复式住宅建筑的供暖分户计量设计分析

李联友，康洪波

(1.河北建筑工程学院能源与环境工程学院，河北 张家口 075000；



复式住宅建筑的供暖分户计量设计分析

李联友1，康洪波2

(1.河北建筑工程学院能源与环境工程学院，河北 张家口 075000；

2.河北建筑工程学院信息工程学院，河北 张家口 075000)

目的由于复式住宅建筑在分户计量供热系统中具有其特殊性，结合具体工程实例，分析出在设计中应当注意热源的供热量与热用户需热量相匹配；在安装施工中注意其连接方式，同时给出相应的调试措施。方法对复式住宅建筑分户计量所采用的供热系统的设计方案进行了分析，并结合工程实例给出具体的设计方案。结果在常规供暖系统设计基础上，结合复式住宅建筑的特点，对供暖分户计量设计进行必要的调整，如在设计期间正确进行复式住宅建筑的热负荷计算;给出合理的供暖系统布置方案和分室调温的设计方案;匹配各个房间散热器的数量;加强施工中对影响系统排气的管道坡度的安装调试工作等。复式住宅建筑的供暖分户计量设计能在整个采暖季中达到节能要求并能够很好地实现其节能效果。结论在计量供热条件下，复式住宅建筑的热负荷计算要进行适当修正，垂直双管系统是复式住宅建筑分户计量中适合用户调节供热的较理想形式。连接形式采用并联方式，施工中应当在立管和暖气片上设置排气阀，使系统中的空气顺利排出。

分户计量;复式住宅建筑;供暖设计;分析

1　综　述

分户计量供热不仅是为了使供热运行节能，而且还要为供热用户提供调节控制手段，使用户根据热舒适度的需要调节供暖量。要实现供热的高质量，不能仅靠安装热表、温控阀和一些调控设备就可以解决，还需要运行人员运用先进的调控技术来达到按需供热这一目标。分户计量供热系统的特点是热用户可以根据各自的供热需求进行独立的闭环调节，如果热源的供热量与热用户的需热量不匹配，热网的水力稳定性较差，用户支路间水力工况就会相互影响，进而引起整个热力管网水力工况的紊乱，其结果是只有一部分热用户满足自己的要求，而其他热用户无论如何调节也达不到满意的结果。为了实现分户计量供热系统的热用户可调性及节能性，首先使热源的供热量与热用户的需热量基本匹配；其次，由于目前常见的间接连接供热系统连接方式对分户计量供热系统也有显著的影响[1]，应对其进行调整。

根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 26-2010)及《住宅设计规范》(GB 50096-2011)的要求，现阶段住宅供暖系统逐渐转变为可分户控制、分户调节室温的独立系统，要实现供热采暖系统按热量计量收费，用户能自行调节室温并使温度保持用户要求的范围是采暖系统按热量分户计量供热量的基础，即室内采暖系统必须具有可调节特性。本文就目前常见的多层复式建筑的分户计量供暖系统给出一个设计实例，以供参考。

2　工程概况

本工程由A、B座两部分组成，A座地下3层，地上12层，建筑面积为17 564 m2，主要功能为办公和客房，其中办公7 646 m2，客房72套；B座建地下3层，地上9层，建筑面为27 831 m2，主要功能为商场及公寓，其中商场办公为5 089 m2，公寓为11 996 m2。

此建筑采用集中锅炉房供热，锅炉房设在本楼B座的地下1层北侧，内设燃气锅炉。锅炉供、回水温度为95 ℃/70 ℃。通过循环水泵直接将95 ℃热水供给热用户采暖，采用高位水箱定压，定压点设在循环水泵的吸入口。整个供暖系统分为四部分，其中，A座整体为一部分，采用上供下回的单双管串联形式；B座2～9层公寓为一部分，采用异程式下供下回双管系统；B座的商场及地下1层车库为一部分，也采用异程式下供下回双管系统，这三部分均用散热器供暖，散热器采用TZ4-6-8(四柱760)型。另外，B座的1层大厅、公共楼梯间入口及地下1层的车库用热风采暖，由于风机盘管压力损失大，故将其单独一趟管路，即为供暖系统的第四部分。

3　分析设计过程

3.1房间热负荷的计算

由于分户调节过程必须考虑邻户间的传热问题，因此，按照北京市《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》的计算规则：按照户间传热量总和的适当比例作为户间总传热负荷，一般取50%，顶层一般取80%。计算公式如下[2]：

(1)

式中Q——总热负荷(W)；

Q围——围护结构的基本热负荷(W)；

Q户——户间热负荷(W)；

Fi——围护结构的面积(m2);

Fj——户间隔墙和楼板的面积(m2)；

twn——采暖室外计算温度(℃)，

tn——采暖室内计算温度(℃)￣，

Ki——维护结构的传热系数[W/(m2·℃)]；

kj——户间隔墙和楼板的传热系数[W/(m2·℃)]；

Δt——户间热负荷计算温差(℃)，一般取5 ℃；

N——户间隔墙和楼板同时发生传热的概率系数。当一面可能发生传热的楼板或隔墙时，N=0.8；当两面可能发生传热的楼板或隔墙时，或一面楼板与一面围墙时，N=0.6；当两面可能发生传热的楼板及两面隔墙时，N=0.5。

但在实际生活中的温差却是有限的，而且相邻住户因某种原因关停采暖的几率也比较低。所以住宅采暖热负荷计算可以适当先提高室内设计温度，不考虑因实施分户热计量带来的影响，而把解决方向放在围护结构的保温上[3]。对于围护结构的保温，重点是放在户间围护结构的保温上，还是外围护结构的保温上？户间围护结构的保温做法需增加可观的投资费用和占有一定的建筑空间，虽然降低户间围护结构的传热系数，但户间温差反而会增大，问题依然存在。目前国内住宅外围护结构的保温水平还比较低，所以应将围护结构保温的重点放在外围护结构上，这样可以得到更好的综合效益。[4]

3.2供暖系统布置方案：

适合热计量的供热采暖系统方案应具备以下特点[5]：

①系统的功能要求，即系统必须具有可调性；

②经济可行性；

③方案应多样化。

图1　分户计量散热器布置图

B座2～9层是公寓部分(图3、图4、图5)，系统采用垂直式下供下回异程式双管系统，即双管水平并联式系统。该系统是将双立管系统设置在管道竖井里，同时向每个用户引供回水管各一根，各层户和户之间为并联方式，每根立管均装设自动压差平衡阀，以实现变流量下的压力平衡。由于垂直双管系统存在垂直重力失调原因，而上层环路较长，可以对上层较大的重力作用压头起一个补偿作用。下层重力作用压头小，所需克服的阻力也小，计算结果表明,2层和8层的不平衡率仅为1.5%。户内供暖系统的形式采用下分式双管系统，系统水平管道暗敷在本层地面下垫层内，无坡度敷设，材料采用聚丁烯管道(PB)(图1)。

图2　散热器恒温阀示意图

由于材料的连接方式为热熔接法，避免了采用该系统所带来的管道接头多、容易漏水的弊端，使其使用年限大大增加，缺点是增加了工程造价。在每组散热器入口处可安装散热器恒温阀(图2)，不仅可使系统具有可调性，而且增大了末端阻力。为了更好地解决系统排气问题，在设计中，每根立管的最顶端装有自动排气阀，2层的立管装排气阀及每组散热器上还安装手动跑风门，以达到使系统中的空气顺利排出，因此垂直双管系统是适合用户调节的理想的室内系统形式。相应入口应采用定压差控制，将每个单元设计成一个独立的记费系统，避免系统之间的相互干扰，又可切断不交费户的供热。另外可根据需要在表箱内设置热量表、锁闭阀或温控阀，以达到计量和温控的目的。该双管系统的最大优点是它具有很强的调节功能，由于双管系统户内系统的瞬时流量等于各组散热器瞬时流量之和，系统变流量程度为100%；而单管跨越式系统由于跨越管的存在，总有一定的旁通流量，这就造成了每一层水管流经立管的路程长度不等。管路越长阻力越大，又对每户入口处增加了阀门等管件和户内较长的管路等环节，从而使沿程阻力和局部阻力增加，在一定程度上克服了上层自然作用压头，增大所造成的水利失调的不利影响(对底层：供回水立管水阻力小，附加重力压头也小；对顶层：供回水立管水阻大，而附加重力压头也大)。同时对敷设在垫层内的供暖管道进行了保温。管道保温后对节能、改善所接触的混凝土工作环境、避免地面开裂等均有积极作用。

图3　2、4、6层平面图(局部)

图5　部分户型的系统图

4　结　论

综上分析可以看出，复式住宅建筑分户计量供热系统采用下供下回双管系统，由于可分室控温、用户自我调节性能好，因此能够更好实现复式建筑分户计量的要求。同时施工中由于其墙面中无立管，因此不影响装修，在运行中可对各组散热器特别是复式楼层的散热器进行放气，适合于复式建筑上下层布局不一致的情况。如果在设计期间对复式住宅建筑进行正确的热负荷计算，匹配好散热器的数量，则在整个采暖季中能够很好地实现复式住宅建筑的节能效果。

[1]李联友.分户计量供热系统可调控技术的分析[J].流体机械,2008，(05)：35-38

[2]涂光备.供热计量技术[M].北京:中国建筑工业出版社，2003：23-102.

[3]李联友，马坤茹.实施供热系统分户计量常见问题的分析[J].建筑热能通风空调，2009,(04):60-62

[4]李联友，张玉瑾.基于分户计量供热系统的能耗分析[J].河北建筑工程学院学报，2014，(04)：73-75

[5]贺平，孙刚.供热工程[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，2009：9-85.

[责任编辑：刘守义英文编辑：刘彦哲]

Design and Analysis of Heating Household Metering in Double Residential Architecture

LI Lian-you1,KANG Hong-bo2

(1.School of Energy and Environment Engineering,Hebei University of Architecture,Zhangjiakou,Hebei 075000,China;2.School of Information Engineering,Hebei University of Architecture,Zhangjiakou,Hebei 075000,China)

ObjectiveBased on of the particularity of the compound residential building in the household metering heating system,combining the specific engineering examples,this paper worked out that the design should pay attention to the heat supply and that heat users should match the heat;meanwhile attention should be paid to the connection mode in the installation construction.At the same time,the corresponding debugging measures were given.MethodsThe paper gave some analyses in the design of heating system of household metering housing in double residential building,and some design projects together with specific engineering examples.ResultsOn the basis of conventional heating system design,and combining the characteristics of duplex residential buildings,the paper gave the necessary adjustment to the heating household metering design.If the thermal load calculation of the double residential building would be made correctly during the design period,the heating system layout scheme and room thermostat design would be reasonable.The number of each room radiator was matched.Meanwhile the installation and commissioning of exhaust pipe slope were strengthened.Residential building heating household metering design in the entire heating season met energy-saving requirements with good effects.ConclusionsUnder the condition of metering heating,the thermal load calculation of the compound residential building should be revised properly.Vertical double pipe system is a duplex residential building suitable for heating system of household metering control.Connection mode is adopted in parallel mode.In the construction the exhaust valve shall be set up in the riser and the radiator,so that the system of air discharges smoothly.

household metering;double residential architecture;heating design;analysis

10.3969/j.issn.1673-1492.2016.05.002

李联友(1967-)，男，河北张家口人，河北建筑工程学院能源与环境工程学院教授，工学硕士，从事建筑环境与设备工程运行节能的教学和研究。

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来稿日期：2015-11-17