安达综合大厦低温热水地板辐射供暖设计

1 工程概况
　　安达综合大厦拟建于新疆巴音郭楞蒙古自治州焉耆回族自治县，是该县目前规模较大的现代化高层建筑，也是标志性建筑。大厦建筑高度67.0米，其中地下一层为库房及设备用房，地上一至四层为商场，五至十六层为会议厅及办公用房，十七层为水箱间及电梯控制机房。总建筑面积19087.6平方米，大厦冬季供暖采用低温热水地板辐射供暖。热源为单独锅炉房提供的95℃/70℃热水，锅炉房内设两套换热系统分别输出60℃/50℃的低温热水供给大厦高低区供暖系统。
2 设计参数
室外设计气象参数
冬季采暖室外计算干球温度 -18℃
室内设计参数
办公 18℃ 、商场 16℃、卫生间 14℃、公共走道 14℃
建筑围护结构热工参数
外墙：250mm加气混凝土砌块，传热系数K=0.90W/(m2.℃)
外窗：单框双玻铝合金推拉窗，传热系数K=4.40W/(m2.℃)
屋面：100mm钢筋混凝土板，聚苯乙烯泡沫塑料板100mm，传热系数K=0.40W/(m2.℃)
3 供暖热负荷计算
　　根据文献[1]要求，采用低温热水地板辐射采暖时，供热负荷计算宜将室内计算温度降低2℃或取常规采暖方式热负荷的90%~95%。本工程在实际计算中，将室内设计温度降低2℃计算：办公 16℃ 、商场 14℃、卫生间 12℃、公共走道 12℃。考虑到各房间以后功能不一，办公用具及商品货架的影响，在计算加热盘管时根据各房间的不同功能分别考虑了有效面积系数，其中商场部分取有效面积系数K=0.7，办公部分取有效面积系数K=0.8。
　　经计算，大厦总热负荷为Q= 856.3KW，面积热指标为qf=44.8 W/m2。
4 系统设计
4.1 供暖系统与分区
　　文献[1]规定低温热水地板辐射供暖系统的工作压力不宜超过0.8MPa，本系统供暖高差为67米，考虑运行时的动压，系统工作压力较高，为保证供暖运行寿命及安全，底层加热管（胶联聚乙烯PE-X管）的标准须为S4.0系列，考察本地材料供应及材料质量情况，S4.0系列管材暂无供应,另外大厦功能较复杂，供暖运行时间也有一定差异，经合甲方及物业部门商榷，决定采取分区供暖系统，地下室至四层（商业部分）为低区供暖系统，五层以上（办公部分）为高区供暖系统。
4.2热媒、管材、管径选择
　　根据文献[1]要求，民用建筑低温热水地板辐射供暖的供水温度不应超过60℃，供、回水温差宜小于或等于10℃。本工程热源为独立锅炉房，设计水温选用上限，供、回水采用60℃/50℃，这样可以增加地板的单位表面散热量以节约管材。
　　根据文献[1]要求，低温热水地板辐射供暖的加热管的材质及壁厚应根据实际情况计算选用。但并未有明确的标准，在文献[2]中虽有要求，但很不确切，因此本工程设计时参照了文献[3]。根据本地管材市场的实际，设计选用胶联聚乙烯PE-X管。本工程由于系统设计分为高低两区，因此，管材选择计算应分别进行。经计算：高区的四至八层管材标准应采用S5.0系列，其它楼层采用S6.3系列即可满足要求。并且考察本地市场中的PE-X管材，对应壁厚的管材均有充足的货源。
　　管径的选择上，根据实际需要的地表散热量，本着既满足散热量要求，又节约管材、降低造价的原则，设计中共采用了ф16、ф20、ф25三种规格的管材。
4.3 管线的长度
文献[1]规定加热管道内的流速不应小于0.25m/s，每个环路的阻力不宜超过30KPa。设计过程中，本着控制流速并且平衡阻力的原则，每个环路加热管长度均控制在110米左右。经水力计算，能满足规范的要求，同时也减少了分集水器的数量。
4.4 分集水器的设计
　　文献[1]对分集水器无明确的要求，设计时参照了文献[2] 与文献[3]的要求，设计时本着阻力平衡的原则，分集水器规格均比供回水管道规格大两号，每套分集水器控制环路均不超过8路。并且供水管入口设过滤器，分集水器顶部设自动放气阀，分集水器回水管及每个环路控制阀均设计具有一定调节功能的铜质球阀。
4.5 地面装饰材料
　　由于地面的装饰材料对地板散热量影响很大，设计前与甲方及大厦的部分业主进行了沟通，最后确定办公部分地面层以木地板（热阻R=0.1m2.K/W）作为设计计算依据，而商场部分地面层以陶瓷砖（热阻R=0.02m2.K/W）作为设计计算依据。这样地面热阻与实际相符，做到了经济、合理，避免了由于设计人员的保守而增加不必要的造价。
4.6 加热管布管方式
　　文献[1]对热管布管方式无明确的规定，可参照文献[2]与文献[3]的要求。设计中，对于房间内区部位采用旋转型布管方式，对于房间靠外墙、外窗部位采用直立型布管方式，并且局部加密，既可以使房间温度均匀、又保证高温管段靠房间外区，这样房间的热工特性与实际散热过程尽量相一致，提高房间的热舒适度。
　　对于一些特殊如厕所，机房等有地面固定设备的房间，加热管布管方式因地制宜，需要时减少加热管的间距以满足散热量的要求。
4.7 立管与干管系统
　　供暖总立管采用同程式共用立管系统，高、低区系统分别在管井内各设一套立管系统；干管采用每层独立同程式干管系统，吊装于每层技术夹层内，向上穿过楼板分别接分集水器；每层干管设自力式流量控制阀。经水力计算，本系统有利于阻力平衡，也便于运行后的调节与控制。
5 热计量
　　考虑到我国供热收费体制的改革，居住建筑分户热计量收费已经实行，公共建筑按热计量收费也必将实施，因此，目前公共建筑供暖系统设计也应为以后的热计量创造并预留条件。由于大厦建成后主要作为县政府各部门、县有关企事业等单位的集中办公场所，基本是一个单位一个楼层。每层独立同程式干管系统也为热计量创造了便利的条件，可以做到一个楼层（单位）分别热计量。
6 结束语
　　具有较高热舒适度，又不占用建筑空间的低温热水地板辐射供暖正日益受到供暖用户的青睐。但是低温热水地板辐射供暖设计目前国家尚无详尽统一的标准，本工程是在我国已取得经验的基础上，根据工程当地的实际情况，遵照有关规范、标准设计，设计时综合考虑各种因素，做到经济、合理。