安文卓,裴 鳳
(1.北京市建筑工程研究院有限責任公司,北京 100039;2.北京市建設工程質量第一檢測所有限責任公司,北京 100039;3.涿州市規(guī)劃技術服務中心,河北 涿州 072750)
隨著社會的快速發(fā)展,人民生活水平也在不斷提高。在北方嚴寒和寒冷地區(qū),冬季供暖是涉及千家萬戶的民生問題,供暖質量的好壞也直接影響廣大市民的生活質量。對于驗收合格的供暖系統(tǒng)來說,隨著系統(tǒng)長時間的運行,“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象仍會發(fā)生,管道老化、閥門銹蝕、保溫效果變差、末端設備散熱性能減弱等將會成為潛在的問題。針對不同的供暖系統(tǒng)形式及可能發(fā)生或已經存在的問題,可以通過制定相應的檢測方案,采用專業(yè)的儀器設備檢測分析,為客戶提供專業(yè)的解決方案。本文將通過實際案例,探討如何有效診斷和分析供暖系統(tǒng)中存在的問題。
某學校供暖系統(tǒng)采暖面積約 8.7 萬 m2,供暖區(qū)域主要包括住宅、學生公寓、教學樓、學生食堂及輔助建筑。鍋爐房共有 4 臺 2 t 鍋爐,循環(huán)泵流量 374 m3/h,一用一備,系統(tǒng)為直供系統(tǒng)。根據(jù)客戶反映,本項目 10# 住宅樓整體室內溫度低于其他周邊住宅,因此希望通過現(xiàn)場檢測等手段,找到并解決問題。
根據(jù)客戶反饋的實際情況,制定該供暖項目的檢測方案,具體思路如下。
針對該供暖系統(tǒng),選取距離鍋爐房遠、中、近 3 棟建筑(包含 10# 樓),對每棟建筑每個樓門的底層、中層和高層隨機選取住戶,進行一周室內溫度持續(xù)監(jiān)測。通過分析室內溫度監(jiān)測數(shù)據(jù),可以反映出 10# 樓真實的供暖水平。同時,還可以了解距鍋爐房不同位置建筑物的水平和垂直溫度分布狀況。
對被測住戶散熱器表面溫度及散熱器遮蔽覆蓋情況進行記錄,同時檢查是否存在開窗現(xiàn)象,作為溫度測試結果的輔助分析內容,了解室內溫度情況受散熱器遮蔽的影響程度。該項工作與溫度監(jiān)測同時進行。
針對已選取的 3 棟建筑,在建筑物熱力入口處進行流量及溫度測試。經現(xiàn)場踏勘,可知該供暖系統(tǒng)安裝有靜態(tài)平衡閥,且閥門開度保持不變,即為定流量系統(tǒng),因此流量可取測試日內不同時間段平均值。流體溫度測試可放置帶探頭的溫度記錄儀,做好保溫措施后記錄一周持續(xù)溫度。通過分析計算,了解 10# 樓與其他建筑的供熱水平是否存在偏差。
通過定性分析和定量計算,綜合考慮上述影響因素,有效診斷問題出現(xiàn)的原因,提出合理的改進方案。
現(xiàn)場選取供暖系統(tǒng)中 7# 樓(遠)、10# 樓(中)和 11# 樓(近)作為檢測對象,將溫度記錄儀放入住戶內合適區(qū)域,對室內溫度進行持續(xù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集,3 棟建筑室內溫度監(jiān)測曲線如圖 1~3 所示,被測房間數(shù)據(jù)處理及散熱器遮擋情況如表 1 所示。
表1 室內溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及散熱器遮擋情況
圖1 7# 樓測試房間室內溫度監(jiān)測曲線圖
圖2 10# 樓測試房間室內溫度監(jiān)測曲線圖
圖3 11# 樓測試房間室內溫度監(jiān)測曲線圖
根據(jù)被測房間室內溫度監(jiān)測曲線及數(shù)據(jù)處理結果,結合散熱器遮擋情況,可以得出以下結論。
1)7# 號樓每層被測房間溫度比較穩(wěn)定,但各層間存在較大溫度差,存在一定的垂直失調;10# 樓和 11# 樓垂直失調現(xiàn)象不明顯,但存在個別樓層被測房間室內溫度波動較大的情況。
2)3 棟建筑被測房間除個別情況外,室內溫度基本維持在 19 ℃ 以上,滿足相關規(guī)范要求[1],未發(fā)現(xiàn)室內溫度明顯過低現(xiàn)象。
3)7#號樓被測房間溫度區(qū)間約為 19~27 ℃,10# 號樓被測房間溫度區(qū)間約為 19~23 ℃,11# 號樓被測房間溫度區(qū)間約為 19~25 ℃;3 棟建筑被測房間室內平均溫度分別為 23.28、21.32 和 21.54 ℃,10# 樓被測房間室內平均溫度比 7# 號樓低 1.96 ℃,10# 樓被測房間室內平均溫度與 11# 樓偏差不大。
4)3 棟建筑被測房間散熱器溫度偏差不大,均存在散熱器遮擋的情況,7# 樓和 10# 樓遮擋情況較 11# 樓更為嚴重,即 7# 樓和 10# 樓散熱器為高遮擋率,11# 樓散熱器為低遮擋率。這里需要說明的是,由于被測房間采取隨機抽樣的方式,遮擋情況會有一定的概率影響,且遮擋嚴重程度無法量化,因此在進行散熱器遮擋因素分析時,將遮擋情況界定為高遮擋率與低遮擋率進行定性分析。
通過上述分析可知,10# 樓室內平均溫度與 7# 樓偏差為 1.96 ℃,10# 樓整體室內溫度偏低,與客戶反饋情況比較吻合。10# 樓室內溫度偏低受建筑外保溫改造情況和散熱器遮擋情況兩種因素影響。此外,3 棟建筑的供熱水平是否一致也是重要的衡量指標,需對 3 棟建筑熱力入口處的供熱量進行測試計算。
在供暖系統(tǒng)正常運行期間,選取 3 棟建筑熱力入口處進行供回水溫度持續(xù)測試(與室內溫度測試同期進行)。由于該系統(tǒng)為定流量,測試期內理論應處于同一水平,因此流量數(shù)據(jù)取當日多次測試平均值。根據(jù)相關規(guī)范標準[2],7# 樓、10# 樓和 11# 樓 3 棟建筑供熱量計算結果如表 2 所示。根據(jù)表 2 計算結果,可以得出以下結論。
1)10# 樓與 7# 樓散熱器遮擋率為同一級別,二者單位面積供熱量基本相同(實際上 10# 樓所獲得的單位面積供熱量比 7# 樓還多出 5.6 %,相差不大)。在獲得基本相同單位面積供熱量的前提下,10# 樓與 7# 樓平均溫度的差異基本可以解釋為外保溫改造所帶來的影響。
表2 7# 樓、10# 樓和 11# 樓供熱量測試結果
2)10# 樓與 11# 樓室內平均溫度基本相同(實際上相差 0.22 ℃),但 11# 樓單位面積供熱量比 10# 樓低28.4 %,由于 2 個建筑均未做外保溫,可以認為 10# 樓溫度偏低受房間散熱器遮擋影響比較嚴重。
通過測試該供暖系統(tǒng)遠、中、近 3 棟建筑典型房間的室內溫度和單位面積供熱量,綜合考慮實際遮擋情況等各方面影響因素,得出建筑外保溫改造和室內散熱器遮擋情況均是導致 10# 樓室內溫度偏低的影響因素。
針對此問題,首先建議 10# 樓各用戶拆除和清理散熱器周圍不必要的遮擋物,從而提高換熱器傳熱性能,這是最簡單、有效且節(jié)能的方式;若室溫改善效果仍不明顯,也可以考慮對 10# 樓加裝外保溫,減少室內熱量的散失。
供暖系統(tǒng)在長期運行過程中會出現(xiàn)一些問題,在進行診斷分析時,應配合有效的檢測手段,針對問題類別和難易程度制定相應技術方案,不斷總結和優(yōu)化分析方法,提升解決問題的效率。