论住宅采暖设计的节能措施

摘要：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。
关键词：分户计量 单体壁挂炉 采暖方案
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。
鉴于作者水平有限，其论点不一定正确．论据不一定充分，难免有错误、遗漏之处，请大家不吝赐教，批评指正。