建筑物的节能越来越被重视,尤其采暖节能大有可为,分户计量已经成为节能一种必要措施。本文通过对几种采暖原理的分析,提出住宅内采暖节能方案和措施,为小区住宅采暖设计提供参考。

1 前言
 
我国是一个耗能大国,节能已经成为我国一项长远的战略方针。我国政府对节能高度重视,特别是十一五以来,节能工作有了量化指标。住宅的采暖节能日益被关注,以往住宅集中供暖,按面积收取热费,存在很大不合理性,且不便于用户进行局部调节,用多用少一个样,造成供热、用热的浪费。
 
因此,在《民用建筑节能管理》和《中华人民共和国资源能源法》中明确规定:新建住宅建筑的集中供热系统,应当推行温度调节和用户热计量装置,实行供热计量收费。
 
随着人们生活水平的提高,和供暖事业的不断发展,对供暖行业实现用热量的分户计量,势在必行。
 
2 旧式采暖系统存在的问题
 
长期以来,我国城市住宅采暖系统,设计基本采用单管垂直系统的方案进行设计。这种方案有很多优点,如系统简单,施工方便和造价低廉等。但是最大的问题不便于用户进行局部调节,造成能源浪费,无法计量。随着能源结构的变化,以及节能和物业管理的要求,这一缺陷越来越明显,使得此种供暖系统,不得不被逐步替代。
 
(1)这种系统主要缺点是不能进行局部调节,无法改善和满足用户的舒适性要求。该系统是先将热水供到住宅的顶层,然后向下依次分到各个用户,这就在理论上造成各不同楼层用户散热的传热系数K值不相等。造成顶层过热,底层过冷的现象,同时该系统也无法对各房间的室温进行单独调节,造成能源浪费,有数据表明:我国住宅采暖单位面积能耗高出发达国家两倍左右,且不便于供热部门管理。
 
(2)这种系统有一处设施漏水或堵塞,整个系统都会受到影响,严重时可能导致整个住宅停止供热。在维修时,还会造成大量热水浪费,寒冷地区也可能出现供水管冻裂等严重问题,影响居民正常生活。
 
(3)不利于供热部门管理。对于拖欠热费的用户处理困难,如要停止个别用户的供暖,会影响到整个住宅楼的供暖。
 
(4)由于采暖系统是单管串联式,所以每层每户住宅必须用热,否则该系统无法正常运行。如果出现某些住户不想供暖,或者一些住宅长期闲置,必然导致能源浪费。
 
3 采暖系统的节能措施
 
(1)在建筑结构设计中,应考虑到采暖节能的需要。采暖建筑的耗热量主要是通过围护结构的传热耗热量构成,约占73%~77%,其次通过门窗缝隙的空气渗透量,约占23%~27%,在传热耗热量中,外墙占23%~34%,由此可见,提高建筑物的保温性能,将会达到良好的节能效果。
 
另外,计算表明,对于一间不采暖的房间从周围房间获取传热量可达12℃~14℃室温,其他用户有近20%~25%的热量传给该房间,其他用户将支付这部分热费,很不合理。针对上述情况,建议在建筑结构设计中考虑以下问题:
 
1)为减少门窗缝隙热量的损失,设计时要采用密封好的双层玻璃保温窗。窗口尺寸不宜无限扩大,当然要按建筑规范的规定,满足室内采光要求。
 
2)要增强户与户之间隔墙,以及侧面楼梯间隔墙的保温措施。若结构设计允许,可使用高质量的保温轻体板,或设法提高其隔热性能。
 
3)外墙保温现有两种方法,即设外保温或内保温。为便于室内装修和一些器具设施安装,以设置外保温为宜。
 
(2)采用集中供暖分户热计量的方案
 
1)分户热计量的原理。分户计量采暖系统,是对每个用户进行单独控制,即每户独立采用一个供回水系统,一户一表制,可以单独对用户进行调节、关断、计量,不会影响其他用户。
 
首先,分户热计量有利于户主按照自己的需要,控制或调节热量,提高热的舒适性;其次,利用分户计量的自控可调特点,节约—部分热量,在不需要时可自行切断用热;再次,采用分户热计量后,对各用户的采暖收费更加公平合理,同时对不按时缴费的用户可以停止供热,督促其缴费。
 
2)分户计量系统的形式,概括起来主要有以下几种:
 
a.图1竖井内双管式,户内单管水平串联,入口设热量表,闸阀,每个散热器均设手动放风门。
b.图2竖井内双管式,户内单管水平跨越式串联,入口设热量表、闸阀,调节阀,每个散热器均设调节阀和手动放风门。
c.图3竖井内双管式,户内双管水平并联,入口设热量表、闸阀,调节阀,每个散热器均设调节阀和手动放风门。
d.竖井内双管式,户内地板辐射采暖,入口设热量表,闸阀,分集水器。
 
3)实行分户计量系统有一定的要求。首先,为适应整个系统改变流量运行的需要,用户使用热流量变化要加大,因此,供热系统的调节性能也要增强,这也是保证系统在运行调节中,有稳定性的前提,必须在系统中设置有较大幅度的调压装置,以分配到各个用户系统的压力;其次,对供热系统的设计,也提出了更高的要求,在以往设计中,往往是凭经验佶算,忽略热负荷的计算,引起系统的水力失调,因此,必须要进行详细的热负荷计算。
 
4)分户热计量实施中存在的两个问题
 
a.分户热计量收费,比以往吃大锅饭收费,大大前进了一步,但也有其不合理的成分。分户热计量后,不同房间、不同用户的用热量各不相同,各室的温差引起不同房间、不同用户的温差传热,必然使温度高的用户多付一些供热费用。
 
当某个用户停止用热时,其他用户还在用,而供热费用则由用热用户负担,也是不公平的。另外,住宅建筑设计中的房间布局和朝向不同,结构的散失热量也各不相同,那么同样建筑面积的各个用户分担的热费用不会相同,这也是不合理的。
 
b.要对原有的采暖系统改造,费用较高,并且用户也有使用不满意的反应。
 
5)要进一步对集中供热的原有锅炉房进行技术改造和自动控制。通过微机对锅炉实施集控,根据室外温度调节输送水温,采用变频风机系统,烟气冷凝热能回收系统和水利平衡系统等,用以节约能源。
 
4 单体壁挂炉供热方案
 
(1)单体壁挂炉简介
 
壁挂炉一般使用天然气或城市煤气燃烧供热,每户一台。壁挂炉直接用来自管路的自来水加热,它的单台容量有各种规格,供每户建筑面积的大小选用。壁挂炉主要由机壳,热交换器、水气联动阀,水泵、三向阀,总安全阀,水量调节阀、压力表、温度显示表、排风机、排烟道和总控制盘等组成。
 
具有结构紧凑、体积小巧,操作简便的特点。擘挂炉可以同时满足用户采暖和生活用热水的需要。当要采暖时。开机后可设置预定温度,其供热量、燃气的供给量是根据预定温度大小自动控制的。当需用生活用水时(洗衣、洗澡,冼碗),可打开生活热水阀,此时三向阀自动转向,关闭采暖系统,打开生活热水系统。
 
(2)使用单体壁挂炉的优点
 
1)从一次性投资看,分体式壁挂炉要比集中供暖少,为投资者节省资金。从小区集中供暖实际投资费用上看,包括供暖接口费(或自设锅炉房),建小区换热站、小区管线、检查井的建设费和维修费等。而采用壁挂炉后,可省去这些投资,只要给每户配置一台壁挂炉。采暖时,还可以减少物业管理费用,不必因为收取采暖费而引起诸多麻烦,带来良好的隐形经济效应。
 
2)壁桂炉采暖可以减少热交换站和室外管网的热损失。壁挂炉的自动调节程高度,但比集中取暖的锅炉热效率低,用户使用灵活方便,提高了用户的生活档次。
 
3)壁挂炉具有良好的安全措施。壁挂炉运行时,助燃空气和烟气能够通过烟道从室外自由吸进和排出,燃气在燃烧室内得到充分燃烧,如果机具出现故障,总安全阀可自动及时关闭,切断气源,停止燃烧。壁挂炉内含有过热保护装置、过压保护装置、防倒风保护装置等,自动保护功能齐全,自动化程度高,可靠性强。另外,其防冻性能,可确保用户不住人时。能保持5℃左右的室温。
 
4)减少检修,室内美观,便于用户装修。用壁挂炉采暖,供热管道安设在室内墙体或地板垫层内,通过供回水管路,输送到各个房间,居室内不设明管,有利于室内的装修和美观。集中供暖由于水压较大,为便于检修,室内管路要明装,室外管路和接口多,跑冒滴漏经常发生,检修频繁。壁挂炉仅在局部管路连接处检修,炉体本身由制造商负责售后服务。
 
(3)采用壁挂炉可以满足取暖和生活热水供应,节省用地,计费方便、产权清晰等特点,是其他供热方式不可比拟的。
 
(4)尚需配套的问题
 
1)随着国家西气东输工程的逐步完成,各受益地区和城市要搞好相应的配套设施,稳定天然气的气压和气质,创造条件,推广壁挂炉的使用。
 
2)随着壁挂炉的推广使用,进一步提高壁挂炉本身的质量和安全性能极为重要,目前市场上有进口和国产两种。生产商要根据使用情况,访问用户,总结经验教训,不断改进和提高产品质量。
 
3)每户一个小烟囱的污染治理问题也要充分重视。
 
5 结语
 
综上所述,提出以下几点建议和看法:
 
(1)国家在节能减排方面的任务繁重,应在各个领域千方百计实施节能减排。作为北方地区,在冬季采暖方面,如果能够采取措施,因地制宜,选择合适方案,节能潜力还是巨大的。
 
(2)除天然气外,我国是采煤大国,储藏极为丰富。能否加强电煤的综合利用和科学研究,使大量的煤转化为有用的工业原料和清洁能源(即城市煤气),为节能减排开辟另一途径。
 
(3)对原有的住宅冬季采暖系统,要有计划有步骤的逐步改为分户热计量系统,用以节省能源和收费合理。建议改造资金可由政府资助或受益住户分担。
 
(4)新建住宅小区,则优先采用分户计量系统的采暖方案(或壁挂炉方案),因为从长远考虑,从节能计费、使用方便,灵活性等方面考虑,是其他供热方式无法比拟的。

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