大空间区域采暖系统方式的实例探究

叶齐欢

YE Qi-huan

（上海民航新时代机场设计研究院有限公司）

(Shanghai Civil Aviation New Era Airport Design and Research Institute Co., Ltd.)

1 引言

大空间车库建筑与普通建筑相比，其具有跨度大、门窗面积大、围护结构传热系数大等特点，按照《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中的要求，规范规定要保证车库区域冬季汽车启动和车库内各种管道不被冻坏，车库区域需要保证一定的供暖设计温度。

散热器是采暖系统末端的一种常规形式，以对流散热方式进行供暖[1]，具有舒适、节能、安装、运行成本低的特点。热风采暖是全空气系统的一种末端设备，特点是通风效率高、制热速度快，能够很好解决制冷供热、通风换气的需要[2]。辐射采暖是一种以辐射和对流进行的供暖方式，工作媒介为热水、蒸汽或燃气，辐射面可安装在地面、顶棚或墙面上。

工程实践中，大空间车库采用的采暖主要有三种，即散热器结合暖风机、燃气辐射供暖、散热器+低温热水辐射板。

基于特种车库的工艺特点和使用需求，探讨适合大空间区域的“散热器+低温热水辐射板”的采暖方式，并优化采暖系统的细节，借此为大空间区域的采暖提供工程实践。

2 大空间区域采暖系统的工作原理

2.1 散热器结合暖风机

通过锅炉内燃料的燃烧，将其能量转变为热能，继而将其热量传递给热媒，最后由输送系统将热媒送至散热器和末端设备供暖。

2.2 燃气辐射供暖

利用可燃气体在发生器中的燃烧，如天然气、液化石油气，产生各种波长的红外线，通过红外线的的吸收和反射，对室内物体和人员进行供暖。2.3 散热器+低温热水辐射板

锅炉产生低温热水提供热媒，吊顶辐射板作为采暖系统的末端设备，进行热辐射，被辐射加热升温后的地面及物体接受辐射热后，也会向上散出热量，对室内进行供暖。

3 大空间特种车库的采暖

特种车库含有车库、办公及配套用房，车库区域有8个升降平台车位、8个行李传送车停车位。工艺要求：车库高5.7m，库长70.2m，库宽20m，检修作业相对简单，车位间距小。采暖设计要求：车库设计工作采暖温度设计为10℃，针对车库区域的工艺特点，分析三种采暖方式，并确定适合的采暖系统方案。

3.1 散热器结合暖风机

布置散热器位置时宜靠近结构的柱间或墙边。这种采暖方式具有散热量相对均匀、热舒适性较好、设备更换成本低、安全性能高的众多优点[3]。用此系统，有以下问题：

1)散热器供暖是以对流散热方式进行供暖，容易形成室内垂直温差过大，产生无效的热量损失，容易出现工作区温度低，上部温度高的现象[4]。

2)散热器一般安装在窗下，本车库两侧都是卷帘门，且平时处于开敞状态，散热器布置较困难。

图1 车库采暖系统平面图

3.2 燃气辐射采暖

在目前的大空间建筑中，燃气辐射采暖方式应用较多[5]，且在某些项目中已有应用实例。燃气辐射管通常均布安装在距地面5m～7m处，其运行费用较低；且可根据工艺特点分区管理，独立控制开关，管理较为方便。

因本车库主要是停放升降平台车和行李传送车，高度仅为5.7m，对此高度，若安装燃气辐射采暖系统，易导致局部温度较高，底部区域温度较低；由于车库高度较低，采用此采暖方式，其辐射采暖效果不太好。

3.3 散热器+低温热水辐射板采暖

车库区域采用低温吊顶热水辐射板进行供暖，办公和配套用房采用散热器供暖，这种采暖方式具有以下优点：

1)与热空气采暖系统相比，热水供水温度可降低3℃，具有较好的节能效果。

2)吊顶辐射板由多根15mm×0.8mm的不锈钢管嵌入特制的铝合金面板中，然后和两端的汇管采用卡压连接组合在一起，辐射板吊顶在顶棚上，节省了地面布置空间。

3)运营成本低。辐射板没有运动部件，几乎没有维护费用。

其缺点在于金属辐射板与散热器设备造价相比会高一点。

因此，经综合比较，本车库选择“散热器+低温热水辐射板”的采暖方式，车库区域采用低温吊顶热水辐射板进行供暖，办公和配套用房采用散热器供暖。

4 采暖设备的设计选择计算

4.1 散热器

式中：Q为热负荷，W；tpj为热媒平均温度，℃；tn为供暖室内计算温度，℃；K为散热器传热系数，W/(m2·℃)；β1为散热器组装片数修正系数；β2为散热器支管连接方式修正系数；β3为散热器安装形式修正系数；β4为进入散热器组的流量修正系数；

热媒平均温度

式中：tsg、tsh为散热器进、出水温度，℃

传热系数

式中：a、b为系数；Δt—热媒温度与室内空气的平均温差，Δt=tpj－tn；

经计算，散热器选择钢制管柱（三柱）散热器，高度为666mm，其系数a=0.6009，b=1.243，单片散热量84.9W，工作压力P=1.0MPa。

4.2 热水吊顶辐射板

1）选择双板辐射板，板宽W=704mm；管数 DN15mm×8；

2）根据热媒与室内空气的平均温差，查辐射板散热量表（w/m2），根据车库区域热负荷计算辐射板长度。

经计算，车库区域采用9组221m、1组212m两种类型的吊顶辐射板，具体采暖图纸见图1。

5 结论

通过以上分析，对大空间车库区域结合其工艺使用特点，采用了散热器+热水辐射板的采暖方式，不仅安全舒适而且采暖效果良好，因安装在楼板下，节省了室内设备空间，且对不利的垂直温度热分层问题有所削弱，具有较好的节能效果。

大空间类建筑是较为特殊的一种形式，目前对这类建筑的采暖系统设计研究相对较少，需对其进行研究探讨，不断优化其形式和设计参数，进而实现大空间类建筑的供暖设计需求。

[1] 陆耀庆.实用供热空调设计手册2版[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.50-52

[2] 杨秀娟.高大空间地铁车库供暖方式分析[J].中国新技术新产品，2012:110-113

[3] 朱世伟.大跨度大空间新型采暖节能方式设计探究[J].山西建筑，2012，38（34）：219-220

[4] 林立春，黄思怡，冯良.大空间建筑燃气红外辐射采暖系统的设计研究[J].上海煤气，2016（2）：32-35

[5] 闫征.大空间建筑采暖管路系统设计探讨[J].建筑技术研究，2012（12）：65-67