清华大学建筑设计研究院 华君 陈矣人 叶瑞芳 刘建华

      随着住房制度改革的深化和对新建住宅实行计量供热规定的实施，采暖方式发生了很大的变化。采暖方式的经济安全，节能环保成为人们关注的焦点。我院在风林绿洲住宅小区采暖设计是采用了燃气炉分户独立的采暖方式，现将设计中的一些问题与大家共同探讨。

　　1 工程概况

　　风林绿洲住宅小区位于北京市大屯路。总建筑面积为37万m2，分三期建成。一期共有6栋楼，2栋为商品房;二期全部为商品房;三期为职工住宅。一期职工住宅部分采用集中供暖，三期职工住宅根据建设部在2000年10月1日对新建住宅实行计量供热的规定，采用集中供暖分户计量。商品房每户的建筑面积从80m2到280m2不等，全部采用分户独立采暖方式，本文仅就分户采暖做一些探讨。

　　2 分户采暖系统

　　(1) 热源

　　该小区采用分户独立采暖的商品房，热源均为强制平衡式壁挂炉。所谓强制平衡式即利用风机和专用烟筒将燃烧产生的烟气排至室外，并从室外吸入燃烧所需的新鲜空气。因燃烧所需空气不取自室内，故房间内无需安装通风换气设备。燃气壁挂炉还可提供生活热水。

　　图1 室内采暖系统

　　(2) 室内系统布置(见图1)

　　由燃气壁挂炉产生的采暖热水进入分水器，分多个支路与散热器连接。热水流经散热器后再进入集水器，然后流回壁挂炉，如图1所示。采暖水供回水温度为80℃/70℃。采暖水管采用交联铝塑复合管，外包橡塑保温材料敷设在结构楼板上。

　　3 设计施工中一些细节问题

　　(1) 有关使用生活热水时室内降温的问题：

　　生活热水和采暖的热源均为燃气壁挂炉，而且在本工程中所使用的燃气炉采用生活热水优先的设计，即使用生活热水时，采暖循环泵停止运行。采暖水来加热生活水，在设计中较关心的是使用生活热水时(诸如洗澡)室内的温降。如果停止供暖20分钟，那么根据热平衡，室内温度的变化可由下式来表达：

　　式中:

　　mw ——整个房间中散热器内水的质量，kg;

　　cw ——水比热，4.18kJ/(kg•℃);

　　ma ——整个房间内空气质量，kg;

　　ca ——空气比热，1.01kJ/(kg•℃);

　　tw1——为开始使用生活热水，停止供暖时散热器内水的温度，℃;

　　tw2——停止使用生活热水，重新开始供暖时散热器内水的温度，℃;

　　ta1——为开始使用生活热水，停止供暖时空气的温度，℃;

　　ta2——停止使用生活热水，重新开始供暖时空气的温度，℃;

　　k ——围护结构传热系数，W/(m2•℃);

　　f ——围护结构传热面积，m2;

　　ta ——停止供暖时任一时刻室内的温度，℃;

　　tq ——采暖室外计算温度，℃;

　　ks ——散热器的传热系数，W/(m2•℃);

　　fs ——散热器的传热面积，m2;

　　tw——停止供暖时任一时刻散热器内水的温度, ℃。

　　可将时间分为若干段，采用离散化的方法解上述方程。以本工程的一套住宅为例，建筑面积为158m2，散热器内水的温度为80℃，有南北两面外墙，房间内空气的温度从20℃下降到了16℃。室内温降的幅度与住宅本身的结构及散热器的水容量有关，外墙及外窗的面积越小，散热器的水容量越大，则温降越小，对室内舒适度的影响也就越小。考虑到围护结构和家具的蓄热，室内的温度要比上述计算值要高。使用生活热水会对室内温度有一定的影响，建议在具体的工程中取典型的户型进行计算。

　　(2) 采暖管道的敷设

　　目前普通的做法是将采暖管埋在垫层里，在竣工时把管道在地面上的布置图交给住户，但这样还是不可避免的出现了装修时砸穿水管，水管漏水而影响到楼下的住户。此外垫层的厚度也是一个值得考虑的问题，垫层过薄在管道交叉处就容易开裂，过厚又增加了不必要的建筑造价。一期工程在结构楼板上预留了5cm地面作法，地面的具体做法交给住户自己处理。如果是敷设木地板，可通过2～3cm的龙骨固定在结构板上，再敷设一层芯板和1.8cm厚的木地板，这种做法就不需要混凝土垫层了。敷设石材时需要填充混凝土垫层。这样用户装修时，可看到水管的位置，从而可避免水管被砸坏。考虑到目前施工中结构楼板的厚度普遍比设计要大，所以在二期工程中，预留有6cm地面作法，给住户以充分的地面做法空间。本工程的做法避免了住户入住后砸地面，具有一定的优点。

　　保温后的采暖管及生活热水管均敷设在结构楼板上，因管道较多，尤其在进出厨房及卫生间处有交叉，需要较厚的垫层，因此在厨房及卫生间采用了降板的做法，交给住户前仅做好了防水层和保护层，既满足垫层厚度的要求又避免了此处的地面高于其它房间的地面。

　　(3) 燃气壁挂炉的安全性

　　壁挂炉的安全是人们普遍关心的问题，一个是燃气的爆炸问题，另一个是室温低于5℃时水管冻结的问题。解决燃气爆炸通常采取废气监测和火焰监测两种安全措施。废气监测主要是指监测空气中燃气的浓度，如果浓度达到其设定值，燃烧器停止工作，排风机强制排风。火焰监测可防止意外熄火时，燃气不断地向外释放而达到爆炸极限。燃气壁挂炉本身带有防冻开关，室温低于5℃时，壁挂炉开始工作，当水温达到55℃时停炉，如此循环。这种功能对于壁挂炉放置在阳台上尤为重要。

　　(4) 散热器的安装：为了避免在地面以下有水管接头，我们选用了进出口均在其底面的下进下出式散热器，通过H阀连接散热器进出水口，该阀可使一部分水流经散热器，另一部分水通过H形阀中的旁通管流向下一组散热器，从而实现水平跨越式的连接。散热器上安装温控阀，根据室温来调节进水散热器和旁通水量的比例。这种安装方式避免了水管接头漏水影响楼下住户，有利于检修，而且房间内看不到采暖水管，美观简洁，给装修带来方便。

　　H形阀外形见图2，工作原理见图3，它是专门为下进下出型的散热器而设计的，结构紧凑，施工方便。其阻力随着开度和水流量的不同而不同，在水全部旁通时，H形阀的阻力约为10kPa,我们所选用的燃气壁挂炉内水泵的扬程为30kPa，因此每3组散热器为1个水支路。在整个水路系统中，H形阀的阻力远大于水流的沿程阻力，因此各个支路阻力主要取决于H形阀的阻力。水支路的长短对于该支路水力平衡的影响很小，水路系统易于平衡，在设计中可省去繁复的水力平衡计算。

　　4 小结

　　有关分户燃气壁挂炉的采暖方式的利弊，很多文章都有论述。人们更关心的是采用燃气作为热源的分户采暖的运行费用。在北京市已竣工2～3年入住率比较高的楼盘中，住户普遍对采暖效果及费用都比较满意。不考虑户间传热时北京市节能型住宅每个采暖季的运行费约16～22元/m2。由于有施工水分，墙体热容及户间传热等原因，住宅初次投入使用时所耗燃气的费用与我们通常理论上的计算有一些不同。不能就此否定分户燃气壁挂炉的采暖方式的合理性。

　　参考文献

　　[1] 徐伟 邹瑜主编，供暖系统的温控与热计量技术，中国计划出版社。2000.11

　　[2]哈尔滨建筑工程大学等编，供热工程(第二版)，中国建筑工业出版社。1985.12

　　[3] 李兆坚，分户式采暖方案经济性分析，第十一届全国暖通空调技术信息网大会论文集，中国建筑工业出版社。