李向東
(山東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,濟(jì)南)
暖通空調(diào)是一個(gè)較為復(fù)雜的綜合性專業(yè),既需要數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí),流體力學(xué)、傳熱學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),供暖通風(fēng)、制冷制熱、空調(diào)凈化等專業(yè)知識(shí),又與節(jié)能、綠色、健康等領(lǐng)域密切相關(guān)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑體量越來越大,建筑功能越來越復(fù)雜,同時(shí)國家對建筑節(jié)能的重視程度越來越高,暖通空調(diào)的重要性也越來越顯著,而“雙碳”戰(zhàn)略的提出,則進(jìn)一步凸顯了這種重要性。
我國是一個(gè)超大型國家,各地地理特點(diǎn)、氣候特征、人文環(huán)境迥異,經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展不平衡,因此建筑設(shè)計(jì)存在一定的差異是可以理解、可以接受的,暖通專業(yè)的情況亦然。山東是一個(gè)建筑大省,供暖供冷需求基本平衡。兼具沿海與內(nèi)陸2種氣候特征使山東地區(qū)的暖通設(shè)計(jì)內(nèi)容極為豐富、暖通行業(yè)較為發(fā)達(dá)。本文對山東地區(qū)暖通設(shè)計(jì)中遇到的政策與規(guī)范執(zhí)行情況、設(shè)計(jì)做法及經(jīng)常遇到的問題進(jìn)行了歸納整理,希望能為在山東地區(qū)從事暖通設(shè)計(jì)的人員提供參考。對于各地市存在差別的部分能源價(jià)格,文中僅給出了濟(jì)南地區(qū)的當(dāng)前價(jià)格,供大家參考。能源政策及能源價(jià)格是動(dòng)態(tài)變化的,設(shè)計(jì)人員應(yīng)隨時(shí)關(guān)注當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的能源情況,把握大的趨勢,在進(jìn)行建筑能源供應(yīng)方案比較時(shí)方才不致出現(xiàn)偏差。
山東地區(qū)位于中國東部沿海、黃河下游,北緯34°22.9′~38°24.01′、東經(jīng)114°47.5′~122°42.3′之間。
山東地區(qū)氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)氣候類型,降水集中,雨熱同季,春秋短暫,冬夏較長。從全省氣溫差異上看,東西差異顯著大于南北差異。西部、西南部年平均氣溫多在13 ℃以上,典型如濟(jì)南年平均氣溫在14 ℃以上,膠東半島、黃河三角洲多在11~12 ℃以下。
按大行政區(qū)劃分,山東地區(qū)屬于華東地區(qū),與華北的河北,華中的河南、湖北毗鄰;按熱工分區(qū),山東地區(qū)屬于寒冷地區(qū),根據(jù)供暖和空調(diào)度日數(shù)進(jìn)行氣候子區(qū)劃分,又分為寒冷A區(qū)和寒冷B區(qū)(見表1)。
表1 山東地區(qū)城市氣候子區(qū)
山東境域分為內(nèi)陸地區(qū)與沿海地區(qū),這種劃分方式既考慮了地理位置,又兼顧了歷史文化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平因素,同時(shí)也有氣候氣象方面的原因。本文僅考慮氣候方面的因素。東部沿海地區(qū)主要指青(島)煙(臺(tái))威(海)地區(qū)與日照市,濱州、東營地區(qū)雖然也屬于沿海城市,但由于其鄰近渤海灣,氣候特征更接近內(nèi)陸地區(qū)。
內(nèi)陸地區(qū)屬于溫帶季風(fēng)氣候,季風(fēng)明顯,四季分明,春季干旱少雨,夏季溫?zé)岫嘤?秋季涼爽干燥,冬季寒冷少雪。對暖通專業(yè)的影響主要表現(xiàn)在:冬季供暖、夏季供冷需求均較為明顯,供暖時(shí)間較長;夏季氣溫波動(dòng)較大,最熱月高溫高濕特征明顯,冷負(fù)荷尖峰突出。
沿海地區(qū)屬于海洋性氣候,空氣濕潤,雨量充沛,溫度適中,四季分明。春季氣溫回升緩慢,較內(nèi)陸延遲1個(gè)月左右;夏季濕熱多雨,但無酷暑;秋季天高氣爽,降水少、蒸發(fā)強(qiáng);冬季風(fēng)力大,氣溫低,持續(xù)時(shí)間較長。煙臺(tái)、威海冬季多雪。對暖通專業(yè)的影響主要表現(xiàn)在:冬季供暖需求較為明顯,供暖時(shí)間較長;夏季氣溫波動(dòng)較小,顯熱負(fù)荷小,除濕需求明顯。
根據(jù)文獻(xiàn)[1]提供的全年逐時(shí)氣象參數(shù),對某辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層(見圖1)分別按內(nèi)陸、沿海2個(gè)代表性地區(qū)——濟(jì)南和威海進(jìn)行全年逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算,結(jié)果見圖2、3。
圖3 威海地區(qū)某辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層全年逐時(shí)負(fù)荷
主要包括2個(gè)政府文件:一是2019年1月12日山東省政府第29次常務(wù)會(huì)議通過的《山東省綠色建筑促進(jìn)辦法》(省政府第323號(hào));二是2021年11月10日施行的《山東省綠色建筑標(biāo)識(shí)管理辦法》。與本專業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的規(guī)定主要有:
1) 政府投資或者以政府投資為主的公共建筑及其他大型公共建筑,應(yīng)當(dāng)按照二星級以上綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。
2) 可行性研究報(bào)告或者項(xiàng)目申請報(bào)告應(yīng)當(dāng)明確綠色建筑等級要求。
3) 當(dāng)?shù)厥┕D審查機(jī)構(gòu)對施工圖設(shè)計(jì)文件是否符合綠色建筑等級和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審查。
4) 施工圖設(shè)計(jì)文件中應(yīng)編制綠色建筑專篇,明確材料、構(gòu)件、設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)要求及采取的綠色技術(shù)措施等內(nèi)容。
5) 政府投資或者以政府投資為主的公共建筑及其他大型公共建筑在交付前,建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)對空調(diào)通風(fēng)、電氣和智能控制、給排水等系統(tǒng)進(jìn)行綜合效能調(diào)適。
6) 水、電、燃?xì)狻⒐┡涂照{(diào)系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)分戶、分項(xiàng)計(jì)量,并具有自動(dòng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及遠(yuǎn)程讀數(shù)功能。
7) 政府投資的公共建筑項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)優(yōu)先使用淺層地?zé)崮苓M(jìn)行供暖、供冷,鼓勵(lì)其他建筑項(xiàng)目使用淺層地?zé)崮苓M(jìn)行供暖、供冷。
8) 省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門負(fù)責(zé)全省綠色建筑標(biāo)識(shí)管理工作,認(rèn)定二星級綠色建筑并授予標(biāo)識(shí);各設(shè)區(qū)市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門負(fù)責(zé)本地區(qū)一星級綠色建筑認(rèn)定和標(biāo)識(shí)授予工作。二星級、一星級標(biāo)識(shí)認(rèn)定執(zhí)行DB37/T 5097《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。
9) 新建民用建筑三星級標(biāo)識(shí)認(rèn)定執(zhí)行GB/T 50378《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》,由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部認(rèn)定并授予標(biāo)識(shí)。
10) 工業(yè)建筑星級標(biāo)識(shí)認(rèn)定執(zhí)行GB/T 50878《綠色工業(yè)建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。既有建筑改造星級標(biāo)識(shí)認(rèn)定執(zhí)行GB/T 51141《既有建筑綠色改造評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。
11) 綠色建筑星級認(rèn)定和標(biāo)識(shí)授予為依申請政務(wù)服務(wù)事項(xiàng),不向申報(bào)單位收取費(fèi)用。
2021年12月3日山東省第十三屆人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第三十二次會(huì)議通過了《山東省供熱條例》第二次修訂,本次修訂刪除了原第14條:“新建住宅小區(qū)內(nèi)的供熱經(jīng)營設(shè)施(包括供熱管道、換熱系統(tǒng)和用熱計(jì)量裝置),由供熱企業(yè)負(fù)責(zé)投資、設(shè)計(jì)、建設(shè)。房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)配合供熱經(jīng)營設(shè)施的施工,并承擔(dān)相關(guān)管溝、設(shè)備用房等土建工程的配套建設(shè)。供熱經(jīng)營設(shè)施的建設(shè)資金,并入城市基礎(chǔ)設(shè)施配套費(fèi),由房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)按照規(guī)定繳納,專項(xiàng)用于供熱經(jīng)營設(shè)施的投資建設(shè)。”
修訂稿的發(fā)布,標(biāo)志著新建項(xiàng)目將不再收取供熱配套費(fèi),同時(shí)供熱設(shè)施不再由供熱企業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、建設(shè),而是由開發(fā)企業(yè)自行設(shè)計(jì)(實(shí)際由承接房屋建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé))、建設(shè),并執(zhí)行修訂稿“第十四條:供熱工程竣工后,供熱企業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)等建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)組織竣工驗(yàn)收。”“第十五條:供熱企業(yè)應(yīng)當(dāng)實(shí)行熱源、管網(wǎng)、換熱站經(jīng)營管理一體化”?;谠摋l例修訂稿,山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳正在組織編制省標(biāo)《住宅小區(qū)供熱設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》,明年即將發(fā)布實(shí)施。
目前與環(huán)保相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)為DB37/ 2374—2018《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、DB37/ 2376—2019《區(qū)域性大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,控制對象主要包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等。以氮氧化物為例,上述2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對于核心控制區(qū)、重點(diǎn)控制區(qū)的控制限值一致,分別為50、100 mg/m3。對于一般控制區(qū),2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)略有不同:DB37/ 2376—2019中的限值為200 mg/m3;DB37/ 2374—2018規(guī)定濟(jì)南、青島、淄博、濰坊、日照五市所有燃煤鍋爐,其他區(qū)市2016年9月20日起通過環(huán)評審批的燃煤鍋爐項(xiàng)目限值為100 mg/m3,除此之外的限值為200 mg/m3。
2.4.1配套費(fèi)
城市基礎(chǔ)設(shè)施配套費(fèi)影響水、電、氣、熱等能源應(yīng)用的成本,各地不同,不同時(shí)期也不同,設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行充分調(diào)研。濟(jì)南市目前執(zhí)行2018年12月25日濟(jì)南市人民政府發(fā)布的《濟(jì)南市城市基礎(chǔ)設(shè)施配套費(fèi)征收使用管理辦法》(濟(jì)政發(fā)〔2018〕33號(hào))。
城市基礎(chǔ)設(shè)施配套費(fèi)包括城建綜合配套費(fèi)和專項(xiàng)配套費(fèi)。城建綜合配套費(fèi)是用于建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃紅線以外的市政道路、橋梁、環(huán)衛(wèi)、綠化、排水等城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的專項(xiàng)資金;專項(xiàng)配套費(fèi)是用于建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃紅線以外的供水、供氣、供熱等專業(yè)設(shè)施建設(shè)的專項(xiàng)資金。城市基礎(chǔ)設(shè)施配套費(fèi)按照房屋建設(shè)項(xiàng)目總建筑面積計(jì)收,征收標(biāo)準(zhǔn)為246元/m2,其中城建綜合配套費(fèi)為122元/m2,專項(xiàng)配套費(fèi)為124元/m2(包含供水26元/m2、供氣20元/m2、供熱78元/m2)。
供熱配套費(fèi)用于建設(shè)紅線以外的供熱管網(wǎng),無論項(xiàng)目是否接駁集中供熱均要收取。項(xiàng)目如接駁集中供熱,供熱企業(yè)尚需收取48元/m2的紅線范圍內(nèi)的配套工程費(fèi)(俗稱小配套費(fèi)),包括一次供熱管網(wǎng)、換熱站設(shè)備、二次供熱管網(wǎng)、單元入戶裝置、樓內(nèi)立管及分支管、分戶鎖閉閥。可根據(jù)工程安裝建設(shè)規(guī)模,在基準(zhǔn)價(jià)上下浮動(dòng),浮動(dòng)幅度為5%(濟(jì)南市物價(jià)局、濟(jì)南市市政公用事業(yè)局《關(guān)于繼續(xù)執(zhí)行濟(jì)南市居民住宅小區(qū)規(guī)劃紅線內(nèi)供氣、供熱、供水設(shè)施設(shè)備配套工程費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的通知》(濟(jì)價(jià)費(fèi)字〔2013〕71號(hào)))。熱計(jì)量建筑尚需收取供熱計(jì)量裝置費(fèi)用,居住建筑按2 450元/戶收取,主要包括分戶供熱計(jì)量裝置、溫控裝置數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)傳裝置等設(shè)計(jì)、購置、安裝、檢測、維修更換等費(fèi)用。公共建筑按建筑面積累進(jìn)法分擋計(jì)費(fèi),收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為建筑面積在1萬(含1萬)m2以下的,為6元/m2;1萬~5萬(含5萬)m2的,為4元/m2;5萬~10萬(含10萬)m2的,為3元/m2;10萬m2以上的,為2元/m2(濟(jì)南市人民政府《關(guān)于推進(jìn)供熱計(jì)量改革與既有建筑節(jié)能改造的實(shí)施意見》(濟(jì)政發(fā)〔2011〕37號(hào)))。
2.4.2電價(jià)
山東省是一個(gè)電力相對富余的地區(qū),一般情況下不收取電力增容費(fèi),執(zhí)行峰谷分時(shí)電價(jià)。電價(jià)政策變化比較快,最新的電價(jià)政策文件為《國網(wǎng)山東省電力公司關(guān)于2023年工商業(yè)分時(shí)電價(jià)公告》。以常用的10 kV商業(yè)用電為例,分時(shí)電價(jià)峰谷系數(shù)取值分別為:峰系數(shù)1.7、尖峰系數(shù)2.0、谷系數(shù)0.3、深谷系數(shù)0.1、平時(shí)段系數(shù)1.0(見圖4)。新的電價(jià)政策具有以下特點(diǎn):
圖4 山東地區(qū)全年電力峰谷時(shí)段分布
1) 除了夏季電價(jià)低谷時(shí)段集中在夜間,其他季節(jié)的夜間都屬于電力平價(jià)時(shí)段,完全顛覆了常規(guī)認(rèn)識(shí)的夜間即低谷的概念。
2) 低谷時(shí)段相對較短,冬、夏季均為6 h,其他季節(jié)為5 h。
3) 增加了尖峰時(shí)段,除了夏季外其他季節(jié)在低谷時(shí)段內(nèi)增加了深谷時(shí)段。
4) 一般來說,山東地區(qū)內(nèi)陸各地市自5月份起即陸續(xù)開始進(jìn)入制冷季,至10月份制冷結(jié)束,制冷時(shí)間跨越3個(gè)電價(jià)時(shí)段,各時(shí)段的電價(jià)峰谷與空調(diào)負(fù)荷特性均呈現(xiàn)明顯的差異。
隨著光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電量在總發(fā)電量中的占比越來越高,負(fù)荷側(cè)的供電政策已經(jīng)有了較大調(diào)整,對空調(diào)供暖冷熱源形式的選擇影響較大。新的電價(jià)政策有利于建筑的電氣化,適應(yīng)“雙碳”戰(zhàn)略,對熱泵供暖更為友好,尤其對于與辦公建筑類似的以日間負(fù)荷為主的系統(tǒng),其用能高峰時(shí)間大部分處于電力低谷、深谷時(shí)段,對降低運(yùn)行費(fèi)用極為有利。圖5給出了圖1所示辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層冬季設(shè)計(jì)日逐時(shí)熱負(fù)荷。
圖5 辦公建筑冬季設(shè)計(jì)日逐時(shí)負(fù)荷
現(xiàn)行規(guī)范將電直接供暖列為嚴(yán)禁使用的供暖方式,僅允許電熱設(shè)備在低谷時(shí)段蓄熱運(yùn)行,平、峰時(shí)段通過釋熱滿足負(fù)荷需要。常規(guī)蓄能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行策略基于夜間為用電低谷、空調(diào)冷熱負(fù)荷與電力負(fù)荷基本吻合的條件,新的電價(jià)政策下該做法已不太適合。筆者認(rèn)為,對于一般辦公建筑,基于新電價(jià)政策與清潔能源應(yīng)用要求,冬季熱源可采用熱泵承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷,適當(dāng)配置一定容量的電鍋爐的方案。運(yùn)行策略應(yīng)綜合考慮熱泵能效、電價(jià)條件,以運(yùn)行費(fèi)最低作為優(yōu)化運(yùn)行的目標(biāo)。低負(fù)荷時(shí)熱泵直供運(yùn)行或蓄能運(yùn)行;隨著氣溫降低、負(fù)荷加大,逐漸增大電鍋爐蓄能比例;嚴(yán)寒季節(jié),當(dāng)熱泵直供加蓄能系統(tǒng)釋熱不滿足負(fù)荷需要時(shí),可在深谷時(shí)段投入電鍋爐短時(shí)直供運(yùn)行。該方案兼顧了初投資和運(yùn)行費(fèi)用,可能是新電價(jià)政策下較為適宜的方案。山東省DB37/ 5026—2022《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:利用蓄熱式電熱設(shè)備在低谷電時(shí)段進(jìn)行供暖或蓄熱,且不在用電高峰和平段時(shí)間啟用,并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí),允許采用電直接加熱設(shè)備作為集中供暖、空調(diào)的熱源。該規(guī)定不再要求低谷時(shí)段為夜間時(shí)段,且并未排除深谷時(shí)段直供的可能。設(shè)計(jì)時(shí),可結(jié)合具體工程的負(fù)荷特性,經(jīng)充分技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,并提前與相關(guān)審查人員溝通確定最佳能源供應(yīng)方案。
2.4.3熱力
各地市熱力收費(fèi)政策及熱力價(jià)格均不相同,以濟(jì)南市為例,居民供熱與非居民供熱均有按面積收費(fèi)和按熱量收費(fèi)2種模式,表2給出了濟(jì)南市現(xiàn)行的供熱收費(fèi)價(jià)格。
表2 濟(jì)南市現(xiàn)行的供熱收費(fèi)價(jià)格
隨著城市建設(shè)規(guī)模的迅速發(fā)展,濟(jì)南、青島等城市的部分地段出現(xiàn)了供熱能力不足的現(xiàn)象,為保障居民供熱,商業(yè)、辦公等公共建筑接駁集中供熱的難度增加,設(shè)計(jì)工作開始前,需做好充分的調(diào)研工作,必要時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置燃?xì)?、熱泵、蓄能等自備熱源措施?/p>
2.4.4燃?xì)?/p>
目前,山東燃?xì)庖徊糠謥碜灾衼?一部分為來自東南亞的印度尼西亞和大洋洲的澳大利亞的液化天然氣(LNG)。另有少部分來自中海油的海上油氣田,為煙臺(tái)、威海地區(qū)供應(yīng)天然氣,勝利油田和中原油田為東營、菏澤的部分地區(qū)供應(yīng)天然氣。
由于氣源不同、成本不一致,各地燃?xì)鈨r(jià)格差異較大,并且調(diào)整頻率越來越快,氣價(jià)越來越貴。目前濟(jì)南市非居民燃?xì)鈨r(jià)格為4.248元/m3(濟(jì)發(fā)改價(jià)格〔2022〕14號(hào))。
2.4.5自來水
各地水價(jià)不同,差異明顯,目前濟(jì)南市非居民用水價(jià)格為6.05元/m3。
地源熱泵、太陽能、蓄能、既有建筑改造、綠色建筑等,都曾經(jīng)階段性有過政府資金補(bǔ)助,目前政策層面都沒有了。
根據(jù)《濟(jì)南市人民政府關(guān)于全面推進(jìn)綠色建筑高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施意見》(濟(jì)政發(fā)〔2021〕3號(hào)),當(dāng)前濟(jì)南市對二星級及以上的綠色建筑和健康建筑、被動(dòng)式超低能耗建筑等給予容積率2%~5%的獎(jiǎng)勵(lì),同時(shí)對不接入市政供熱管網(wǎng)、采用可再生能源供暖的項(xiàng)目,給予不超過配套費(fèi)相應(yīng)額度(78元/m2)的資金獎(jiǎng)補(bǔ)。青島市對超低能耗建筑示范項(xiàng)目給予200元/m2的補(bǔ)貼(青建辦字〔2018〕117號(hào))。
2.6.1初步設(shè)計(jì)審查
政府投資的工程建設(shè)項(xiàng)目,需進(jìn)行初步設(shè)計(jì)審查。初步設(shè)計(jì)審查分2個(gè)過程:技術(shù)性審查由當(dāng)?shù)刈》亢统青l(xiāng)建設(shè)部門負(fù)責(zé);投資性審查由當(dāng)?shù)匕l(fā)展和改革部門負(fù)責(zé)。
2.6.2施工圖數(shù)字化聯(lián)合審查
各地施行施工圖設(shè)計(jì)文件數(shù)字化聯(lián)審制度,消防、人防審查均合并至施工圖中,實(shí)現(xiàn)“同步設(shè)計(jì)、網(wǎng)上申報(bào)、一窗受理、并聯(lián)審查、一次辦好、結(jié)果互認(rèn)、依法監(jiān)管”。
山東省地方標(biāo)準(zhǔn)較為完善,各項(xiàng)指標(biāo)也一直處于全國前列,與暖通專業(yè)相關(guān)、幾個(gè)主要的山東省地方標(biāo)準(zhǔn)見表3,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可在山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳官方網(wǎng)站下載(http:∥zjt.shandong.gov.cn/art/2022/2/21/art_119935_10303757.html)。
表3 與暖通專業(yè)相關(guān)、幾個(gè)主要的山東省地方標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收管理暫行規(guī)定》(住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部令51號(hào)),山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳負(fù)責(zé)指導(dǎo)和監(jiān)督本省建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收工作,山東省建設(shè)工程消防技術(shù)服務(wù)中心為山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳所屬事業(yè)單位,承擔(dān)建設(shè)工程消防技術(shù)研究、政策咨詢和技術(shù)服務(wù),參與制定建設(shè)工程消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等工作。近幾年,在山東省建設(shè)工程消防技術(shù)服務(wù)中心的領(lǐng)導(dǎo)下,山東省消防設(shè)計(jì)、審查、驗(yàn)收工作逐漸形成了“1+2+N”的技術(shù)體系,即:
1個(gè)“細(xì)則”——《山東省建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收實(shí)施細(xì)則(暫行)》,2021年8月18日實(shí)施。
2個(gè)“導(dǎo)則”——《山東省建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查技術(shù)導(dǎo)則》(含《消防設(shè)計(jì)技術(shù)文件范本》),2021年7月實(shí)施;《山東省建設(shè)工程消防驗(yàn)收技術(shù)導(dǎo)則》,2021年8月實(shí)施。
N個(gè)“技術(shù)指南”——《山東省建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收技術(shù)指南(疑難解析)》,2022年5月25日實(shí)施;《山東省建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收技術(shù)指南(電氣)》,2022年1月25日實(shí)施;《山東省建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收技術(shù)指南(暖通空調(diào))》,2022年10月20日實(shí)施;《山東省建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收技術(shù)指南(消防給水與滅火設(shè)施)》,2022年12月8日實(shí)施;《山東省建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收技術(shù)指南(建筑、結(jié)構(gòu))》,2022年12月27日實(shí)施。
《山東省建筑工程消防設(shè)計(jì)部分非強(qiáng)制性條文適用指引》為山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳聯(lián)合山東省消防救援總隊(duì)于2020年11月發(fā)布的,該文件的內(nèi)容仍然適用,當(dāng)相關(guān)條文與上述“技術(shù)指南”沖突時(shí),應(yīng)以最新發(fā)布的“技術(shù)指南”為準(zhǔn)。
山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳正在組織編制兩部消防設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),分別為《建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)文件編制標(biāo)準(zhǔn)》。
4.1.1集中供熱現(xiàn)狀及存在的問題
山東省集中供熱發(fā)展較為完善,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2021年中國城市建設(shè)狀況公報(bào)》顯示,截至2021年末,全國城市集中供熱面積為106.03億m2,其中山東省為17.29億m2,位居全國第一。清潔供暖發(fā)展迅速,截至2021年10月底,山東全省已全部淘汰35 t/h及以下燃煤鍋爐(政策依據(jù)為山東省生態(tài)環(huán)境廳 山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳 山東省能源局2021年8月12日《關(guān)于印發(fā)全省35蒸噸/小時(shí)及以下燃煤鍋爐煤改氣保供工作實(shí)施方案的通知》(魯環(huán)字〔2021〕191號(hào)))。燃?xì)?、熱泵等新能源供暖形式均得到較大程度的發(fā)展。
從設(shè)計(jì)的角度看,目前的集中供熱存在如下問題:
1) 隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展,部分新建小區(qū)集中供熱管網(wǎng)暫時(shí)無法到達(dá),部分區(qū)域的公共建筑項(xiàng)目難以接入市政供熱,需自行解決供暖熱源。
2) 二次網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行工況存在供水溫度越來越低、供回水溫差越來越小的趨勢。
3) 供熱管網(wǎng)受管材、施工、管理等因素影響,安全運(yùn)行壽命較短,跑冒滴漏嚴(yán)重,故障率較高。
4) 水力平衡調(diào)試重視不夠,水力失調(diào)問題普遍,這也是二次網(wǎng)大流量、小溫差運(yùn)行的原因之一。
4.1.2供暖熱源設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在進(jìn)行供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),一般情況下居住建筑應(yīng)優(yōu)先選擇市政集中供熱,部分偏僻地段或有特殊要求時(shí),可采用地源熱泵、空氣源熱泵、電蓄熱、燃?xì)忮仩t等清潔能源,具體項(xiàng)目需要與建設(shè)單位、當(dāng)?shù)責(zé)崃緶贤▍f(xié)商確定。
供暖熱源設(shè)計(jì)一般應(yīng)注意以下問題:
1) 對于住宅和公共建筑混建的地塊,公共建筑部分宜設(shè)置獨(dú)立的換熱站,包括住宅地塊配套建設(shè)的中小學(xué)校、幼兒園等。
2) 目前山東省大部分地市仍要求集中供熱的一次網(wǎng)、換熱站、至住宅入戶裝置前的二次網(wǎng)均由熱力公司實(shí)施,建筑設(shè)計(jì)院一般預(yù)留換熱站位置,紅線內(nèi)的一次網(wǎng)及全部二次網(wǎng)均設(shè)計(jì)到位,后期熱力公司在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì),驗(yàn)收時(shí)需原建筑設(shè)計(jì)單位對熱力公司的二次深化設(shè)計(jì)圖紙簽字認(rèn)可。部分地市要求建筑設(shè)計(jì)院需完成換熱站的工藝設(shè)計(jì)。
3) 當(dāng)采用清潔能源供熱時(shí),濟(jì)南地區(qū)基本由熱力公司負(fù)責(zé)實(shí)施,采用與市政熱源相同的收費(fèi)與管理政策。
4) 各地基本都要求換熱站設(shè)于地上,對換熱站的面積、層高等有一定的要求。
5) 對于獨(dú)立建設(shè)的公共建筑項(xiàng)目,供暖熱源是否接駁市政熱源,需提前對接熱力公司,越是大城市、繁華地段越可能不允許接駁市政熱源。接駁市政熱源時(shí),換熱站的位置要根據(jù)具體項(xiàng)目確定,面積盡量滿足熱力公司要求,一般需獨(dú)立設(shè)置、獨(dú)立計(jì)量、設(shè)置獨(dú)立的值班室,換熱站不應(yīng)跟空調(diào)制冷機(jī)房合并設(shè)置。
6) 濟(jì)南地區(qū)正在推廣基于吸收式換熱技術(shù)的一次網(wǎng)大溫差供熱系統(tǒng),相應(yīng)的熱力站房的面積、高度應(yīng)滿足吸收式換熱機(jī)組的要求,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)與熱力公司做好前期對接。
4.2.1系統(tǒng)形式選擇
新建住宅應(yīng)采用共用立管分戶獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng),戶內(nèi)供暖系統(tǒng)形式以地暖為主,濟(jì)南地區(qū)政府投資的回遷安置房以散熱器供暖為主。
熱計(jì)量形式以樓棟計(jì)量加戶用熱量表計(jì)量分配方式為主,采用其他計(jì)量分配方式需與建設(shè)單位及當(dāng)?shù)責(zé)崃緶贤ê筮M(jìn)行。目前實(shí)施熱計(jì)量的部分住宅,熱力公司直接采用戶用熱量表作為貿(mào)易結(jié)算表,原則上來說,該種計(jì)量方式忽視了熱量傳遞的特殊性,對于不利樓層、邊角戶型等極不合理。相信隨著“雙碳”戰(zhàn)略的深入實(shí)施,熱計(jì)量作為供熱系統(tǒng)節(jié)能的重要手段,定會(huì)回歸其合理的地位,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對各種熱計(jì)量方式,如溫度面積法、通斷時(shí)間面積法等的優(yōu)缺點(diǎn)加以了解,引導(dǎo)甲方采用更加科學(xué)合理的形式。
4.2.2熱力入口設(shè)計(jì)
1) 原則上,應(yīng)按樓棟設(shè)置熱力入口,但部分地市的熱力公司要求按單元設(shè)置熱力入口,設(shè)計(jì)時(shí)需提前溝通,否則后期儲(chǔ)藏室出售后,再變更增加熱力入口難度極大。當(dāng)采用按單元設(shè)置熱力入口、需要進(jìn)行按樓計(jì)量時(shí),可將該棟樓所有單元熱力入口熱量表的讀數(shù)之和作為貿(mào)易結(jié)算及熱量分配的依據(jù)。
2) 熱表間尺寸不宜小于3.0 m×2.5 m,凈高不應(yīng)低于2.0 m,熱表前操作檢修距離不應(yīng)小于0.8 m;熱表間應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施,集水坑尺寸宜采用1.0 m×1.0 m×1.0 m,一般配置1臺(tái)排水泵即可,排水泵應(yīng)選擇熱水泵。
3) 熱力入口結(jié)算熱表應(yīng)采用超聲波熱量表,并應(yīng)具備數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)傳功能,電氣專業(yè)應(yīng)將強(qiáng)弱電設(shè)計(jì)到位。熱量表的規(guī)格不宜直接按接管口徑確定,可按最接近熱量表公稱流量(或常用流量)且不小于系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量確定口徑。設(shè)計(jì)時(shí),系統(tǒng)流量要按熱力公司實(shí)際經(jīng)常運(yùn)行的溫差進(jìn)行復(fù)核。
4) 熱力入口應(yīng)設(shè)置靜態(tài)水力平衡閥,不建議大量采用動(dòng)態(tài)壓差調(diào)節(jié)閥。
5) 應(yīng)按山東省DB37/ 5026—2022《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求,在熱力入口部位標(biāo)注熱負(fù)荷、單位面積熱指標(biāo)、供回水溫度、額定流量、額定壓力損失等設(shè)計(jì)參數(shù)。
4.2.3地暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1) 對于裝配式住宅,根據(jù)裝配化率要求,當(dāng)需要采用干式工法樓地面時(shí),地暖系統(tǒng)應(yīng)采用干式地暖。干式地暖設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意避免地暖管道與冷熱水給水管道的交叉,原則上,干式工法樓地面做法中,不允許有濕作業(yè)存在,當(dāng)廚房、衛(wèi)生間必須采用濕式地暖時(shí),對于干濕結(jié)合部位的管道接頭應(yīng)加強(qiáng)施工管理,并做好標(biāo)記以便于維修。
2) 地暖分集水器大部分布置在廚房灶臺(tái)或水盆下,優(yōu)點(diǎn)是不同戶型的位置統(tǒng)一、易于隱蔽,同時(shí)兼顧了廚房的供暖需求,缺點(diǎn)是不便于檢修、容易與燃?xì)獾裙艿罌_突、容易引起廚房溫度偏高等,有條件時(shí)可考慮在儲(chǔ)藏室、衣帽間、玄關(guān)等部位布置。
3) 自公共管井至戶內(nèi)分集水器的供暖干管宜短、直,管徑應(yīng)通過計(jì)算確定。
4) 地暖環(huán)路布置時(shí),主要房間應(yīng)為獨(dú)立環(huán)路,衛(wèi)生間可與相鄰房間合并,但不應(yīng)存在2個(gè)以上功能房間串聯(lián)布置的情況;各環(huán)路長度相差不宜超過15%,單環(huán)路長度不應(yīng)超過100 m、不宜超過80 m。
5) 對于大戶型設(shè)計(jì)應(yīng)特別加以注意,入戶干管管徑、熱表口徑均應(yīng)通過計(jì)算適當(dāng)放大。當(dāng)管徑大于等于De40時(shí),正常的地面墊層已無法敷設(shè),同時(shí)管道施工難度增加,應(yīng)采用戶內(nèi)設(shè)置2組分集水器,入戶裝置在熱表后分為2路入戶的做法。
6) 對于別墅、躍層住宅等,一般采用分層設(shè)置入戶裝置的做法,當(dāng)戶內(nèi)面積不大時(shí),也可以設(shè)置1個(gè)入戶裝置,戶內(nèi)設(shè)置立管連接。
7) 設(shè)置地暖的住宅,衛(wèi)生間多采用衛(wèi)浴專用散熱器,應(yīng)注意復(fù)核在地暖設(shè)計(jì)水溫下,衛(wèi)浴散熱器的散熱量是否滿足室溫不低于18 ℃的熱負(fù)荷需求。對于面積較大、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)較多的衛(wèi)生間(一般是主衛(wèi)),當(dāng)與相鄰房間合并后管路長度較長時(shí),宜采取獨(dú)立環(huán)路布置。
8) 地暖系統(tǒng)的溫度控制大部分采用集中戶溫控制方式,電動(dòng)(或電熱)溫控閥設(shè)在公共管井內(nèi)。個(gè)別地市要求采用分室溫控方式。
4.2.4散熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1) 根據(jù)現(xiàn)行節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),住宅的戶間樓板均要求設(shè)置絕熱層,因此采用散熱器系統(tǒng)的地面做法跟地暖系統(tǒng)基本一致,結(jié)構(gòu)降板高度沒有區(qū)別。
2) 當(dāng)采用散熱器供暖時(shí),GB 50736—2012等規(guī)范均規(guī)定“散熱器集中供暖系統(tǒng)宜按75 ℃/50 ℃連續(xù)供暖進(jìn)行設(shè)計(jì)”,但熱力公司的實(shí)際運(yùn)行工況基本都是大流量、小溫差,一般二次水供水溫度不超過60 ℃、供回水溫差不超過10 ℃,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行散熱器供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行必要的復(fù)核調(diào)整,如濟(jì)南熱力公司即要求按供/回水溫度為55 ℃/40 ℃進(jìn)行設(shè)計(jì)校核。
3) 戶內(nèi)系統(tǒng)一般采用雙管異程式系統(tǒng),異程式系統(tǒng)較同程式系統(tǒng)更為穩(wěn)定、易于調(diào)節(jié)。墊層暗敷管道宜沿墻敷設(shè),宜平、直,遇有剪力墻應(yīng)預(yù)留套管穿墻安裝,不宜繞行過多。管道應(yīng)標(biāo)注定位尺寸以便于在填充層預(yù)留管槽;管道安裝完畢后,地面上應(yīng)根據(jù)管道定位繪出標(biāo)記,方便住戶的保護(hù)及后期維修。
4) 對于大戶型住宅,散熱器系統(tǒng)較地暖系統(tǒng)更容易出現(xiàn)問題,要參考實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行散熱器規(guī)格和管道尺寸計(jì)算。一般來說,散熱器數(shù)量的選擇不容易出現(xiàn)問題,但是管徑偏小狀況較易被忽視,可采取適當(dāng)放大管徑、兩路干管入戶、戶內(nèi)采用放射狀布置等措施。
5) 散熱器布置容易出現(xiàn)的問題包括:與空調(diào)、家具、電氣插座、配電箱等“打架”;散熱器高度與窗臺(tái)高度不符合(寒冷地區(qū)北向房間通常采用900 mm的高窗臺(tái),而南向房間基于采光需要通常采用較低窗臺(tái));散熱器安裝空間不足等。
4.2.5公共管井設(shè)計(jì)
1) 供暖管道與給排水管道宜分別設(shè)置獨(dú)立的管井,但事實(shí)上,絕大部分的工程是水暖合用管井。管井布置時(shí),應(yīng)做好協(xié)調(diào)工作,各系統(tǒng)的閥門、水暖表均應(yīng)便于操作,所有管道均應(yīng)具備檢修條件。
2) 進(jìn)行管道布置時(shí),要考慮墻體抹灰厚度、保溫層厚度、適當(dāng)?shù)臋z修距離(當(dāng)立管上沒有閥門時(shí),管間凈距不應(yīng)小于50 mm;當(dāng)立管上設(shè)有閥門時(shí),管間凈距不應(yīng)小于100 mm)。
3) 對于需要豎直分區(qū)的系統(tǒng),高區(qū)立管應(yīng)轉(zhuǎn)換到低區(qū)立管的管位上,保持支管接法一致,便于施工與后期維護(hù)管理。
山東作為寒冷地區(qū),冬季供暖、夏季供冷需求同時(shí)存在。大部分的公共建筑均設(shè)置集中空調(diào)系統(tǒng),部分體育場館考慮間歇運(yùn)行因素需要設(shè)置值班供暖;設(shè)置獨(dú)立供暖系統(tǒng)的基本集中在學(xué)校和托幼建筑。公共建筑的供暖系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1) 在供暖形式的選擇上,地暖、散熱器供暖均有,以散熱器供暖為主。
2) 住宅區(qū)中的中小學(xué)校、幼兒園基本為房地產(chǎn)公司代建,建設(shè)完成后移交給教育部門,應(yīng)設(shè)置獨(dú)立換熱站。
3) 一般要求按樓設(shè)熱力入口(平面較大的建筑,也可設(shè)置多個(gè)熱力入口)、按樓計(jì)量,熱量表應(yīng)設(shè)置在專用房間內(nèi),可設(shè)于地下室、首層樓梯間下部、首層獨(dú)立房間內(nèi)等。
4) 散熱器系統(tǒng)應(yīng)每組設(shè)置恒溫閥,根據(jù)平面布置情況,地暖系統(tǒng)可采用集中溫控或分環(huán)路溫控方式。
5) 系統(tǒng)形式可采用豎直單管跨越式或豎直雙管系統(tǒng)。上供下回系統(tǒng)便于頂層排氣;下供下回雙管系統(tǒng)有利于克服豎直失調(diào),但每組立管均宜設(shè)置自動(dòng)排氣閥?,F(xiàn)在絕大多數(shù)沒有地下室的工程,均由結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)置防水底板,傳統(tǒng)的在首層設(shè)置暖氣溝的做法很難實(shí)現(xiàn),多采用供回水干管在1層吊頂內(nèi)敷設(shè)的中供中回式系統(tǒng)。對于這種中供系統(tǒng),當(dāng)立管采用四通與水平干管連接時(shí),水流狀況不穩(wěn)定,易引起首層不熱,建議采用圖6所示的幾種處理方案。
圖6 中供中回供暖系統(tǒng)立管連接方式
山東省是一個(gè)空調(diào)大省,從制冷空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備制造到建筑應(yīng)用的規(guī)模均居全國前列。對于制冷空調(diào)的系統(tǒng)形式、設(shè)計(jì)要點(diǎn)等,各種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、措施等多有論述,以下僅就在山東地區(qū)應(yīng)用的幾個(gè)特點(diǎn)作簡要介紹:
1) 從系統(tǒng)形式上,多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)由于兼顧供冷供暖,非常適合山東各地的氣候特征,加之其系統(tǒng)集成度高、運(yùn)行管理靈活、本地企業(yè)發(fā)展較好等特點(diǎn),使得多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在山東各地均得到大規(guī)模的應(yīng)用;從建筑形式上看,高層、超高層的寫字樓、醫(yī)院、學(xué)校等建筑中應(yīng)用較為廣泛。
2) 水系統(tǒng)的集中空調(diào)系統(tǒng)以風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)為主,變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)、四管制系統(tǒng)應(yīng)用均較少。
3) 新風(fēng)熱回收在山東地區(qū)應(yīng)用較為普遍。絕大多數(shù)的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)采用熱回收新風(fēng)換氣機(jī)作為新風(fēng)供應(yīng)設(shè)備;醫(yī)療建筑中應(yīng)用以乙二醇、離子液體為介質(zhì)的間接熱回收裝置的較為普遍;沿海地區(qū)由于夏季室外高溫天數(shù)較少,不太適合顯熱型熱回收裝置,可以考慮采用全熱回收、熱泵型熱回收等方式。
4) 水系統(tǒng)集中空調(diào)系統(tǒng)的冷源以電制冷為主,燃?xì)饪照{(diào)在民用建筑中優(yōu)勢較小,采用燃?xì)馀c電制冷、燃?xì)馀c熱泵構(gòu)成復(fù)合冷熱源的形式在部分建筑中有一定應(yīng)用。
5) 各種形式的地源熱泵均有應(yīng)用,其中深井地下水式早期應(yīng)用較多,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長,逐漸暴露出回灌困難甚至無法回灌,從而造成水量減少、制冷制熱效果變差等問題,目前已受到限制;污水源熱泵在有條件的地方應(yīng)用情況良好,節(jié)能效果顯著;山東海岸線較長,沿海地區(qū)已有近20年應(yīng)用海水源熱泵的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用形式也較多,如海底沉箱取水+鈦板板式換熱器+普通機(jī)組、海底沉箱取水+海水專用機(jī)組、拋管式換熱器+普通機(jī)組、海岸井取水+海水專用機(jī)組等。
6) 隨著設(shè)計(jì)方法、施工手段越來越成熟,經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)逐漸積累總結(jié),地埋管式地源熱泵的社會(huì)認(rèn)可度越來越高,建設(shè)單位、能源公司主動(dòng)要求采取地埋管地源熱泵系統(tǒng)的越來越多。一般來說,采取輔助冷卻、輔助加熱措施的復(fù)合式地源熱泵的成功率較高。地埋管系統(tǒng)中,埋管部分的成本受地質(zhì)條件影響較大,在魯東北黃河三角洲地區(qū)應(yīng)用非常有利。
本文在筆者多年工作實(shí)踐的基礎(chǔ)上,總結(jié)了山東地區(qū)的一些設(shè)計(jì)做法,有些做法具有普遍性,有些僅供參考。即使在山東地區(qū)內(nèi),各地市也存在一定的差別。我國當(dāng)前正處于從傳統(tǒng)化石能源向新能源轉(zhuǎn)化的過渡時(shí)期,設(shè)計(jì)人員應(yīng)隨時(shí)關(guān)注能源條件、能源政策的變化情況,適時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)思路,為社會(huì)提供更加合理、更加優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。