居住建筑采暖系统节能改造策略分析

　　摘要：本文通过对既有的几种居住采暖系统进行详细分析，指出了各种改造方式的特点、适用范围和不足，对今后采暖系统的节能改造有一定的参考价值。
　　关键词：采暖系统，节能改造
　　
　　随着我国经济发展和人们生活水平的提高，我国的建筑能耗也有明显的增长趋势，建筑能耗的增加将给我国带来沉重的能源供应压力，还会加剧我国目前能源紧缺的状况。因此，对既有居住建筑采暖系统的改造迫在眉睫。
　　1带跨越管的垂直单管系统
　　(1)改造对象：原室内采暖系统为垂直单管顺流系统时，宜改造为此种系统，即在每组散热器的供回水管之间设跨越管。每组散热器的供水支管上应设低阻力的两通恒温阀或三通恒温阀，底层回水支管上加装手动调节阀。
　　(2)改造方案：在原有系统的每组散热器供回水支管之间加跨越管和三通温控阀或者三通调节阀，在散热器上安装热量分配表，用来测量该用户的耗热量，在一栋楼或一个小区的总入口处设总热量表，按照总表读数和各用户热分配表的的读数按比例确定各住户的耗热量。
　　(3)特点:
　　第一：此种改造方案对用户室内系统改变很小，管网的布置基本保持不变，减少了施工扰民；
　　第二：改造在整栋楼的入口装置处加设楼用热计量表，在用户散热器上加设热分配表，并在每组散热器的供回水支管之间加跨越管和三通温控阀。用户可以根据自己的需要通过调节三通阀调节房间的供热量。避免了有个别用户开窗降温等不节能行为，可以达到节能的目的；
　　第三：该系统缓解垂直水力失调现象，使水力稳定性好；
　　第四：该改造工程能在最大范围内利用原有的采暖系统。因此施工简单，工期短，投资少，回收期短，通常6.5年内就可以回收。在短时间内就可以达到节能改造的目的。
　　(4)适用范围：该方案适用于原有系统为单管顺流式，房屋结构为砖混结构，且所用改造资金有限，不宜进行结构破坏的场所，建议使用该方案。
　　（5)不足：第一，此种改造方案由于增加了热量表和热分配表及三通温控阀，故增加了系统的投资，使每户的投资费用增加；第二，在每组散热器供回水支管处，增加了两个阻力系数为1.5的三通管，使系统的局部阻力比原来增加了10%。但是，由于系统的局部阻力损失占总阻力损失的20%，因此加设三通阀后使系统的阻力损失比原来增加了2%，如果原有系统阻力计算合适，且有一定富裕度，则可以不做压力方面调整。
　　2新垂直双管系统
　　(1)改造对象：原室内采暖系统为垂直双管系统时，宜维持原系统形式。每组散热器的供水支管上应设两通温控阀，回水支管上应加装手动调节阀。
　　(2)改造方案：将每组散热器供水支管上的截止阀改为二通温控阀，在散热器上安装热量分配表，用来测量该用户的耗热量；在一栋楼或一个小区的总入口处设总热量表，按照总表读数和各用户热分配表的的读数按比例确定各住户的耗热量。
　　(3)特点：
　　第一：此种改造方案对用户室内系统改变很小，减少了施工扰民；
　　第二：在整栋楼的入口处加设楼用热计量表，在用户散热器上加设热分配表；
　　第三：该改造工程施工简单，工期短，投资少，回收期短，通常5.5年内就可以回收。在短时间内就可以达到节能改造的目的。
　　(4)适用范围：该方案适用于原有系统为垂直双管式，房屋结构为砖混结构，且所用改造资金不足，不宜进行结构破坏的场所，建议使用该方案。
　　(5)不足：此种改造方案由于增加了热量表和热分配表及二通温控阀，故增加了系统的投资，使每户的投资费用增加。
　　3户内水平串联跨越系统
　　(1)改造对象：原有系统为供回水总立管设置在管道井内，户内为水平单管系统时，宜改造成此种方案，在原有系统的入户管处加装户用热计量装置。将户内水平串联系统改造为水平跨越式系统。
　　(2)改造方案：原有管道井内的供回水总立管不变，从管道井内(或该层地面附近侧墙的沟槽内)的供水立管上引出供水支管向各用户供暖，户内水平跨越式串联，在散热器的支管间增设跨越管，热水一部分流入散流器，一部分经跨越管直接流入下组散热器。允许在散热器支管上安装阀门，能够调节散热器的进流量。用户的回水支管再引回到管道井内的总回水立管上。管道井内的分户供、回水支管上应设置控制阀门，各用户的引入管上应安装热量表，锁闭阀，散热器支管设温控阀;以计量用热量，这便于分户管理和调节。
　　(3)特点：
　　第一：此种改造方案对用户室内系统改变较小，管网的布置基本保持不变，便于分层管理和调节；
　　第二：造价比垂直式系统低；
　　第三：该改造系统管路简单，穿过各层楼板的立管少，施工方便；
　　第四：有可能利用最高层的辅助空间(如楼梯间、厕所等)架设膨胀水箱，不必在顶层上专设安装膨胀水箱的房间，不影响建筑结构外形；
　　第五：该改造工程能在最大范围内利用原有的系统。因此施工简单，工期短，投资少，回收期短，通常6.5年内就可以回收。在短时间内就可以达到节能改造的目的。
　　(4)适用范围：该方案适用于原有采暖系统为水平串联式系统的建筑；串联散热器组数过多时；各层有不同使用功能或不同温度要求的建筑。
　　(5)不足：比水平单管串联式安装相对比较复杂，排气不便；在水平串联散热器过多时，容易引起水平失调现象，即前端过热而末端过冷。每组散热器上增加冷风阀来手动排气，在单户控制系统中，由于环路短，水平连接散热器的数量一般均小于20组，所以单户的平衡问题可以不必考虑。此种改造方案由于增加了入口热计量装置和入户热计量装置，并将调节阀改为温控阀，故增加了系统的投资，使每户的投资费用增加。
　　4户内水平并联系统
　　（1）改造对象：户内为水平单管系统或者上供上回双管系统时，宜改造成此种方案，在原有系统的入户管处加装户用热计量装置。将户内水平串联系统改造为水平并联式系统。
　　(2)改造方案：
　　首先在入口装置中加设一个热量表；其次在楼梯间加设一个管道竖井，竖井内的管道为双管式，并按规范设保温层，入户管道上设热量表，锁闭阀。然后将户内散热器水平并联，散热器设温控阀。
　　(3)特点：
　　第一：此种改造方案对原有系统的形式做了很大的调整，经过系统改造，缓和了系统的垂直失调现象；
　　第二：供、回水支管均暗敷在本层地面垫层内，并采取外加软性塑料套管等保温措施，以防地面开裂，室内无供回水干管，屋顶美观；
　　第三：管道无穿过各层楼板的立管，施工方便;
　　第四：由于每户均有单独的入户装置，便于分层管理和调节；
　　第五：通过温控阀调节散热器的流量，在保证用户舒适性的前提下，它的节能效果更加明显，该系统是一个变流量系统，锅炉房水泵还应采用变频调速装置；
　　第六：该方案虽然要增加初期投资，但其节电效果显著。
　　(4)适用范围：
　　该方案适用于原有房屋结构为框架结构，房屋建造时间不长，用户对室内美观有一定要求的场所，改造面积大，资金充足，建议使用该方案。
　　(5)不足：此种改造方案既要拆除原有系统，又要重新进行施工，包括地板的重新改
　　造，因此施工量大，施工时间相对较长；对于上供上回系统原有系统中除散热器可用外，其余均不可再用，因此改造所需的管网和新建住宅楼相同，此方案中还加设了热量表、锁闭阀以及温控阀，故增加了改造费用，使每户的投资费用增加；系统阻力与原有系统有很大的差异，必须经过严格的水力计算后才能与原有入户管道相连；由于埋地敷设，故此对管道接头限制严格。地板上增加约40厚的水泥砂浆，增加了建筑改造投资；为了便于排气，每组散热器需增设手动跑风门。
　　5低温地板辐射系统
　　(1)改造对象及适用范围：当原有系统废弃不用时，且房屋结构为框架结构时，可采用该系统。
　　(2)改造方案：在楼梯间处设管道井，并将采暖供回水总立管辐射在管道井内，并设置入户装置，在门口处或者客厅处设置分集水器，地面辐射采暖塑料管。
　　(3)特点：
　　第一：由于每户均有单独的入户装置，便于分层管理和调节；
　　第二：管道均暗敷在本层地面垫层内，故室内无供回水干管，屋顶美观；
　　第三：热气自下而上，室内温度均匀。符合人体生理需求；
　　第四：该方案虽然要增加初期投资，但其节电效果显著；
　　第五：埋地管道采用高强度的铝塑复合管，耐腐蚀性强，不易结垢，安装方便。
　　（4)不足：原有系统废弃不用，因此改造费用很高;且施工时必须破坏原有地面，施工量大，施工时间相对较长;此方案中还加设了热量表、锁闭阀以及温控阀，故增加了改造费用，使每户的投资费用增加;系统阻力与原有系统有很大的差异，必须经过严格的水力计算后才能与原有入户管道相连。
　　结束语
　　本文介绍了既有居住建筑节能改造的采暖供热方式，详细分析了各种改造方式的特点、适用范围和不足，定性的分析了改造的效果。由于改造对象系统复杂、结构多样，以及建筑物的具体情况，和解决改造费用的渠道，可以根据实际情况选择不同的改造方案。
　　
　　参考文献：
　　[1]李德英.建筑节能技术[M].北京:机械工业出版社，2006.
　　[2]李德英主编.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社，2004.