摘要:首先闡述住宅采暖設(shè)計(jì)中可供選擇的戶內(nèi)系統(tǒng)形式,接下來探討如何選用管材及供回水溫度,最后對管道與散熱器連接形式進(jìn)行了比較。
關(guān)鍵詞:住宅采暖;戶內(nèi)連接系統(tǒng);形式;比較
1住宅采暖設(shè)計(jì)中可供選擇的戶內(nèi)系統(tǒng)形式
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展更替,住宅采暖出現(xiàn)了多元化的系統(tǒng)形式,但仍以采用散熱器供暖方式為多數(shù)。在“技術(shù)規(guī)程”中規(guī)定當(dāng)采用散熱器供暖方式時(shí),應(yīng)根據(jù)建筑平面和層高、裝飾標(biāo)準(zhǔn)和使用要求、管材和施工技術(shù)條件等因素,選擇采用以下戶內(nèi)供暖管道布置方式:
�、俨贾迷诒緦禹敯逑�,采用上分雙管式系統(tǒng)。
②布置在本層地面上或鑲嵌在踢腳板內(nèi),采用下分雙管式或水平串聯(lián)單管跨越式系統(tǒng)。
�、鄄贾迷诒緦拥卦谙碌膲|層內(nèi),采用下分雙管式、水平串聯(lián)單管跨越式或放射雙管式系統(tǒng)。
2管材選用
“技術(shù)規(guī)程”規(guī)定,戶內(nèi)供暖埋設(shè)在墊層內(nèi)的管道,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)工作壓力、水質(zhì)要求、材料供應(yīng)條件、施工技術(shù)條件和投資等因素選用。可供選用的管材有四種:交聯(lián)鋁塑復(fù)合(XPAP)管;聚丁烯(PB)管;交聯(lián)聚乙烯(PE-X)管和無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)管。“技術(shù)規(guī)程”還規(guī)定,對散熱器供暖系統(tǒng),塑料類管材使用條件分級,應(yīng)不低于五級。此時(shí)管道壽命為:在20℃狀態(tài),使用50年。但是當(dāng)壓力、溫度升高后,上述管材壽命都有不同程度的衰減,因而在選擇管材時(shí),必須根據(jù)系統(tǒng)工作狀態(tài)下的溫度、壓力計(jì)算出管道的最小壁厚,確定適合的管材。
P=0.6MPa時(shí),各種管材的S值及壁厚(mm)廠家生產(chǎn)的管材一般外徑×壁厚為:D16×2、D20×2、D25×2.5。在相同壓力下,PP-R管管壁最厚,PB管管壁最薄。PP-R管即使在P=0.40MPa狀態(tài),D20管壁厚也需2.88mm,由于不好彎曲,施工困難,工程中不宜采用。PB管上由于環(huán)應(yīng)力高,性能最好,可按標(biāo)準(zhǔn)厚度選用。XPAP及PE-X管在P=0.80MPa時(shí),管壁超出標(biāo)準(zhǔn)厚度,選用時(shí)應(yīng)認(rèn)真核對,否則會(huì)減少使用壽命。當(dāng)P=0.60MPa以下時(shí),可按標(biāo)準(zhǔn)厚度選用。
3供、回水溫度選用
3.1 采暖系統(tǒng)供、回水溫度。
在傳統(tǒng)的采暖系統(tǒng)中,使用金屬管材,供、回水溫度95～70℃。對于埋在墊層內(nèi)的塑料類管材,在設(shè)計(jì)中使用條件選用五級時(shí),其含義為:在50年總使用周期中,正常操作溫度在20℃時(shí)共歷時(shí)14年;60℃時(shí)共歷時(shí)25年;80℃時(shí)共歷時(shí)10年;90℃時(shí)共歷時(shí)1年;100℃意外運(yùn)行條件不超過100小時(shí)。由此可見,不宜使用95～70℃水溫。如果使用,只能認(rèn)為系統(tǒng)在運(yùn)行中,水溫達(dá)到95℃時(shí)間很少,有些勉強(qiáng)。設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)瑾,也降低了管材使用壽命。由于目前各種規(guī)程、規(guī)范沒有對水溫做出規(guī)定,在設(shè)計(jì)中就出現(xiàn)多種選擇95～70℃,85～60℃,80～60℃、甚至70～50℃也有使用。
3.2 供、回水溫度對散熱器散熱量的影響。以鑄鐵四柱760型散熱器為例,其傳熱系數(shù)K和每片散熱器散熱量q的計(jì)算式為:
K=2.503Δt0.293 q=f・k・ΔtΔt=(t1+t2)/2-tn
當(dāng)水溫85～60℃時(shí),散熱器散熱量為95～70℃時(shí)80%;當(dāng)水溫98～70℃時(shí),散熱器散熱量為95～70℃時(shí)76%,當(dāng)水溫70～50℃時(shí),散熱器散熱量為95～70℃時(shí)57%。
3.3 以具體工程為例,比較不同供、回水溫度對散熱器片數(shù)及造價(jià)的影響。
哈爾濱市某九層住宅樓,建筑面積11286m2,采暖熱負(fù)荷583360W,采暖熱指標(biāo)51.7W/m2。按“技術(shù)規(guī)程”規(guī)定,計(jì)算戶間傳熱負(fù)荷后,每戶平均增加熱負(fù)荷35%。設(shè)計(jì)中選用鑄鐵四柱760內(nèi)腔無砂型散熱器,供熱管設(shè)在地面下墊層內(nèi),下分雙管采暖系統(tǒng)。
當(dāng)水溫為70～50℃時(shí),散熱器的投資比90～70℃時(shí)增加73%,凈增投資9.94萬元。另外,散熱器過多,占用較多建筑面積,設(shè)計(jì)中很難布置。95～70℃雖然是最經(jīng)濟(jì)的,但其運(yùn)行溫度與塑料類管材使用條件不匹配。選用85～60℃和80～60℃雖然也增加24%和31%的投資,但考慮塑料管的使用壽命,還是比較恰當(dāng)?shù)摹?nbsp;
4管道與散熱器連接形式的比較
4.1 水平串聯(lián)單管跨越式系統(tǒng)安裝后比較簡潔,管道不需另件連接,安裝恒溫三通閥或三通調(diào)節(jié)閥后有分室調(diào)節(jié)功能。但有計(jì)算繁瑣、系統(tǒng)末端水溫較低、散熱器片數(shù)較多的問題。
4.2 雙管系統(tǒng)采用XPAP管和PE-X管時(shí),在墊層內(nèi)不能有管件接頭,需將管道翻至地面上做接頭,要求散熱器有一定高度,安裝后效果不好。但在安裝恒溫二通閥或手動(dòng)調(diào)節(jié)閥后,有較好的分室調(diào)節(jié)功能。
4.3 放射雙管系統(tǒng)和單管系統(tǒng)一樣,連接不需管件,安裝后效果較好。由于裝有分、集水器,散熱器支管加溫控閥或手動(dòng)調(diào)節(jié)閥,使系統(tǒng)具有集中調(diào)節(jié)和分室調(diào)節(jié)功能。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是當(dāng)戶內(nèi)房間較多時(shí)墊層內(nèi)管道太多,會(huì)使地面溫度升高,另外室內(nèi)裝修時(shí)有扎壞管道的可能。解決的辦法是在管道外加保護(hù)套管,防止地面溫升,并在施工結(jié)束時(shí)應(yīng)有竣工圖備案,使裝修時(shí)能避開管道位置。放射雙管式和水平串聯(lián)單管跨越式系統(tǒng)相結(jié)合,例如把熱負(fù)荷小的房間與其相鄰的房間串聯(lián)在一起,有助于這兩種形式揚(yáng)長避短,是可行的方案。
戶內(nèi)供暖管布置在本層頂板正氣雙管系統(tǒng)最簡單,施工、檢修方便。這種系統(tǒng)因管道外露不被各方看好,但目前對埋地塑料管在供暖系統(tǒng)中的使用壽命還有待證實(shí)。使用50年只是理論推算的結(jié)果,國內(nèi)還沒有使用50年的工程實(shí)例。至于管道外露,完全可以在裝修中解決。現(xiàn)在住宅層高已提高了100毫米,水平管只需局部吊頂住戶在房間高度上可得到實(shí)惠。塑料類管材更適合用于低溫水地板輻射采暖系統(tǒng).如選用供暖管埋于墊層方案,宜首選地板輻射采暖系統(tǒng),因其供水溫度不超過60℃,運(yùn)行溫度與管道特性匹配。輻射采暖還可降低熱負(fù)荷,節(jié)約能源,又利于樓層間隔音,使住宅更舒適,提高了住宅檔次。PP-R管只適用于溫度、壓力較低的采暖系統(tǒng).四種塑料管中PB管性能最好,PP-R管性能最差。PB管還有再生性,但價(jià)格高,是XPAP管價(jià)格的1.5～1.8倍,選用時(shí)應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。XPAP、PE-X管在P=0.8MPa時(shí)應(yīng)加厚管壁,更適合在P=0.6MPa以下狀態(tài)使用。供暖管埋在墊層內(nèi)的散熱器系統(tǒng),放射雙管式與水平串聯(lián)單管跨越式相結(jié)合的系統(tǒng)更適用。
