第十一章 暖通空调
采暖
采暖是使室内获得热量并保持一定的温度，以达到适宜的生活或丁作条件的技术。采暖系统由热源、热媒输送设备和散热设备三个主要部分构成。
一、采暖系统
(一)采暖系统概述
1.采暖系统分类
根据三个主要组成部分的位置分为局部采暖系统和集中采暖系统。
根据采暖系统散热给室内的方式不同，分为对流采暖和辐射采暖。
根据热媒不同分为热水采暖系统、蒸汽采暖系统与热风采暖系统。民用建筑应采用热水作热媒，并应有可靠的水质保证措施;工业建筑，当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时，宜采用高温水作热媒;当厂区供热以工艺用蒸汽为主时，在不违反卫生标准和节能要求的条件下，可采用蒸汽作热媒。
2.采用集中采暖的气候条件
(1)累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数大于或等于90d的地区，宜采用集中采暖。指严寒和寒冷地区，主要包括东北，华北和西北地区。
(2)累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数为60～89天;以及累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数不足60天，但累年日平均温度稳定低于或等于8oC的日数大于或等于75天的地区，其幼儿园、养老院、中小学校、医疗机构等建筑宜采用集中采暖。
3.集中采暖室内计算参数
( 1 )民用建筑的主要房间，严寒和寒冷地区的主要房间应采用 18 一 24 ℃ ，夏热冬冷地区的主要房间应采用 16 一 22 ℃ ，设置值班供暖房间不宜低于5℃：辐射供暖室内设计温度宜降低2℃.
( 2 )工业建筑的工作地点，宜采用：轻作业， 18 一21 ℃ ;中作业， 16 一 18 ℃ ;重作业， 14 一 16 ℃ ;过重作业， 12 一 14 ℃ ;
( 3 )辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值：浴室、更衣室， 25 ℃ ;办公室、休息室、食堂， 18 ℃ ;盟洗室、厕所，16 ℃ 。
(二)热水采暖系统
1.热水采暖系统分类
(1)按热水在系统内循环的动力可分为重力循环(自然循环)和机械循环两种。
重力循环热水采暖系统不需电力，但作用半径小。只适合用于半径不大于50m，3层以下的小型建筑，如图5—1所示。
机械循环热水采暖系统中热水依靠水泵为动力进行循环，作用半径大，可供多层及高层建筑使用，缺点是系统较复杂、耗电。见图5-2。
(2)按供、回水管与散热器的连接方式分为单管系统、双管系统、单双管混合式系统。
居住建筑室内供暖系统的制式宜采用垂直双管系统或共用立管的分户独立循环双管系统，也可采用垂直单管跨越式系统;公共建筑供暖系统宜采用双管系统，也可采用单管跨越式系统。既有建筑的室内垂直单管顺流式系统应改成垂直双管系统或垂直单管跨越式系统，不宜改造为分户独立循环系统。
垂直单管跨越式系统的楼层层数不宜超过 6 层，水平单管跨越式系统的散热器组数不宜超过 6 组。
(3)按各环路管道总长度分为同程式系统和异程式系统。
同程式是热媒沿管网各立管环路流程相同的系统。特点是各立管容易平衡，但管道用量大。
异程式是热媒沿管网各立管环路流程不相同的系统。特点是各立管不容易平衡，但管道用量小。
(4)按供、回水干管位置分为上供下回式、上供上回式、下供下回式、下供上回式。
(5)按热媒温度分为高温热水和低温热水系统。
当水温高于100oC时为高温热水，当水温低于等于100oC时为低温热水。
高温热水系统常用于车站、食堂、商业建筑、影剧院等大型公共建筑以及工厂。当居住建筑的采暖系统规模较大时，宜采用间接连接的一、二次水系统，其中一次水系统应采用高温水系统，供水温度应取115—130oC，回水温度应取70一80℃。
低温热水系统常用于普通的民用建筑，如学校、展览馆、高级的居住建筑、办公建筑等。医疗建筑和托幼建筑宜采用低温热水系统。
散热器供暖系统应采用热水作为热媒;散热器集中供暖系统宜按一连续供暖进行设计且供水温度不宜大于 85 ℃ ，供回水温差不宜小于 20 ℃ 。
热水地面辐射供暖系统供水温度宜采用 35 一 45 ℃ ;不应大于 60 ℃ ;供回水温差不宜大于10 ℃，且不宜小于5 ℃。
2.高层建筑热水采暖系统
建筑高度超过50m时，热水系统宜竖向分区设置;根据散热器的承压能力和水系统的经济性，可将采暖系统划分为高区和低区。划分采暖系统高区和低区的一般规定：
(1)30m以下(10层以内)的建筑为低区采暖系统，散热器采用低压散热器。
(2)31-50m之间的建筑物，当其为新建项目时，可划分为高区供暖系统，统一采用高压散热器;当其为改建项目，而旧建筑物中尚有低压散热器，不能与高层系统合用时，应设高低区采暖系统，如图5-3、图5-4所示。
(三)热水集中采暖分户热计量与室温调控
集中供暖的新建建筑和既有建筑节能改造必须设置热量计量装置，并具备室温调控功能。用于热量结算的热量计量装置必须采用热量表。热量结算点指供热方和用热方之间通过热量表计量的热量值直接进行贸易结算的位置。
热量计量装置设置及热计量改造应符合下列规定：
( 1 )热源和换热机房应设热量计量装置;居住建筑应以楼栋为对象设置热量表。对建筑类型相同、建筑年代相近、围护结构做法相同、用户热分摊方式一致的若干栋建筑，也可设置一个共用的热量表;
( 2 )当热量结算点为楼栋或者换热机房设置的热量表时，分户热计量应采取用户热分摊的方法确定。在同一个热量结算点内，用户热分摊方式应统一，仪表的种类和类型应一致;
( 3 )当热量结算点为每户安装的户用热量表时，可直接进行分户热计量;
( 4 )供暖系统进行热计量改造时，应对系统的水力工况进行校核。当热力人口资用压差不能满足既有供暖系统要求时，应采取提高管网循环泵扬程或增设局部加压泵等补偿措施，以满足室内系统资用压差的需要。
新建和扩建散热器室内供暖系统，应设置散热器恒温控制阀或其他自动温度控制阀进行室温调控。散热器恒温控制阀的选用和设置应符合下列规定：
( 1 )当室内供暖系统为垂直或水平双管系统时，应在每组散热器的供水支管上安装高阻恒温控制阀;超过 5 层的垂直双管系统宜采用有预设阻力调节功能的恒温控制阀;
( 2 )单管跨越式系统应采用低阻力两通恒温控制阀或三通恒温控制阀;
( 3 )当散热器有罩时，应采用温包外置式恒温控制阀;
( 4 )恒温控制阀应具有产品合格证、使用说明书和质量检测部门出具的性能测试报告，其调节性能等指标应符合现行产品标准的规定。
(四)蒸汽采暖系统
蒸汽采暖系统分为高压蒸汽系统和低压蒸汽系统。蒸汽压力大于70kPa的为高压蒸汽系统，常用于大型厂房和大型公共建筑的热风和加热系统上;蒸汽压力小于等于70kPa的为低压蒸汽系统，可用于厂区或公共建筑的采暖。
蒸汽采暖系统与热水采暖系统比较，具有如下特点：
(1)某些工艺只能用蒸汽，在为生产创造条件的同时，兼作其他热用户的热媒。
(2)在散热设备中，蒸汽靠凝结放热，热水靠温差放热。蒸汽的汽化潜热比水的温差放热大得多。对同样热负荷，蒸汽采暖的蒸汽用量比热水供暖所需水量少得多。因而凝结水管流量小、管径小、使得蒸汽系统节省管道投资。
(3)由于蒸汽采暖散热设备的温度是蒸汽的饱和温度，而热水采暖则是供、回水温度的平均值，蒸汽采暖散热器表面温度高，因此，低压蒸汽采暖的散热设备比低温水系统要少30%左右。
(4)蒸汽系统的设计计算和运行管理复杂，易出现跑、冒、滴、漏现象，解决不当时，降低蒸汽供热系统的经济性。
(5)蒸汽密度比水小得多，用于高层建筑高区(特别是高度大于160m的特高层建筑)，不会使建筑物底部的散热器和设备超压。
(6)蒸汽系统热情性小，热得快，冷得也快，室温波动大。
(7)蒸汽采暖时散热器表面有机灰尘的分解和升华不利于提高室内空气质量。
(8)管道内部反复与空气接触，易锈蚀，管道和疏水器等设备容易损坏，维修量大。
(9)蒸汽管道温度高，无效热损失大。
(五)辐射采暖
以辐射传热为主的采暖方式称为辐射采暖。辐射采暖可分为热水辐射采暖、燃气红外线辐射采暖和电辐射采暖。根据辐射板的表面温度，可分为低温、中温和高温三种。
1.热水辐射采暖
设计加热管埋设在建筑构件内的低温热水辐射采暖系统时，应会同有关专业采取防止建筑物构件龟裂和破损的措施。对于民用建筑，低温热水地板辐射采暖的供水温度不应超过60oC，供回水温差宜小于或等于10oC。低温热水地板辐射采暖的热负荷应计算确定，低温热水地板辐射采暖系统敷设加热管的覆盖层厚度不宜小于50mm。
覆盖层应设伸缩缝，伸缩缝的位置、距离及宽度，应同有关专业计算确定。加热管穿过伸缩缝时，宜设长度不小于100mm的柔性套管。
热水地面辐射供暖系统地面构造：直接与室外空气接触的楼板、与不供暖房间相邻的地板为供暖地面时，必须设置隔热层;与土壤接触的底层，应设置绝热层;设置绝热层时，绝热层与土壤之间应设置防潮层;潮湿房间，填充层上或面层下应设置隔离层。
热水吊顶辐射板采暖，可用于高度为3---30m建筑物的采暖，其安装高度，应根据人体的舒适度确定。布置全面采暖的热水吊顶辐射板装置时，应保证室内作业区辐射照度均匀，并满足以下要求：
( 1 )安装吊顶辐射板时，宜沿最长的外墙平行布置。
( 2 )设置在墙边的辐射板规格应大于在室内设置的辐射板规格。
( 3 )层高小于 4m 的建筑物，宜选择窄的辐射板。
( 4 )房间应预留辐射板沿长度方向热膨胀余地。
( 5 )辐射板装置不应布置在对热敏感的设备附近。
2.燃气红外线辐射采暖
燃气红外线辐射采暖，可用于建筑物室内采暖或室外工作地点的采暖。当采用燃气红外线辐射采暖时，必须采取相应的防火、防爆和通风换气等安全措施，并符合国家现行有关安全、防火规范的要求。其安装高度，应根据人体舒适度确定，但不应低于3m，当燃烧器由室内供应空气时，厂房或房间要足够大，应能保证燃烧时所需要的空气量;当燃烧器所需要的空气量超过该房间的换气次数0.5次/h时，应由室外供应空气。
采用室外供应空气时，进风口应符合下列要求：
(1)设在室外空气洁净区，距地面的高度不低于2m。
(2)距排风口水平距离大于6m;在排风口下方时，垂直距离不小于3m;在排风口上方时，垂直距离不小于6m。
(3)应安装过滤网。
燃气红外线辐射采暖系统的尾气应排至室外。排风口应符合下列要求：
(1)设在人员不经常通行的地方，距地面高度不低于2m。
(2)水平安装的排气管，排风口伸出墙面不少于0.5m。
(3)垂直安装的排气管，排风口高出半径6m以内的建筑物最高点不少于1m。
(4)排气管穿越外墙或屋面处加装金属套管。
3 .电加热供暖
除符合下列条件之一者外，不得采用电加热供暖：
( 1 )供电政策支持;
( 2 )无集中供暖和燃气源，且煤或油等燃料的使用受到环保或消防严格限制的建筑;
( 3 )以供冷为主，供暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑;
( 4 )采用蓄热式电散热器、发热电缆在夜间低谷进行蓄热，且不在用电高峰和平段时间启用的建筑;
( 5 )由可再生能源发电设备供电，且其发电量能够满足自身电加热量需求的建筑。
发热电缆辐射采暖宜采用地板式;低温电热膜辐射采暖宜采用天棚式。
(六)热风采暖及热空气幕
当符合下列条件之一时，采用热风采暖：
(1)能与机械送风系统合并时。
(2)利用循环空气采暖，技术、经济合理时，循环空气的采用，须符合国家现行的有关卫生标准和规范的有关规定。
(3)由于防火、防爆和卫生要求，必须采用全新风的热风采暖时。
热风采暖的热媒宜采用0.1～0.3MPa的高压蒸汽或不低于900C的热水。位于严寒地区或寒冷地区的工业建筑，采用热风采暖且距外窗2m或2m以内有固定工作地点时，宜在窗下设置散热器，条件许可时，兼做值班采暖。热风采暖送风口的出口风速，应通过计算确定，一般情况下采用5~15m/s;送风温度，不宜低于350C并不得高于70℃。
热空气幕的送风方式：公共建筑宜采用由上向下送风。工业建筑，当外门宽度小于3m时，宜采用单侧送风;当外门宽度为3～18m时，应经过技术经济比较，采用单侧、双侧送风或由上向下送风;当大门宽度超过18m时，应采用由上向下送风。热空气幕的送风温度，应根据计算确定。对于公共建筑和工业建筑的外门，不宜高于500C，对高大的外门，不应高于700C。热空气幕的出口风速，对于公共建筑的外门，不宜大于6m/s;对于工业建筑的外门，不宜大于8m/s;对于高大的外门，不宜大于25m/s。
