分户计量住宅采暖户内系统形式对比分析
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第10卷 第5期大连民族学院学报Vol .10,No .5 2008年9月Journal of D alian N ationalities UniversitySeptembe r 2008文章编号:1009-315X (2008)05-0452-03分户计量住宅采暖户内系统形式对比分析顾祥红(大连大学建筑工程学院,辽宁大连116622)摘 要:分户计量住宅采暖技术规程一般推荐:双管放射式系统、双管并联式系统、水平串联单管跨越式系统3种方案。
在工程实际项目中,一种新的双管放射式与水平串联单管跨越式相结合的系统得到越来越广泛的应用。
针对4种设计方案,结合工程实例,从散热器片数、管长和管径等方面对各系统作了计算对比,说明了4种方案的等效性。
关键词:分户计量;采暖系统;户内系统形式中图分类号:T U832.1文献标志码:AAna lysis of Household -ba sed Hea t M eter i n g Syste mGU X i ang -hong(Civil and A rchit ec tural Engineering Coll ege,Da lian Un i ve rsity,Dalian Liaoning 116622,China )Ab stra ct:Three household syste m f or m s are r ecomm ended in design technol ogy s pec ificati on f or household -based heat m etering in dif fe r ent regi ons:t w o -p i pe radia ti on household syste m ,tw o -pipe household syste m ,one -p i pe loop circuit household syste m.I n p ractice,there a r emor e and more app licati on in com bination w ith t wo -p i pe radia tion and one -p i pe l oop circuit household syste m a mong the three f or m s .S om e calculati on and analysis are ca rried out in the area s of radiat or ’s nu m be r ,pipe ’s length and dia m ete r f or the f our system s .It is verified that the f our household syste m s are equa l e ssentially .Key word s:household -ba sed heat me tering;heating syste m ;household syste m for m 自2000年建设部颁布了《民用建筑节能管理规定》后,住宅供暖设计进入了一个新的历史阶段,延用多年的上行下给单管顺序式采暖系统退出了历史舞台。
北京市率先公布并执行《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》后,各地也推出了相应的技术规程。
住宅采暖系统也出现了多元化的分户计量形式。
按热源分有集中供暖、燃气壁挂炉、电热膜和地热电缆等方式;按户内系统分有散热器采暖、地热采暖等方式。
但各种方式中,仍以采用散热器供暖方式为多数,且集中供暖加散热器方式由于应用历史长,技术比较成熟,用户对此比较熟悉而得到了广泛应用[1]。
虽然相继出台的设计规范、设计技术规程使分户计量采暖设计有了依据,但在实际设计中仍有许多问题需要探索。
本文就户内采暖形式的选择问题进行分析。
1 技术规程中可供选择的户内系统形式北京市《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》中规定,当采用散热器供暖方式时,应根据建筑平面和层高、装饰标准和使用要求、管材和施工技术条件等因素选择户内供暖管道布置方式[2]:(1)布置在本层顶板下,采用上分双管式系统;(2)布置在本层地面上或镶嵌在踢脚板内,采用下分双管式或水平串联单管跨越式系统;(3)布置在本层地面下的垫层内,采用下分双管式、水3收稿日期55基金项目辽宁省教育厅高等学校研究项目(F )。
作者简介顾祥红(6),女,满族,辽宁大连人,副教授,主要从事建筑节能、供热采暖研究。
:2008-0-1:2004104:198-第5期顾祥红:分户计量住宅采暖户内系统形式对比分析453平串联单管跨越式或放射双管式系统。
不论采用哪一种管道布置方式,推荐的户内系统形式均为3种,即双管放射式系统、双管并联式系统和水平串联单管跨越式系统[3-4]。
2 户内采暖系统工程实例在实际的工程项目中,技术规程中推荐的3种采暖方式都有应用。
但是近年来,将双管放射式和水平串联单管跨越式相结合的系统作为一种新的系统形式也得到了越来越广泛的应用。
作者设计并跟踪关注了一个较大型住宅小区的住宅采暖效果。
该小区从2002年新建第1期住宅开始,到2006年止,前后共建5期,面积约20万m2。
新建燃煤锅炉房为该小区提供采暖热水,通过室外热网进入户内;根据建设部要求加设了分户计量装置,在每户入户前设热表,以计量每户所用热量;散热器装设温控阀,可分室调节室温。
住宅均为一梯两户单元式6层楼,设计中选用铸铁四柱760内腔无砂型散热器,采暖管埋设在地面垫层内,采用无规共聚聚丙烯(PP-R)管,供、回水温度为80～55℃,室内设计温度为20℃。
方案一 双管放射式系统双管放射式系统管道连接时不需管件,安装后效果较好。
由于装有分、集水器,散热器支管加温控阀或手动调节阀,使系统具有集中调节和分室调节功能。
但该系统的缺点是当户内房间较多时垫层内管道太多,会使地面温度升高,而且室内装修时有扎坏管道的可能性。
另外还需要增设分、集水器。
而开发商更关注的是管材消耗的多少,所以在进行方案比较时此种方案首先被开发商所淘汰。
以典型的两室两厅户型为例,采暖管道平面图如图1。
方案二 双管并联式系统该系统每组散热器之间是并联关系,各组散热器的进、出水温是相同的,使得双管并联式系统的散热器面积比单管跨越式系统的少一些,但管材消耗要比单管跨越式系统多近1/2,又需增设三通部件,因此也不被开发商看好。
采暖管道平面图如图2。
方案三 水平串联单管跨越式系统水平串联单管跨越式系统安装后比较简洁,安装恒温三通阀或三通调节阀后有分室调节功能。
但有计算繁琐、系统末端水温较低、散热器片数较多的问题。
采暖管道平面图如图3。
采用水平串联单管跨越式系统的工程中,住户入住后由于采暖效果不佳,许多住户又进行了二次改造,因此有了方案四的系统。
方案四 双管放射式和水平串联单管跨越式相结合的系统把几组散热器串联在一起形成一个环路,将双管放射式和水平串联单管跨越式系统组合在一起,起到了扬长避短的功效。
采暖管道平面图如图4。
在5期的采暖设计中,房地产商和设计单位分别尝试了技术规程推荐的3种户内系统形式,但采暖效果均不尽如人意,为此住户入住后总要进行一番采暖改造,其结果就是将设计的采暖系统变为双管放射式和水平串联单管跨越式相结合的系统。
经过前期的住宅设计实践及采暖效果比较,开发商将后几期的采暖设计全部锁定在该种方案上。
经过实践运行,取得了较好的经济效益和采暖效果。
图1 双管放射式系统 采暖平面图 图2 双管并联系统 采暖平面图图3 水平串联单管 跨越式系统采 暖平面图图4 双管放射式与水 平串联单管跨越 式相结合的系统 采暖平面图454 大 连 民 族 学 院 学 报第10卷3 不同户内系统形式的计算比较考虑典型的两室两厅一卫住宅户型,以建筑面积101.13m 2(如图1-图4)为例,进行4种采暖方案的散热器计算和管道水力计算。
铸铁四柱760型散热器传热系数k 、每片散热器散热量q 以及传热温差Δt 的计算式分别为[5-6]k =2.503Δt 0.293 (W /m 2℃),q =kf Δt (W ),Δt =t 1+t 22-t n (℃),式中,f 为每片散热器散热面积(f =0.235m 2),t 1为供水温度,t 2为回水温度,t n 为室内温度。
首先进行热负荷的计算,因4种系统是针对同一户型,其热负荷是相同的,均为6447W ,采暖热指标为63.7W /m 2。
管道的流量计算式为G =0.86Q t 1-t 2 (kg /h ),式中,Q 为每个房间的热负荷。
图1为双管放射式系统,每组散热器分支的流量是由本组散热器承担的热负荷决定的,例如北卧室的流量为G =0.86×130880-55=45.00(kg/h )。
其他房间的计算与上例类似。
图2和图3中,流量均为G =0.86×644780-55=221.78(kg/h )。
图4中,两个环路流量分别为G 1=0.86×308380-55=106.06(kg/h );G 2=0.86×336480-55=115.72(kg/h )。
根据计算出的流量和平均比摩阻可确定出不同系统的管径,由于系统形式的不同,散热器片数和管径也不相同,计算结果见表1。
表1 不同户内系统形式部分耗材比较方案户内系统形式热负荷/W散热器片数/片管长/m管径型号备注一双管放射式系统644769102.12016增设分、集水器二双管并联式系统64476976.42520增设多个三通三水平串联单管跨越式系统64477642.82520四双管放射式和水平串联单管跨越式相结合的系统64477651.42016增设2个三通 从表1可以看到,方案一和方案二散热器片数相同,但方案一消耗管材较多,方案二管径相对扩大一号。
方案三和方案四比前两种方案散热器片数需求多,但管长相对少,方案三的管径相对粗一号。
四种方案各有利弊。
由于是针对同一个设计条件来完成的,因此采暖效果是等效的。
从表1还可以看到,方案四被优先选择的原因是采用了较小的管径,仅为2016型。
但是通过现场调研发现,实际工程中采用的管径均为2520型。
也就是说,实际采暖设计不是按照水力计算得出的管径选取的,而是沿用了常规的2520型号。
所以,方案四的采暖效果好,是因为设计者改变了设计条件,使得管径加粗,流量加大所致。
如果完全按照表1的计算结果来进行方案四的施工,那么方案三和方案四是等效的。
如果仍采用方案三系统,而将管径扩大一个型号,效果也会更好。
参考文献:[1]王敏.对住宅采暖户内系统形式的探讨[C ]//全国暖通空调制冷2002年学术年会论文集.北京:中国建筑工业出版社,2002.[2]北京市建筑设计标准化办公室,北京市建筑设计研究院.DBJ 01-605-2000新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程[S ].北京:中国计划出版社,2003.[3]大连市城乡建设委员会.大连市住宅采暖(分户计量)工程技术暂行规定[S ].大连,2000.[4]张锡虎.对北京市2006年版《居住建筑节能设计标准》的解读[J ].暖通空调,2007(3):5-7.[5]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M ].北京:中国建筑工业出版社,2007.[6]陈涛.分户供暖系统热负荷计算模型探讨[J ].暖通空调,2007(4):45-47.(责任编辑 邹永红)。
