常用高层供暖系统型式的对比分析

宋金星

【摘 要】近些年来，随着高层建筑的兴起，高层供热系统的选择问题成为建筑设计师工作研究的重点，针对不同的供热要求，采取不同型式的供热系统是当前工作的核心和关键。本文从我国高层建筑的供热系统，详细阐述了我国高层建设的供暖型式和施工方式，并针对当前存在的问题，提出了一系列的解决策略。

【关键词】高层供暖；分层式隔绝系统；静压隔断式系统；低温热水；地板辐射采暖

随着城市化水平的提高，我国的建筑模式中高层建筑所占的比重越来越大，而对于高层建筑施工供暖系统的设计则成为当前出现的新难题。总的来说主要表现在以下几个方面：第一，一些高层建筑的供热不均匀，因此设计时需要考虑热压和风压的问题；第二，在高层建筑供热系统的连接方式方面，需要从室内和室外两个方面考虑，保证供暖系统的静电压力。总体来说，高层供暖的形式和外在条件有着一定的联系，在其安装和连接的过程中需要分别对待，确保安装的可行性。

1.常用高层供暖系统型式

1.1分层式隔绝供暖系统

在高层供热系统中普遍采用过的型式是分层式隔热供暖，这种供暖系统可以独立区分，在水平和垂直方面分别施加压力，保证外网和内网的连接，确保系统过的稳定性能。

1.1.1换热器隔绝分层式系统

一般来说，系统之间的连接为间接连接，这种连接的过程主要适用于需要高温能量使用的用户。根据建筑物的不同高度，在垂直和水平方向上设置独立的系统，通过外网和内网的连接，将低区的高度通过压力的作用直接使用在散热器上，保证上下散热器之间的转换和隔绝。这种分层式系统最大的优势在于可以解决高区的水电压力给散热器的带来的影响，同时解决了不同楼层之间的供热不均匀的问题，是当今主要使用的常见供热系统形式。

1.1.2双水箱隔绝分层式系统

双水箱隔绝分层式系统的连接方式为直接连接，因此适用于热网和热用户水温需求一致的情况，基本的功能和原理和隔绝分层系统相似，但在隔绝的方法上，这种系统是通过低水箱溢流管来实现的，而且在经济方面来说，这种形式的造价低，但不容易隔绝外部的空气， 容易给系统带来一定的腐蚀性。

1.1.3阀门隔绝分层式系统

阀门隔绝分层式系统的主要使用方式是采用高低区的隔绝方式来实现的，在不同的回水管道之间采用节能型的减压阀，通过水循环作用，保证水泵的连锁反应。但是由于这种形式的系统结构比较简单，施工起来方便，造价低，因此受到了广泛的青睐和欢迎，但是和其他的系统比起来，还有一些技术性的不足，特别是随着人们对于供热性能要求的提升，需要增加一定的技术含量才能适应当前的使用需求。

（1）阀前压力调节器隔绝。

当供热系统给的阀前压力调节器处于同一个水平位置时，它最大的特点是在系统阀门打开之前，自动停运，实现绝对的隔热静压。总的来说，当阀门关闭后，内置的弹簧调节器可以自动实现拉力的变化，保证网路循环的畅通性，同时，由于弹簧的拉力系统将超过水电压力系统，因此需要拉下阀瓣，关闭阀孔。

在水泵循环运行过程中，该处的回水管道需要经过拉力的作用作用于弹簧拉力中，保证阀瓣的正常使用。显然，在阀前压力的作用下，调节器的使用必须保证一定的静电压力作用，因此，这种隔绝方式需要对于产生供水管的定压，对于其他的系统来说，均不需要采取降压的计划。而当回水管道压低时，一般的水泵循环可以采用吸入式补水定压的方式，这种定压在一定程度上性能要高过静压线，和热源尽可能的靠近，保证热源的稳定性能。而当高度不足时，这种形式的系统将不能正常使用。

通过上述几种定压方式的比较可以确定，在核对阀前压力的同时，保证压力的稳定性十分重要，这就要求在安装阀门之前需要调节好支管处的回水压力，合理的进行校对和核实。

（2）电磁阀隔绝。

在该供暖系统型式中执行关闭隔绝的阀门一般可采用常开式电磁阀，电磁阀安装时与循环水泵连锁，循环水泵运行时电磁阀常开，回水通过电磁阀回到外网，当循环水泵停止运行时，电磁阀连动关闭，用户回水与外网隔断。

（3）减压阀隔绝。

用于“隔绝”的减压阀除了在运行中减压之外，还应具有停运时自动关闭的特点。有一种比例式减压阀，其出口端活塞而积A：大于进口端而积A，系统停运时，出口端停止用水，出口端压力pz升高当p=A=大于p，A，时，阀门马上关闭而达到隔绝的口的。

1.2静压隔断式系统

该系统为直接连接，静压隔断式系统的工作原理：在原有低区供暖热网定压大小不变，运行参数、运行方式维持不变的情况下，仅在高楼入口加一个微型加压水泵，将低压热网供水加压送至高区散热器散热后，再进入断流器，促进其膜流形成断流减压，然后，再进入阻旋器进行阻旋“复原”并分离空气，此时，就可以安全返回低区热网中。其中回水管上安装断流器和阻旋器的作用是用来消除加压水泵使系统增加充水高度所产生势能的装置，在供暖系统停止运动时，断流器至阻旋器这段管道内的水流立即消失，自动与高区断开，从而实现静止状态的高低区隔绝。

1.3双线式供暖系统

1.3.1垂直双线式系统

该系统在垂直方向上位于同一房间有一组上升和下降两个立管，因此各层散热器的平均温度近似地可以认为是相同的。这种各层散热器的平均温度近似相同的单管式系统，尤其对高层建筑，有利于避免系统垂直失调。由于双线系统的散热器多采用蛇形管或辐射板式结构，因而其自身的承压能力较高，但是系统本身无隔绝措施，其高区水静压力对低区散热器的影响仍然存在。

1.3.2水平双线式系统

该系统与垂直双线式系统类似，只是在水平方向上各房间散热器平均温度近似相等。由于各层分别设置调节阀分层调节，从而可改善垂直失调。

1.4分层水平串联式系统

该系统与水平双线系统相同之处在于都是用各层调节阀改善垂直失调，不同之处在于水平管道数量不同，水平双线必须是两根，而该系统可采用一根。口前多数高层供暖采用的分户训一量式系统就是由该系统演化而来的。

2.高层供暖系统型式的选择原则

高层建筑供暖系统的确定，应主要考虑改善垂直失调和解决低区超压两方而的问题。改善垂直失调可以通过系统本身特点来解决，也可以通过系统具有调解功能来解决。

对于前者，则要求供暖系统本身具有改善垂直失调的功能，而无须增加调节措施。从严格意义上讲，只有垂直双线式系统具有这样的功能，分层式系统只能保证上下两个分区系统之间避免失调，而对于每一分区内部各楼层之间，则仍有可能出现不同程度的失调。

对于后者，由于其改善垂直失调的功能靠某些调节手段和设备来实现，因而在运行管理水平较好的前提下，这种改善失调的效果更好一些。水平双线式系统和分层水平串联式系统都是通过调整各层的调节阀或加装节流孔板来实现各层之间流量分配符合规定要求的。而单双管混合系统由于各层散热器从局部上看都是双管系统，因而可以调整各支管阀门来改变流量分配，当然，这几种调节方式要复杂一些。

解决低区超压可分为解决自身超压和解决系统超压两个方法。即如果供暖系统本身是独立系统，只需解决本系统低区不超压即可；而如果供暖系统是与整个小区热网连接的，则除了保证自身不超压之外，还要考虑小区内其它建筑也不能超压。

3.结语

总而言之，在我国一些高层建筑中，需要根据需求和形式的不同，做好高层建筑供热系统的分类和安装工作，保证压力和受热的均匀性，比较各个系统，确保系统的稳定性能，是现代建筑设计师工作的重中之重。

【参考文献】

[1]秦豪杰.高层建筑热水供暖系统设计[J].中国科技信息，2009，（10）.

[2]盛晓文.高层建筑热水采暖系统及其连接方式[J].应用能源技术，1998，（04）.

[3]郑广庆，陆涛.高层建筑热水采暖系统及其连接方式[J].山西建筑，2009，（08）.