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        探究建筑采暖設(shè)計(jì)的共性問(wèn)題

        2017-03-04 09:38:28梁蘊(yùn)峰哈爾濱鐵路局設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江哈爾濱150001
        化工管理 2017年28期
        關(guān)鍵詞:熱媒散熱器水力

        梁蘊(yùn)峰(哈爾濱鐵路局設(shè)計(jì)院有限公司, 黑龍江 哈爾濱 150001)

        探究建筑采暖設(shè)計(jì)的共性問(wèn)題

        梁蘊(yùn)峰(哈爾濱鐵路局設(shè)計(jì)院有限公司, 黑龍江 哈爾濱 150001)

        近年來(lái)民眾生活水平快速提升,對(duì)建筑采暖建設(shè)提出更高的要求。通過(guò)強(qiáng)化建筑采暖設(shè)計(jì)研究,有助于推動(dòng)建筑業(yè)發(fā)展。截至目前,大部分建筑能耗主要為采暖,我國(guó)采暖技術(shù)不夠成熟,存在一些問(wèn)題,還需要深入研究,在保證建筑物采暖效率的基礎(chǔ)上,最大程度降低能源消耗。有鑒于此,本文中主要分析建筑采暖設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,并給出具體解決措施,提高采暖設(shè)計(jì)質(zhì)量。

        建筑;采暖設(shè)計(jì);共性問(wèn)題

        建筑采暖工程具有極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性與綜合性,采暖工程實(shí)際開(kāi)展流程較為復(fù)雜與繁瑣,涉及到如何使用其他工種與學(xué)科,只有有機(jī)融合不同學(xué)科內(nèi)容并優(yōu)化,才能確保建筑采暖工程質(zhì)量,大幅度降低建筑投入使用后出現(xiàn)質(zhì)量與安全問(wèn)題的概率,如采暖管道滲水等。實(shí)際中把握采暖工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)并做好質(zhì)量管理工作,具有重要意義。本文中主要分析建筑采暖設(shè)計(jì)的通病問(wèn)題。

        1 采暖設(shè)計(jì)概述

        我國(guó)北方建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中采暖是必不可少的一部分,主要指的是施工單位根據(jù)業(yè)主意愿及要求對(duì)建筑進(jìn)行集中供熱,通過(guò)供熱有效控制室內(nèi)溫度,為人們提供一個(gè)舒適的居住和工作環(huán)境。建筑采暖設(shè)計(jì)要素主要包括熱媒設(shè)計(jì)溫度、水力平衡比及系統(tǒng)補(bǔ)水。

        1.1 熱媒溫度設(shè)計(jì)

        熱媒設(shè)計(jì)溫度通常根據(jù)舒適度、安全性及節(jié)能性等原則綜合考慮、計(jì)算后確定。散熱器熱水系統(tǒng)的主要因素就是熱媒設(shè)計(jì)問(wèn)題,通常要求供水溫度≤95℃,同時(shí)確保常壓狀態(tài)下熱媒不會(huì)出現(xiàn)汽化。當(dāng)降低熱媒溫度后,適當(dāng)增加散熱器數(shù)量可以大幅度提高舒適度。

        1.2 系統(tǒng)補(bǔ)水設(shè)計(jì)

        建筑采暖設(shè)計(jì)必須控制分室溫度。尤其是分戶熱計(jì)量的住宅用戶,特別需要采用分室設(shè)計(jì)的方法,保證室內(nèi)有足夠溫度,充分滿足客戶的供暖需求。但目前主要采用集中供暖配置方法,通過(guò)水力平衡計(jì)算的方法,避免影響系統(tǒng)失調(diào)與恒溫閥。

        1.3 水力平衡比

        水力平衡比主要針對(duì)散熱器數(shù)量來(lái)說(shuō),系統(tǒng)水利情況直接決定采暖設(shè)計(jì)方案的效果。熱水采暖系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路間的計(jì)算壓力損失相對(duì)差額≤15%。精確計(jì)算水力平衡比有助于提高建筑采暖設(shè)計(jì)安全性與可靠性,還能大幅度提高建筑采暖設(shè)計(jì)的使用壽命。

        2 采暖設(shè)計(jì)通病分析

        2.1 設(shè)備選擇及布置

        目前市場(chǎng)上散熱器種類(lèi)很多,這意味著用戶有著很多選擇,散熱器種類(lèi)選擇異常重要,直接影響到采暖效果與系統(tǒng)使用壽命。市場(chǎng)上散熱器魚(yú)龍混雜,一部分散熱器質(zhì)量不過(guò)關(guān)、存在安全隱患,不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)且存在偷工減料的現(xiàn)象,無(wú)法有效發(fā)揮散熱器性能與作用。而造成采暖系統(tǒng)堵塞的主要原因就是內(nèi)腔砂粘,其主要原因就是工藝不合理、設(shè)備加工粗糙。

        2.2 豎向壓力的問(wèn)題

        若是實(shí)際建筑熱水采暖高度≥10m,此時(shí)為保障采暖效果,需要采用豎向分區(qū)方式。豎向分區(qū)的主要目的是減少散熱器承受的壓力,但實(shí)際使用中頻繁出現(xiàn)散熱器滲漏問(wèn)題,直接阻礙采暖順利進(jìn)行。部分設(shè)計(jì)人員將分環(huán)當(dāng)作豎向壓力進(jìn)行分區(qū),這種錯(cuò)誤的做法,雖然可以實(shí)現(xiàn)水力平衡,但不能分別對(duì)高低壓區(qū)進(jìn)行施壓。

        2.3 采暖管道問(wèn)題

        采暖管道位置偏差較為常見(jiàn),主要在于位置計(jì)算措施。原因主要有:未能統(tǒng)一時(shí)間開(kāi)展室內(nèi)、外管道設(shè)計(jì);室外管線坡度不合理,設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)室內(nèi)外坡度進(jìn)行設(shè)計(jì),滿足管道布置需求,但設(shè)計(jì)時(shí)不能確保坡度計(jì)算的準(zhǔn)確性,造成放空閥與泄水閥位置不合理,出現(xiàn)阻氣現(xiàn)象。

        3 建筑采暖設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決措施

        針對(duì)上述問(wèn)題,應(yīng)從四方面進(jìn)行論述,給出具體解決措施,提高采暖設(shè)計(jì)質(zhì)量及使用壽命。

        3.1 控制熱媒設(shè)計(jì)溫度

        熱媒設(shè)計(jì)溫度要考慮熱源、距離及其他可能因素。如,通過(guò)較低溫度以此熱媒的換熱得到二次熱媒,或是為提高耐用性選擇塑料管,或設(shè)計(jì)參數(shù)直接采用85/60℃。但是,想要再次降低散熱器的熱媒設(shè)計(jì)參數(shù)已經(jīng)不可能,原因在于比較基礎(chǔ)選擇95/70℃,熱媒平均溫度降低10℃,散熱器數(shù)量需要在原基礎(chǔ)上增加五分之一。實(shí)際中存在很多通過(guò)降低散熱器采暖熱媒設(shè)計(jì)參數(shù)的現(xiàn)象,主要為部分開(kāi)發(fā)按建設(shè)單位提供設(shè)計(jì)條件時(shí),熱媒設(shè)計(jì)參數(shù)并沒(méi)有按照熱源實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行,如設(shè)計(jì)方案中提出供水溫度僅有70℃。設(shè)計(jì)人員如果不深入分析,計(jì)算時(shí)就會(huì)選擇這種低參數(shù)展開(kāi),造成散熱器數(shù)量大幅度增加,造成成本增加,實(shí)際中出現(xiàn)同一熱源的不同建筑物散熱器數(shù)量相差極大,有時(shí)甚至出現(xiàn)懸殊的兩倍,引起溫度失調(diào)。

        3.2 控制水力平衡比

        前文中講述過(guò),水力平衡比相對(duì)散熱器數(shù)量來(lái)說(shuō),系統(tǒng)水力工況直接決定采暖效果。實(shí)際設(shè)計(jì)中存在極少數(shù)設(shè)計(jì)人員不重視水力平衡計(jì)算,造成問(wèn)題出現(xiàn)。如某普通住宅采暖設(shè)計(jì)時(shí),室內(nèi)采暖系統(tǒng)采用上供下回單管順序式,為干管異程,衛(wèi)生間、廚房散熱器選擇高頻焊鋼制,其余房間散熱器均采用四柱型鑄鐵。一段時(shí)間住戶反映室內(nèi)溫度偏低,設(shè)計(jì)人員初次判斷建筑保溫質(zhì)量存在問(wèn)題,因此在整個(gè)建筑中均勻增加散熱器,經(jīng)過(guò)計(jì)算在原有基礎(chǔ)上增加20%。再次供暖后,同一熱源供暖的其他建筑物均正常,但本工程系統(tǒng)末端,特別是下層溫度扔依舊偏低。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查隊(duì)系統(tǒng)開(kāi)展水利平衡驗(yàn)算,結(jié)果表明不平衡度較大。衛(wèi)生間與廚房立管管徑均為DN15,其余立管均選擇DN20,入口處53#立管帶6層,含有27片散熱器,存在大約580Pa的阻力損失,系統(tǒng)末端64#最不利帶7層,含有63片散熱器,其中高達(dá)3700Pa阻力,再算上供回水干管中的阻力損失,計(jì)算得知兩根立管的不平衡度高達(dá)800%,遠(yuǎn)超過(guò)相關(guān)規(guī)定。在各層均勻增加散熱器后使得這種垂直失調(diào)加劇。我與設(shè)計(jì)人員共同調(diào)節(jié)系統(tǒng),建議采用精細(xì)調(diào)節(jié)的維修方式,雖然一定程度上改善這種情況,但難以解決先天性問(wèn)題。這點(diǎn)充分表明粗放設(shè)計(jì)的系統(tǒng)雖然可以供暖,但其存在很多難以調(diào)節(jié)的問(wèn)題。

        3.3 控制系統(tǒng)補(bǔ)水效果

        再如一供暖建筑,總面積為25wm2,為居民小區(qū),其中存在水利失調(diào)的室內(nèi)系統(tǒng)末端底層住戶,采暖期間底層住戶存在很奇怪情況:每晚8、9點(diǎn)鐘后,室內(nèi)散熱器就出現(xiàn)降溫情況,直到后半夜散熱器停止散熱,次日清晨后逐漸恢復(fù)熱度。深入調(diào)查分析后,出現(xiàn)此問(wèn)題的主要原因在于頂層住戶有這樣一個(gè)習(xí)慣:臨睡前與次日清晨都會(huì)手動(dòng)放風(fēng),加重自動(dòng)排氣閥后,這種情況得到一定程度緩解,但供熱系統(tǒng)中依舊含有大量空氣,需要徹底解決此問(wèn)題。深入分析后,原因在于供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中并未設(shè)置膨脹水箱或膨脹容積,通過(guò)大功率補(bǔ)水泵實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水定壓,利用電接點(diǎn)壓力表控制水泵關(guān)停。壓力表設(shè)置在管路上,考慮指針擺動(dòng)情況,上下限值的鑒定間距不能較小,這就造成泵停后重新啟動(dòng)需要一段時(shí)間。啟動(dòng)所需的這段時(shí)間內(nèi),考慮水的不可壓縮性及系統(tǒng)泄漏,系統(tǒng)中總會(huì)進(jìn)入空氣,這些空氣直接積存在流量較小的系統(tǒng)末端頂點(diǎn)。該工程已經(jīng)沒(méi)有條件設(shè)置膨脹水箱和足夠容積的氣壓水罐,直接選擇采用大于系統(tǒng)泄漏量的小功率補(bǔ)水泵,補(bǔ)水泵功率≤750w,確保整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行,若流量>系統(tǒng)泄漏量,經(jīng)過(guò)限壓閥回流至軟水箱,有效解決此問(wèn)題。

        3.4 選擇合適的散熱器

        充分考慮系統(tǒng)特性,選擇符合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的散熱器,最大程度規(guī)避散熱器的不足,揚(yáng)長(zhǎng)避短,充分發(fā)揮散熱器的作用。這里簡(jiǎn)單介紹兩種常用的散熱器。(1)鑄鐵散熱器。這是一種廣泛應(yīng)用且具有極強(qiáng)應(yīng)用范圍的散熱器品種,其主要不足表現(xiàn)為:體型龐大、不緊湊,如一些陳舊型號(hào):鐵鑄四柱、鑄鐵長(zhǎng)翼型等,這類(lèi)散熱器不能滿足現(xiàn)代節(jié)能要求與裝飾要求;激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下,部分生產(chǎn)廠家通過(guò)偷工減料的方式降低成本,經(jīng)常無(wú)法達(dá)到額定散熱量;系統(tǒng)堵塞的主要原因就是內(nèi)腔粘砂;加工與鑄造工藝過(guò)于粗劣,組對(duì)接口存在滲漏情況。目前已經(jīng)成功生產(chǎn)類(lèi)似高檔鋼制散熱器及內(nèi)腔無(wú)粘砂的鑄鐵散熱器,目前已經(jīng)形成生產(chǎn)能力,其有著廣泛實(shí)用性,有著較大發(fā)展空間。(2)鋁制散熱器。這是一種新型的、高效的散熱器,實(shí)際中也會(huì)出現(xiàn)腐蝕穿孔的情況。除了材質(zhì)構(gòu)成外,很多東西都會(huì)對(duì)鋁產(chǎn)生腐蝕,如水質(zhì)偏堿、氯化物超量等,雖然提出內(nèi)防護(hù)的要求,但工藝難度偏大,且檢查繁瑣。鋁制散熱器不適合以鍋爐為直接熱源的集中供暖系統(tǒng),因?yàn)闊崴仩t水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要去其pH值為10-12,會(huì)對(duì)散熱器產(chǎn)生腐蝕,但是可以用于熱網(wǎng)集中供熱、用戶側(cè)為經(jīng)熱交換的二次熱媒系統(tǒng)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        總而言之,建筑采暖設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循規(guī)范與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,在確保采暖質(zhì)量的基礎(chǔ)上,從不同角度完善實(shí)際方案,提高采暖設(shè)計(jì)質(zhì)量,充分滿足客戶的需求,最大程度提高施工單位工作效率與經(jīng)濟(jì)效益,提高施工單位核心競(jìng)爭(zhēng)力。此外,建筑采暖設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮施工情況,制定出最符合客戶要求的設(shè)計(jì)方案,確保施工順利進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)采暖系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。希望通過(guò)本文論述,可以為同行提供一定經(jīng)驗(yàn)借鑒與參考。

        [1]吳艷香.采暖設(shè)計(jì)中一些常見(jiàn)問(wèn)題分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(04)∶32.

        [2]王琳.建筑中庭冬季供暖的設(shè)計(jì)改造[J].建材與裝飾,2017,(21)∶112-114.

        [3]李升華.淺析改善采暖設(shè)計(jì)中的癥結(jié)所在[J].民營(yíng)科技,2011,(03)∶78-82.

        [4]張立夫.住宅采暖設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題及對(duì)策[J].河南科技,2013,(10)∶162-164.

        [5]田建軍.有關(guān)建筑采暖設(shè)計(jì)通病問(wèn)題[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2015,(10)∶81.

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