热器的水平支管之间增设一个跨越管，使流经散热器的流量可调。在散热器水平支管入口设置调节阀或温控阀，使之根据室内负荷变化自动调节散热器的热水流量，维持用户设定的室温，从而达到节能的目的。这种形式的优点是充分利用原有系统的管道，改造的工程量小，对室内装修的影响也很小，用户较容易接受。该改造系统节能效果明显。由于每组散热器均加设了温控阀，因此可充分利用太阳能、家电及人体散发的热，节能可达到15%-25%。该系统缺点是在住宅建筑中每组散热器均设温控阀和蒸发式热表，改造费用相对较高，同时蒸发式热表的标定和抄表十分繁琐。在公共建筑中，由于使用统一而且房间面积大，散热器数量多。每组散热器都设置温控阀的必要性不强。因此，该改造形式适用于不改造系统原有干管和立管，并且对用户装修影响不大的情况。

3、垂直双管式系统

当原系统采用单管顺流式系统时，这种一种改造形式拆除原有的立管，增设供、回水两个立管，在散热器的入口设置调节阀或温控阀控制散热器的流量，达到分户调节的目的。另一种，可以沿用原有的一根立管，同时增设一根立管并在散热器入口设置温控阀，以完成双管系统的改造。因此改造较复杂，施工量较大。双管系统的优点有：与单管相比，双管系统易于和恒温阀配套使用，并且双管系统的水力平衡性比较好，散热器有较大的进出口温差，调节特性优于单管系统。缺点是这种形式的改造需要在建筑里增设一个立管，对于既有建筑这个施工条件难以满足，而且增设立管需要穿越楼板，施工比较困难，改造费用也较高。因此该系统适用于施工条件允许，且施工方便，或对系统平衡性或温控调节要求比较高的情况。一般在新建建筑中多采用这种形式的系统。

4、水平单管串联式系统

原系统形式为垂直式时，改造成该种系统中，需要废除原有的立管，按照不同功能房间和南北向设置水平环路将散热器串连，并在热力入口设置总热量装置。而在原系统形式为水平串联式时，如原有系统分环合理，则不需要对原系统立管和水平支管进行拆除，只需增设温控计量装置。这种形式基本解决了水力失调、每个水平环路单独调节及计量等问题，可以达到节能的效果。而且只在每个水平环路上设置温控阀对需要统一温控的公共建筑是有利的，相对于垂直跨越式系统而言其温控方式较简单方便，而且符合需要进行统一温控的公共建筑。缺点是当房间数较多时，易出现散热器失调的情况，而且无法调节；当原系统采用垂直式系统时，改造成水平式系统，对室内装修影响比较大，难以被用户接受。该形式适用于用户可以接受改造对室内装修的影响，且改造工程预算比较充足的情况。

5、水平单管跨越式系统

这种改造形式类似于水平单管式，不同的是这种形式在散热器的进出支管之间增设了跨越管，并在每组散热器入口设置调节阀或温控阀。这种形式不但具有上一种形式的优点，而且改进对每组散热器进行调节的特性。然而，它同样要将室内的散热器串连，对室内装修影响较大的问题没有解决。而且由于增设了跨越管和温控阀，那么施工难度和费用都要有所上升。因此这种形式适用于改造费用充足，且每组散热器组数都需要有独立温控的情况。该种改造系统水力计算繁琐、系统末端水温较低、散热器片数较多、恒温三通阀较贵等问题。

6、水平双管式系统

如这种改造形式也是废弃原有系统的立管，在楼梯间设置供回水立管，在室内采用水平并联的方式，在用户入口设置热力表，在每组散热器入口设置调节阀或温控阀。这种形式不但可以对每组散热器进行单独的调节，而且由于散热器的进出口温差较大，散热器的调节性能也更好。但是这种形式需要在室内铺设供回水两个支管，对室内装修的影响更大，并且占用过多的室内空间，所以这种形式也很少用于既有系统的改造。因此，这种形式适用于用户允许对室内改造较大，且用户对调节性要求较高的情况。

参考文献

[1]涂光备等编著.供热计量技术[M].中国建筑工业出版社，2003年.

[2]廖友才.既有公共建筑供暖温控计量节能改造研究.哈尔滨工业大学硕士论文.2009年:44～46

[3]徐伟，邹瑜主编.供暖系统温控与热计量技术[M].中国计划出版社，2000年11月.