探究建筑采暖設(shè)計(jì)的共性問題

梁蘊(yùn)峰(哈爾濱鐵路局設(shè)計(jì)院有限公司, 黑龍江 哈爾濱 150001)

探究建筑采暖設(shè)計(jì)的共性問題

梁蘊(yùn)峰(哈爾濱鐵路局設(shè)計(jì)院有限公司, 黑龍江 哈爾濱 150001)

近年來民眾生活水平快速提升，對(duì)建筑采暖建設(shè)提出更高的要求。通過強(qiáng)化建筑采暖設(shè)計(jì)研究，有助于推動(dòng)建筑業(yè)發(fā)展。截至目前，大部分建筑能耗主要為采暖，我國采暖技術(shù)不夠成熟，存在一些問題，還需要深入研究，在保證建筑物采暖效率的基礎(chǔ)上，最大程度降低能源消耗。有鑒于此，本文中主要分析建筑采暖設(shè)計(jì)中存在的問題，并給出具體解決措施，提高采暖設(shè)計(jì)質(zhì)量。

建筑；采暖設(shè)計(jì)；共性問題

建筑采暖工程具有極強(qiáng)的專業(yè)性與綜合性，采暖工程實(shí)際開展流程較為復(fù)雜與繁瑣，涉及到如何使用其他工種與學(xué)科，只有有機(jī)融合不同學(xué)科內(nèi)容并優(yōu)化，才能確保建筑采暖工程質(zhì)量，大幅度降低建筑投入使用后出現(xiàn)質(zhì)量與安全問題的概率，如采暖管道滲水等。實(shí)際中把握采暖工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)并做好質(zhì)量管理工作，具有重要意義。本文中主要分析建筑采暖設(shè)計(jì)的通病問題。

1 采暖設(shè)計(jì)概述

我國北方建筑設(shè)計(jì)過程中采暖是必不可少的一部分，主要指的是施工單位根據(jù)業(yè)主意愿及要求對(duì)建筑進(jìn)行集中供熱，通過供熱有效控制室內(nèi)溫度，為人們提供一個(gè)舒適的居住和工作環(huán)境。建筑采暖設(shè)計(jì)要素主要包括熱媒設(shè)計(jì)溫度、水力平衡比及系統(tǒng)補(bǔ)水。

1.1 熱媒溫度設(shè)計(jì)

熱媒設(shè)計(jì)溫度通常根據(jù)舒適度、安全性及節(jié)能性等原則綜合考慮、計(jì)算后確定。散熱器熱水系統(tǒng)的主要因素就是熱媒設(shè)計(jì)問題，通常要求供水溫度≤95℃，同時(shí)確保常壓狀態(tài)下熱媒不會(huì)出現(xiàn)汽化。當(dāng)降低熱媒溫度后，適當(dāng)增加散熱器數(shù)量可以大幅度提高舒適度。

1.2 系統(tǒng)補(bǔ)水設(shè)計(jì)

建筑采暖設(shè)計(jì)必須控制分室溫度。尤其是分戶熱計(jì)量的住宅用戶，特別需要采用分室設(shè)計(jì)的方法，保證室內(nèi)有足夠溫度，充分滿足客戶的供暖需求。但目前主要采用集中供暖配置方法，通過水力平衡計(jì)算的方法，避免影響系統(tǒng)失調(diào)與恒溫閥。

1.3 水力平衡比

水力平衡比主要針對(duì)散熱器數(shù)量來說，系統(tǒng)水利情況直接決定采暖設(shè)計(jì)方案的效果。熱水采暖系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路間的計(jì)算壓力損失相對(duì)差額≤15%。精確計(jì)算水力平衡比有助于提高建筑采暖設(shè)計(jì)安全性與可靠性，還能大幅度提高建筑采暖設(shè)計(jì)的使用壽命。

2 采暖設(shè)計(jì)通病分析

2.1 設(shè)備選擇及布置

目前市場(chǎng)上散熱器種類很多，這意味著用戶有著很多選擇，散熱器種類選擇異常重要，直接影響到采暖效果與系統(tǒng)使用壽命。市場(chǎng)上散熱器魚龍混雜，一部分散熱器質(zhì)量不過關(guān)、存在安全隱患，不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)且存在偷工減料的現(xiàn)象，無法有效發(fā)揮散熱器性能與作用。而造成采暖系統(tǒng)堵塞的主要原因就是內(nèi)腔砂粘，其主要原因就是工藝不合理、設(shè)備加工粗糙。

2.2 豎向壓力的問題

若是實(shí)際建筑熱水采暖高度≥10m，此時(shí)為保障采暖效果，需要采用豎向分區(qū)方式。豎向分區(qū)的主要目的是減少散熱器承受的壓力，但實(shí)際使用中頻繁出現(xiàn)散熱器滲漏問題，直接阻礙采暖順利進(jìn)行。部分設(shè)計(jì)人員將分環(huán)當(dāng)作豎向壓力進(jìn)行分區(qū)，這種錯(cuò)誤的做法，雖然可以實(shí)現(xiàn)水力平衡，但不能分別對(duì)高低壓區(qū)進(jìn)行施壓。

2.3 采暖管道問題

采暖管道位置偏差較為常見，主要在于位置計(jì)算措施。原因主要有：未能統(tǒng)一時(shí)間開展室內(nèi)、外管道設(shè)計(jì)；室外管線坡度不合理，設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)室內(nèi)外坡度進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足管道布置需求，但設(shè)計(jì)時(shí)不能確保坡度計(jì)算的準(zhǔn)確性，造成放空閥與泄水閥位置不合理，出現(xiàn)阻氣現(xiàn)象。

3 建筑采暖設(shè)計(jì)問題的解決措施

針對(duì)上述問題，應(yīng)從四方面進(jìn)行論述，給出具體解決措施，提高采暖設(shè)計(jì)質(zhì)量及使用壽命。

3.1 控制熱媒設(shè)計(jì)溫度

熱媒設(shè)計(jì)溫度要考慮熱源、距離及其他可能因素。如，通過較低溫度以此熱媒的換熱得到二次熱媒，或是為提高耐用性選擇塑料管，或設(shè)計(jì)參數(shù)直接采用85/60℃。但是，想要再次降低散熱器的熱媒設(shè)計(jì)參數(shù)已經(jīng)不可能，原因在于比較基礎(chǔ)選擇95/70℃，熱媒平均溫度降低10℃，散熱器數(shù)量需要在原基礎(chǔ)上增加五分之一。實(shí)際中存在很多通過降低散熱器采暖熱媒設(shè)計(jì)參數(shù)的現(xiàn)象，主要為部分開發(fā)按建設(shè)單位提供設(shè)計(jì)條件時(shí)，熱媒設(shè)計(jì)參數(shù)并沒有按照熱源實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行，如設(shè)計(jì)方案中提出供水溫度僅有70℃。設(shè)計(jì)人員如果不深入分析，計(jì)算時(shí)就會(huì)選擇這種低參數(shù)展開，造成散熱器數(shù)量大幅度增加，造成成本增加，實(shí)際中出現(xiàn)同一熱源的不同建筑物散熱器數(shù)量相差極大，有時(shí)甚至出現(xiàn)懸殊的兩倍，引起溫度失調(diào)。

3.2 控制水力平衡比

前文中講述過，水力平衡比相對(duì)散熱器數(shù)量來說，系統(tǒng)水力工況直接決定采暖效果。實(shí)際設(shè)計(jì)中存在極少數(shù)設(shè)計(jì)人員不重視水力平衡計(jì)算，造成問題出現(xiàn)。如某普通住宅采暖設(shè)計(jì)時(shí)，室內(nèi)采暖系統(tǒng)采用上供下回單管順序式，為干管異程，衛(wèi)生間、廚房散熱器選擇高頻焊鋼制，其余房間散熱器均采用四柱型鑄鐵。一段時(shí)間住戶反映室內(nèi)溫度偏低，設(shè)計(jì)人員初次判斷建筑保溫質(zhì)量存在問題，因此在整個(gè)建筑中均勻增加散熱器，經(jīng)過計(jì)算在原有基礎(chǔ)上增加20%。再次供暖后，同一熱源供暖的其他建筑物均正常，但本工程系統(tǒng)末端，特別是下層溫度扔依舊偏低。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查隊(duì)系統(tǒng)開展水利平衡驗(yàn)算，結(jié)果表明不平衡度較大。衛(wèi)生間與廚房立管管徑均為DN15，其余立管均選擇DN20，入口處53#立管帶6層，含有27片散熱器，存在大約580Pa的阻力損失，系統(tǒng)末端64#最不利帶7層，含有63片散熱器，其中高達(dá)3700Pa阻力，再算上供回水干管中的阻力損失，計(jì)算得知兩根立管的不平衡度高達(dá)800%，遠(yuǎn)超過相關(guān)規(guī)定。在各層均勻增加散熱器后使得這種垂直失調(diào)加劇。我與設(shè)計(jì)人員共同調(diào)節(jié)系統(tǒng)，建議采用精細(xì)調(diào)節(jié)的維修方式，雖然一定程度上改善這種情況，但難以解決先天性問題。這點(diǎn)充分表明粗放設(shè)計(jì)的系統(tǒng)雖然可以供暖，但其存在很多難以調(diào)節(jié)的問題。

3.3 控制系統(tǒng)補(bǔ)水效果

再如一供暖建筑，總面積為25wm2，為居民小區(qū)，其中存在水利失調(diào)的室內(nèi)系統(tǒng)末端底層住戶，采暖期間底層住戶存在很奇怪情況：每晚8、9點(diǎn)鐘后，室內(nèi)散熱器就出現(xiàn)降溫情況，直到后半夜散熱器停止散熱，次日清晨后逐漸恢復(fù)熱度。深入調(diào)查分析后，出現(xiàn)此問題的主要原因在于頂層住戶有這樣一個(gè)習(xí)慣：臨睡前與次日清晨都會(huì)手動(dòng)放風(fēng)，加重自動(dòng)排氣閥后，這種情況得到一定程度緩解，但供熱系統(tǒng)中依舊含有大量空氣，需要徹底解決此問題。深入分析后，原因在于供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中并未設(shè)置膨脹水箱或膨脹容積，通過大功率補(bǔ)水泵實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水定壓，利用電接點(diǎn)壓力表控制水泵關(guān)停。壓力表設(shè)置在管路上，考慮指針擺動(dòng)情況，上下限值的鑒定間距不能較小，這就造成泵停后重新啟動(dòng)需要一段時(shí)間。啟動(dòng)所需的這段時(shí)間內(nèi)，考慮水的不可壓縮性及系統(tǒng)泄漏，系統(tǒng)中總會(huì)進(jìn)入空氣，這些空氣直接積存在流量較小的系統(tǒng)末端頂點(diǎn)。該工程已經(jīng)沒有條件設(shè)置膨脹水箱和足夠容積的氣壓水罐，直接選擇采用大于系統(tǒng)泄漏量的小功率補(bǔ)水泵，補(bǔ)水泵功率≤750w，確保整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，若流量＞系統(tǒng)泄漏量，經(jīng)過限壓閥回流至軟水箱，有效解決此問題。

3.4 選擇合適的散熱器

充分考慮系統(tǒng)特性，選擇符合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的散熱器，最大程度規(guī)避散熱器的不足，揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮散熱器的作用。這里簡(jiǎn)單介紹兩種常用的散熱器。(1)鑄鐵散熱器。這是一種廣泛應(yīng)用且具有極強(qiáng)應(yīng)用范圍的散熱器品種，其主要不足表現(xiàn)為：體型龐大、不緊湊，如一些陳舊型號(hào)：鐵鑄四柱、鑄鐵長翼型等，這類散熱器不能滿足現(xiàn)代節(jié)能要求與裝飾要求；激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下，部分生產(chǎn)廠家通過偷工減料的方式降低成本，經(jīng)常無法達(dá)到額定散熱量；系統(tǒng)堵塞的主要原因就是內(nèi)腔粘砂；加工與鑄造工藝過于粗劣，組對(duì)接口存在滲漏情況。目前已經(jīng)成功生產(chǎn)類似高檔鋼制散熱器及內(nèi)腔無粘砂的鑄鐵散熱器，目前已經(jīng)形成生產(chǎn)能力，其有著廣泛實(shí)用性，有著較大發(fā)展空間。(2)鋁制散熱器。這是一種新型的、高效的散熱器，實(shí)際中也會(huì)出現(xiàn)腐蝕穿孔的情況。除了材質(zhì)構(gòu)成外，很多東西都會(huì)對(duì)鋁產(chǎn)生腐蝕，如水質(zhì)偏堿、氯化物超量等，雖然提出內(nèi)防護(hù)的要求，但工藝難度偏大，且檢查繁瑣。鋁制散熱器不適合以鍋爐為直接熱源的集中供暖系統(tǒng)，因?yàn)闊崴仩t水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要去其pH值為10-12，會(huì)對(duì)散熱器產(chǎn)生腐蝕，但是可以用于熱網(wǎng)集中供熱、用戶側(cè)為經(jīng)熱交換的二次熱媒系統(tǒng)。

4 結(jié)語

總而言之，建筑采暖設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循規(guī)范與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，在確保采暖質(zhì)量的基礎(chǔ)上，從不同角度完善實(shí)際方案，提高采暖設(shè)計(jì)質(zhì)量，充分滿足客戶的需求，最大程度提高施工單位工作效率與經(jīng)濟(jì)效益，提高施工單位核心競(jìng)爭(zhēng)力。此外，建筑采暖設(shè)計(jì)過程中充分考慮施工情況，制定出最符合客戶要求的設(shè)計(jì)方案，確保施工順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)采暖系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。希望通過本文論述，可以為同行提供一定經(jīng)驗(yàn)借鑒與參考。

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