杨方德

上海勘测设计研究院有限公司

北方多层办公建筑中，散热器供暖是常见的供暖系统方式，目前多层建筑中比较常见的散热器供暖形式有：双管上供下回式系统、双管下供下回式系统、单管跨越式系统等。这些供暖系统在不同的建筑类型中均有运用且有各自的优缺点，不存在绝对的熟优熟劣，具体采用何种系统方式需要结合建筑本身的特点来考虑判断。

1 各种系统特点分析

多层办公建筑的建筑高度对散热器采暖系统方式的选择有较大影响，现对双管上供下回式、双管下供下回式、单管跨越式等各个供暖系统形式在多层办公建筑中应用特点进行分析比较。

1.1 双管上供下回式系统

上供下回双管式系统一般采用共用立管，竖向异程式，水平供回水横干管布置。由于双管系统，忽略竖向管道热量损失，进出各层散热器的供回水温度可近似认为相同，散热器可获得较大的温差，可提高散热器的散热量，有效的改善系统的调节性能，同时双管系统设置恒温阀可以实现分室温控。双管上供下回系统还可以利用水平横干管集中排气，减少立管排气阀的数量，缺点是对于层高不高的房间，上部横干管布置可能受房间窗户高度的限制。同时随着建筑高度的升高，由于高度差hi产生的附加热压△P 为：

具有较为明显的竖向垂直失调现象，在相同的条件下，上层散热器具有较高的散热量，层数越高竖向失调越严重。另外双管系统布置相对单管系统施工复杂，成本较高。双管上供下回系统（无恒温控制阀）较多应用于4 层及4 层以下建筑。双管上供下回系统（设有恒温控制阀）较多应用于4 层以上建筑。

1.2 双管下供下回式系统

双管下供下回式系统与双管上供下回式系统类似采用共用立管，竖向异程式布置，供回水干管设置于底层管沟或地下室顶板。由于上层管道增加的阻力损失，一部分抵消了下供下回系统由高度差引起的附加热压，一定程度上缓解竖向垂直失调现象，但是对于层数较高的建筑，这种抵消不足以降低垂直失调带来的影响。下供下回系统还存在立管排气阀数量较多问题，对于顶层层高不高的建筑，由于顶层房间上部无横干管，因此下供下回系统布置不受顶层房间窗户高度的影响。这种系统形式目前在各种类型特别是6层以下建筑中应用较多。

1.3 单管跨越式系统

单管跨越式系统一般采用供水管顺序流经各层散热器的形式，并在各层进出水管中间增设跨越管和调节阀，同一建筑高度内单管跨越式系统各层散热器之间不存在供回水温度差的问题，不考虑垂直失调的影响，布置简单，带跨越管及调节阀可实现分室调节。

流出第i 组散热器水温ti可按下式计算：

由于各层散热器的供回水温度不同，而散热器进出水温度对散热器性能起重要作用，因此随着高度增加，底层散热器进水温度计供回水温差较低，影响散热器散热效果，层数越高，散热器进出水温差越小，散热器散热效果越差。这种系统应用受到建筑层高的制约。故单管跨越式系统应用于不超过6 层的建筑中[1]。

1.4 各种系统应用分析

从以上几种管路系统形式的分析可以看出，在6层及以下建筑的布管形式选择较为明确，6 层以下可以选择双管上供下回式、双管下供下回式、单管跨越式等系统，具体根据布管空间，管道排气及造价综合权衡选择。对于6 层及以上建筑，较多选用双管下供下回式，采用异程式系统且采用预设阻力调节功能的恒温控制阀进行调节，可一定程度上解决垂直失调带来的影响，同样可以采用综合了以上各种系统特点的单双管混合式系统，本文将着重针对6 层办公楼中单双管混合式系统应用展开分析。

2 以某6 层办公建筑为例

北京某办公楼，总建筑面积7682 m2，建筑高度23.7 m，地上共6 层，地下一层为换热机房和设备房，1～6 层为办公室及其他附属用房，原采暖系统采用下供下回双管异程系统，供回水干管设于地下室内，房间采用铸铁TFD2-6-6 型辐射对流散热器，单片标准散热量[2]：

原采暖系统供回水温度85/60 ℃，室内设计温度18 ℃，△T=54.5 ℃，单片标准散热量118 W/片，建于2000 年，原办公楼采暖系统如图1 所示。本办公楼在使用过程中发现，冬季底层间温度低，顶层温度高等现象，拟在近期进行大楼装修，并对其采暖系统一并改造。以此6 层办公建筑为例，通过计算发现采用单管跨越式系统，散热器进出水管的温差约为4.17 ℃，温差较低，流经散热器的流量减少，散热器散热量降低，导致各层散热器的散热量均减少。采用双管下供下回式系统时，6 层散热器相对于1 层散热器的附加热压为2535 Pa，6 层散热器相对于1 层散热器的管道阻力损失为1280 Pa，由此可见下供下回双管系统垂直方向阻力损失不足以抵消高层散热器附加热压带来损失。

图1 原采暖系统图

2.1 单双管混合系统

为避免单纯双管系统和单管系统带来的弊端，采用单双管混合式系统，供回水立管竖向布置，上部各层与供回水立管单管跨越式连接，底部各层采用双管连接，保持了原双管系统的总体布置，在各层散热器与立管连接方式上做了调整，局部增加立管。如图2所示。

图2 单双管混合式系统图

2.2 单双管混合式系统的性能分析

保持原系统供回水温度85/60 ℃，散热器型式及片数不变。假定室内热负荷及散热器单片散热量保持不变，由于4、5、6 层采用了采用单管跨越式系统，1、2、3 层为双管系统，散热器进出水管的平均温差约为8.33 ℃，小于系统温降，散热器的流量修正系数β4将减小。相对于单纯的单管跨越式系统，单双管混合式系统很明显提高了末端散热器进水温度，提高散热器散热散热量。相对于双管系统，散热器进水温度降低，散热量下降。不同楼层散热器进水温度与单片散热量关系如图3 所示。

单双管混合式系统竖向附加压力计算高度由原来的17.7 m，降低为8.8 m，3 层散热器竖向附加热压变为1267.6 Pa。3 层散热器相对于1 层散热器的管道阻力损失为1280 Pa，系统末端附加热压与管道增加的阻力基本相等，因此基本实现了较好的水力稳定性。同时，单双管混合式系统可以实现分室调节。不增加管道布置难度，适用于旧系统改造以及新建建筑。

图3 各层散热器进水温度与单片散热量关系图

3 结论

本文首先对双管上供下回式、双管下供下回式、单管跨越式等各个系统在多层办公建筑中应用优缺点进行分析，认为6 层以下可以选择双管上供下回式、下供下回式、单管跨越式系统，对于6 层及以上办公建筑，提出了单双管混合式系统，并以某具体办公建筑改造系统为例，具体分析了单双管混合式系统在该建筑内的实际使用效果。

并提出：1）单双管混合式系统，相对于单管跨越式系统提高了末端散热器的进水温度及散热器进出水温差，有利于增加散热器的散热量。相对于双管系统有效的降低了系统的竖向垂直失调，基本实现了附加热力与管道阻力的平衡，具有较好的水力特性。2）单双管混合式系统，综合了单纯双管系统和单管系统的优点，在原系统布置改动不大的前提下，特别适合6 层及以上办公建筑的旧有采暖系统的改造以及新建建筑的散热器采暖系统的布置。