张宁

摘 要：通过分析高层住宅建筑的采暖设计原则、内容以及构建方式，来提高采暖设计的有效性。根据建筑建设的实际情况来进行采暖设计，可满足用户对采暖系统的需求。

关键词：高层建筑；采暖设计；设计原则；设计要点

1 前言

随着经济的发展与城市化进程的加速，我国的城市人口迅速增加，高层建筑的需求越来越大，而随着高层建筑的越来越多，如何做到既满足采暖需要，又达到节能要求，是高层采暖系统设计的主要问题。本文讨论高层住宅的采暖设计，以求在采暖技术形式改进上提出建议。

2 高层住宅建筑的采暖设计原则

在设计高层住宅建筑的采暖系统过程中，先要以建筑物自身的建设特点来保证其设计的完整性。具体来说，就是要按照高层建筑的楼层平面布局以及建设高度来确定设计的框架，然后，根据高层住宅建筑的采暖特点来对设计方案进行竖向分区考虑，并通过综合分析法来增强采暖设计的合理性。对于设计过程中遇到的采暖系统热计量等重要内容，要根据该楼层的使用功能和建设用途来确定具体的计量方式。此外，高层住宅建筑采暖系统的设计人员在选择散热器、供暖系统敷设的过程中，应针对各种类型的散热器进行比较。这一过程，可根据设备系统的承压、负荷、散热效率、占地面积以及楼层布局等来选择实际采暖所用的设备内容。

3 高层住宅采暖设计的要点

3.1 负荷计算

（1）围护结构的传热系数。围护结构主要功能是保证冬季保温，降低夏季温度交换速度。其设计标准应执行我国《民用建筑节能设计标准》采暖居住建筑部分的要求，达到节能50%，其中土建部分节能 30%，暖通部分节能 20%。高层建筑为达到上述要求，减小荷载，其围护结构一般采用轻质结构加内 （ 外 ） 保温的设计。设计中要保证围护结构的传热阻不小于按冬季保温的要求设计的最小热阻值，因此，必须认真测算与核对保温材料的厚度。直到围护半径大于最小半径。这样才能保证供暖效率，且达到节能标准。（2）测算外窗传热效果。在高层建筑中，室外风速随高度增大而增大，越高增加的幅度越大，从而围护结构外表面的对流换热程度随楼层增高而大幅变化。对住宅来说，人们对生活质量的要求越来越高，在冬季，对环境的保暖性要求也越来越高。对于外窗传热功能对室内保温的效果，来说，越是在我国北方越要考虑到这部分热负荷。（3）测算冷风渗透耗热量。低层建筑主要通过风压测算冷风渗透耗热量 ， 即根据冬季室外平均风速确定冷风渗入量 ， 而不考虑热压作用。随着高层建筑高度的增加，室内外温差所形成的热压的效果也越来越明显。高层建筑的冷风渗透耗热量需考虑风压和热压的综合影响。

3.2 系统的构建

采暖系统如何敷设是设计中至关重要的内容。其中采暖系统的选择首先要满足我国相关对顶的要求，按照我国《采暖通风设计规范》高层建筑的采暖系统设计应当满足以下条件：一是建筑物高度超过五十米时，应采用竖向分区供热。二是一个垂直单管系统所供暖的层数，不宜大于 12 层。其次，要比较散热器承压能力和采暖系统的静水压力。高层建筑采暖系统的静水压力较大。因此在与室外热网连接时，按照外网的压力状况等决定系统适合选用形式。高层建筑的散热器需要承压能力强，多采用如钢制散热器、加稀土的铸铁散热器等等散热器。采暖系统设计的时候要本着系统简洁、效率高、能耗低、施工与维护方便、分区少、相关管理方便的原则，主要考虑避免立管过粗和垂直方向的失调等问题。一般采用以下几种方案设计。

（1）垂直单管系统。上部设跨跃管或三通调节阀。这种系统设计与低层建筑的设计原理相同。一个垂直单管系统最多不能超过 12 层。（2）奇偶分层式系统。此系统模式是由垂直单管系统演变过来，以同一房间奇数层连接一立管，偶数层连接一立管，中间不设管为原则。立管的增加，不但会使管材耗量增加，也给装修施工增加了难度，且影响建筑的整体美观。

（3）单双管混合式系统。此系统模式是将散热器管道沿垂直方向分成若干组，每组设置3层左右。在每一组内为双管系统敷设。每组管与管之间为单管系统连接。这样做既能减小层数，也避免了层数太多造成系统的严重竖向失调。又能避免单管系统散热器立、支管过粗的缺点 ， 其散热器还能进行局部调节 ， 适用于大于 12 层又不便于分区的建筑。

（4）垂直方向分区设计。对于高层来说，高低分区一般都设置独立的供回水系统，由于各区的供水系统回水管均与外网直接连接，不利于采暖系统的维护，改系统系统应该在适当的位置设竖井。供回水总立管设于竖井中。中间要留有并修建设备层，以免检修管道时频繁入户。

（5）水平式系统。这种系统既适用于高层建筑，又适用于多层建筑，是目前提倡的一种有利于节能的系统。对高层住宅来说，每个供热单元设一组供回水立管，每户的室内管路单独引出，在分户入口安置热量计量装置和锁闭阀门，作为计量收费的依据和流量管理的方式。室内不设立管，散热器之间串联连接，每组散热器上设温控阀。分户可根据自己室内温度自行调控阀门大笑，做到了用户自主节能。水平串联的散热器在设计的时候要注意其组数不宜过多。以避免末端的水温低，而造成散热器片数过多，管道的胀缩幅度大，而形成漏水。这种系统设计管路简单，管材用料较省，不需要穿过楼板，施工与维修都较为方便。

（6）交换站的选择。对于交换站的设置问题，首先要考虑其安全性，第二要考虑其在供暖过程中的节能性。交换站一般要設置高区、低区两个独立系统，用不同数量的循环泵与交换器在进行工作。交换站中对膨胀水箱的选择，要考虑到高层住宅每层的面积以及人口密度情况，目前设置落地膨胀水箱的较多。同时还要考虑到一般高层交换站与锅炉房的位置较远，其凝结水回收需要采用传统的凝结水箱加凝结水泵方式。同时，交换站由于不间断的工作，其噪音问题与安全问题，一定要注意，在其空间中，要加上隔音设备与防火设备，以免对住户带来生活中的不便。另外，由于高层住宅住户数多，卫生设施、家用电器数量大，因此，在设计中，要特别注意采暖管道与给排水渠道及电器设施的交集。还要考虑主体管路的伸缩问题。以及涉及排烟道条件的逃生楼梯间及设备区域的机械加压送风问题。

4 结语

高层住宅的采暖系统的选择与设计在目前来说依然在运用传统建筑的思路，而根据大楼高度、楼层内部设计来设置管道与配套设施。采暖设施除了要顾及效率与节能的问题，还要考虑高层建筑的美观问题，因此，在选择采暖系统的时候，要把握住承压高、占地面积小、散热量大、设和楼层布局的散热器。同时，对于系统定压、系统的补水、智能温控、防垢等等也是采暖系统设计的重点。再加上高层在设计之初，合理的利用建筑学的原理，有效的利用结构优势，大力开发利用太阳能、风能等可再生资源，达到整体的保温效果，能够很大程度上的降低采暖的能源消耗。

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