工程设计问答1-50

式中p供，p回分别为上层环路供、回水立管的 阻力损失，Pa。 供、回水温度为95℃/70℃时单位高差的自 然作用压力值为△=155.8Pa/m，取其2/3，近 似为100Pa/m，供回水立管各分1/2，即50Pal/ m，再考虑局部阻力因素，故取比摩阻R～40Pa/ m，经过许多工程设计及实际运行检验，这样做可 以大体上实现理想的水力平衡。 4）怎样来理解“也可采用上分式双管系统，但 应采取克服重力作用水头影响防止垂直失调的措 施”呢？ 图5为上分同程式双管系统的原理图。仍以 其中最高与最低的两个并联环路加以分析：A点与 B点是两个并联环路的两个并联点，对于同程式系

图5上分同程式双管系统原理图

检测试验图41人时CO2体积分数实验结果与理论值的比较

图52人时CO,体积分数实验结果与理论值的比较

分数为1000×10， ，室外CO2体积分数取400X 由此可以 nV. V 根据室内人数及房间体积算出室内最小换气次数。

统，由于经由最高环路2的管道长度与经由最低 环路1的管道长度相当，自A点起经过最高环路 2回到B点的计算阻力也会与自A点起经过最低 环路1回到B点的计算阻力相当。但是，经由最 高环路2与经由最低环路1比较，仍然多得到了 高差为h的水所形成的自然作用压力。这样，高环 路多得到的自然作用压力，应该加以消除才能实现 两个并联环路之间的水力平衡。 因此，上分同程式双管系统，应将高环路多得 到的自然作用压力，用以克服低环路的相对不利因 素，即回水立管的管径要小于供水立管的管径，使 回水立管的阻力大于供水立管的阻力，其差值为高 环路得到的自然作用压力。即可以使得

Ap回 Ap供 ～hAy

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4.4考虑门窗缝隙渗风，室内人员处在正常工作 状态下的室内外CO2浓度差与换气次数的函数关 nV

暖通空调HVAC2010年第40卷第4期

般的普通建筑，按5h‘换气选取；3）出入频率 较小的住宅类等建筑，按4h‘换气选取；4）当层 高3m时，应按实际高度计算换气体积；当层高 >3m时，可按3m高度计算换气体积。同时也 提出“考虑到车辆实际出、入的频繁性，为降低风机 运行能耗，送风、排风机宜采用多台并联或变频调 速。” 我觉得这比较合理，北京地区多数地下汽车库 的机械通风，大体是按照这些理念进行设计的。也 就是说，应根据汽车库的使用性质确定最大通风 量，同时考虑到不同时段汽车出入频率的变化，排 风机采用多台并联或变频调速（也可以考虑采用间 断运行的控制配置方式），通风量可以变化。但是， 即使是出入频率较小的住宅类等建筑的地下汽车 库，也应该至少按照4h1换气确定最大通风量。 《汽车库建筑设计规范》正在进行修编，相信会 根据实际情况作适当调整。 问题2：地下汽车库是否一定要设置集中供暖设 施？ 解答专家： JGJ100一98《汽车库建筑设计规范》第6.3 1条有如下规定：“严寒地区和寒冷地区的汽车库 内应设集中采暖系统，其室内计算温度应符合表 6.3.1规定。”而表6.3.1中对停车间温度的规定 是5～10℃。条文说明作了如下解释“.····停车 空间以冬季易于启动汽车和不冰冻为准，故仅取5 C” 满足汽车库的通风量，在严寒地区和寒冷地区 室外供暖计算温度条件下，要达到5～10℃的室 温，能耗会很大，供暖末未端设备（散热器或热风设 备）容量也会很大。而在车辆出入频率较小时段减 小通风量时，为节约能源，还需要相应对供热量进 行调节。 由于在冬季汽车都会添加防冻液，《汽车库建 筑设计规范》所依据的“启动汽车和不冰冻”问题已 不复存在，因此，北京市建筑设计研究院编写的《建 筑设备专业设计技术措施》（1998版）的“民用建筑 室内采暖计算温度”表中，仅规定“设采暖的汽车停

车库”的温度是5～10℃。也就是说，除了“设采 暖的汽车停车库”以外，还可以有“不设采暖的汽车 停车库”，即不要求所有的汽车停车库都设置集中 供暖系统。 而《全国民用建筑工程设计技术措施一暖通空 调。动力》（2009年版）的“集中采暖系统室内采暖 设计计算温度”表中，也删除了2003年版中汽车 库温度5～10℃的规定。 有些工程的建设开发单位或某些地方的设计 主管部门要求汽车库设置集中供暖设施，当然应 加以尊重。但是，既然设置了，就应该按照设计 通风量的条件，进行供暖负荷计算和作相应的配 置。 有些工程仅在口部配置热风幕，或按照不启动 机械通风系统的条件配置数量不多的散热器，这种 做法显然是不合理的。我就曾经处理过某严寒地 区在机械通风系统短时间（例如1h）运行后，部分 消防给水设施、甚至局部供暖系统也被冻坏的工程 事故。对该工程，我提出了下列善后处理意见： 1）在主要入口处和现有供暖管道可达范围 内，根据冬季可能出现的最大通风量加热负荷的需 要，增加配置若干台暖风机。 2）按已有供暖系统和增设暖风机的供热量Q 和室温5℃的条件，计算并给出若干冬季室外温 度状态点tux（如0，一5，一10，一15，一20℃）条 件下的最大允许通风量Gx作为运行依据。Gx可 近似按式（1）计算：

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库内的管道和设施，采取什么保护措施？ 解答专家： 按照在最冷的时候不启动机械通风系统为条 件确定热环境温度状况是很不稳妥的。即使有周 到的变风量节能配置，在最冷的时候，当CO气体 浓度超过允许值时，机械通风系统也应该能正常运 行。在这种情况下，如果发生消防给水设施等被冻 坏的事故，会被追究设计责任。 所以，应该根据冬季通风设计的最大通风量为 条件，不设置供暖设施的地下汽车库内管道和设 施，宜采取下列保护措施： 1）自动喷水灭火系统应全部采用预作用系 统。 2）自动喷水灭火系统应采用易熔合金喷头， 因为玻璃球喷头的最低温度限制是4℃。 3）消火栓及系统管道、自动喷水灭火系统预 作用阀前的充水管道、其他经常无流动的水管，应 采用自限温电热缆或电热带伴热防冻。 4）地下汽车库内经常有水流动的管道，例如 给水管、中水管、排水管、雨水管等，作“保温防冻”。 保温厚度应根据在当地的冬季通风计算温度条件 下不冻结要求计算确定。 5）地下汽车库内供暖管道的保温厚度，应根 据有关节能设计标准对室外管道的要求确定。 6）此外，建筑物内无严重污染的排风，可以 排向地下汽车库作为汽车库通风系统的补风，这 不仅可以改善汽车库的冬季热环境，也是排风热 回收的一种方式。发表在《暖通空调》2009年第 12期的《空调排风直接回用的实践探讨》一文， 可供借鉴。当然，应该切实解决好防烟和防火问 题，例如在排向地下汽车库的风管上设置70℃ 防火防烟阀等。

式中的系数0.8是用于加热进入冷空气的供 热量的近似比例。 回题3：如果不设置集中供暖设施，应该对地下汽车

据GB50019一2003《采暖通风与空气调节 设计规范》中表9.1.5的内容及要求，合理地控制 空调风管内的空气流速是噪声控制的重要环节。

合理的风口选型不仅能够实现合理的气流组 织，而且能够满足设计要求的气流附加噪声。一旦 选择失误，将会造成难以想象的局面。1

在某些场合下（如由于受空间的限制），可以利 用声学技术来设计消声器以满足实际情况的需要 并实现噪声控制的目标

经过对礼堂空调系统的噪声改造，不仅满足了 空调系统噪声控制要求，而且改善了室内温度环 境，实现了空调系统噪声改造目标，并得到了业主 的充分肯定和高度评价。

问题1：如何确定和提出供暖和空调水系统的水压 试验压力？ 解答专家（北京市建筑设计研究院张锡虎教授级高 级工程师，下同）： 在设计文件的设计及施工说明中，常可以见到 系统的水压试验压力按照施工质量验收规范的规 定”的说法，把确定水压试验压力的责任，推给了施 工单位，这是不妥的。 因为在GB50242一2002《建筑给水排水及采 暖工程施工质量验收规范》和GB50243一2002 《通风与空调工程施工及验收规范》这两个规范中 都提出：1）试验压力应符合设计要求。当设计未 注明时，应符合下列规定..·。2）试验压力按照 工作压力确定。 因此，执行《建筑给水排水及采暖工程施工质 量验收规范》和《通风与空调工程施工及验收规范》 这两个规范的规定时，有两个问题需要明确： 第一，应直接给出水压试验压力或工作压力的 具体数值。例如《建筑给水排水及采暖工程施工质 量验收规范》规定，蒸汽、热水采暖系统，应以系统 顶点的工作压力加0.1MPa（高温热水系统应为 系统顶点的工作压力加0.4MPa），同时在系统顶 点的试验压力不小于0.3MPa。塑料管或复合 管，系统顶点的工作压力加0.2MPa，同时在系统 顶点的试验压力不小于0.4MPa。 如果设计不给出工作压力或系统顶点的工作 压力，施工单位是难以确定水压试验压力的。即使 对于设计人员，在实际工程应用中，系统顶点的工 作压力也不易确定。从原理上讲，系统任意点的工 作压力是静压力加水泵形成的动力水头之和。然 而，在进行个体项目设计时，冷热源循环水泵常未 选定，即使已选定，水泵的工作点也会随管网阻力 特性而改变，而且计算点的水泵作用动力水头，还 需减去从水泵出口至计算点的水头损失。 因此，实际上只能执行上述规定中“顶点的试 验压力不小于0.3MPα”的附加条件，即简化为： 对非高温热水、非塑料管或非复合管，水压试验压 力应为系统静压加0.3MPa（可取整数）。 第二，水压试验压力必须明确对应于何标高

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（一般以土0.000m为基准面）。 例1：供暖系统的顶点相对于土0.000m是 50m，开式膨胀水箱最高水位高于系统顶点2m， 系统静压相对于士0.000m是52m。如果水压试 验的压力表设在士0.000m处，试验压力应为 0.52MPa十0.30MPa=0.82MPa；如果水压 试验的压力表设在相对标高30m处，试验压力应 为0.82MPa一0.30MPa=0.52MPa；如果水 压试验的压力表设在地下室相对标高一10m处， 试验压力则应为0.82MPa十0.10MPa=0.92 MPa。 例2：供暖系统的顶点相对于土0.000m是 50m，定压水罐的上限压力高于系统的顶点10 m，系统静压相对于土0.000m是60m。如果水 压试验的压力表设在土0.000m处，试验压力应 为0.60MPa十0.30MPa=0.90MPa；如果水 压试验的压力表设在相对标高30m处，试验压力 应为0.90MPa一0.30MPa=0.60MPa；如果 水压试验的压力表设在地下室相对标高一10m 处，试验压力则应为0.90MPa十0.10MPa=1 oMPa。 例3：高层建筑高区供暖系统的点相对于土 0.000m是130m，定压水罐的上限压力高于系统 的顶点10m，系统静压相对于土0.000m是140 m。如果水压试验的压力表设在士0.000m处，试 验压力应为1.40MPa十0.30MPa=1.70 MPa；如果水压试验的压力表设在相对标高70m 处，试验压力则应为1.70MPa一0.70MPa=1. 00MPa；如果水压试验的压力表设在地下室相对 标高一10m处，试验压力则应为1.70MPa十0 10MPa=1.80MPa。 问题2：某高层居住建筑高100m，热水集中供暖 系统竖向平均分为两区，换热站设于相对标高 一7.5m的地下2层，高区系统补水泵扬程120 m。这样的高区系统还可以采用铸铁散热器和额 定工作压力为1.0MPa的散热器调节阀门吗？ 解答专家： 可以的。高区系统最低点的工作压力虽然会

模拟计算结果表明，北京南站能源系统全年运 行节能率为 12%

2.5. 2 与对象二比较

自前，发电效率50%的燃气发电站在我国尚 未发展起来，实际情况是天然气在供暖空调中基本 直接用于燃气锅炉或直燃机。北京南站与常规系 统能源利用比较详见表2。

2北京南站能源系统与常规系统能源利用比较

因此不难看出，三联供系统的实际节能意义非 常巨大，

2.6节水、环保性分析

采用污水源热泵系统，取消冷却塔可减少冷却 塔的飘水和蒸发补水量，每年节水约7万t。 三联供系统以天然气为燃料，天然气是优质、 高效、清洁的理想能源，天然气燃烧后产生的温室 气体只有煤炭的1/2，石油的2/3；同时利用吸收式 令热水机组承担部分冷热负荷，减少含氯氟烃制冷 剂的排放量。欧洲委员会在“大气改变对策的能源 框架中，将热电联产放在非常重要的位置。三联 供系统被认为是对实现排放目标贡献最大的一项 技术，其减少C02排放量占总目标的1/4。 北京南站能源站三联供系统与常规系统相比， 节电约420万kWh/a。节能量折合标准煤约为 1600t/a，减排CO2约4000t/a,减排SO237t/a。

初投资及运行费用计算结果见表3。

表3北京南站能源系统与常规系统经济比较

达到1.2MPa，但高区系统最低散热器在地上50m 以上，其工作压力至少应减去与系统最低点的高差 57.5m，最大工作压力只有0.625MPa。而铸铁 散热器的允许工作压力有0.8MPa和0.5MPa两 级别可以采用允许作压力为8MPap

达到1.2MPa，但高区系统最低散热器在地上50m 以上，其工作压力至少应减去与系统最低点的高差 57.5m，最大工作压力只有0.625MPa。而铸铁 散热器的允许工作压力有0.8MPa和0.5MPa两 个级别，可以采用允许工作压为0.8MPαD

暖通空调HVAC2010年第40卷第5期

从表3中可以看出，北京南站能源系统方案的 初投资在5a内可以回收

北京南站在冷热电三联供技术应用方面进行 了有意义的尝试，同时以此为基础，笔者所在单 位与清华大学共同完成了2007年国家863课题 的立项工作，题目为《高效天然气热电冷联供技 术集成及示范研究》。目前由于并网工作开展缓 慢，我们将根据现场情况进行单机调试和孤岛运 行，这将影响系统的整体运行效率，但并网是大 趋势，各方也在不断努力，力争实现并网，在随后 的调试、运行、数据分析过程中，我们会密切跟 踪，总结出更多的经验和教训，使工程拥有良好 的经济性的同时，能源利用完善程度争取达到国 际领先水平

的铸铁散热器，例如TZ468，代号中的4表示四 柱，6表示进出水口中心距为600mm，8表示允许 工作压力为0.8MPa。额定工作压力1.0MPa 的散热器调节阀当然更无问题了。选用其他材料 （例如塑料管）或构件时对工作压力的考虑，同样也

的铸铁散热器，例如TZ468，代号中的4表示四 柱，6表示进出水口中心距为600mm，8表示允许 工作压力为0.8MPa。额定工作压力1.0MPa 的散热器调节阀当然更无问题了。选用其他材料 （例如塑料管）或构件时对工作压力的考虑，同样也

142°工程设计问答

暖通空调HV&AC2010年第40卷第6期

工程设计技术措施暖通空调。动力》（2009年 版）第2.4.11条中，除了仍沿用上述建议外，又新 增了“垂直双管及跨越管与立管同轴的单管系统的 散热器立管，长度≤20m时，可在立管中间设固定 卡；长度>20m时，应采取补偿措施。” 上述所谓水平管或总立管，是指管道分支接点 较少的管段，垂直双管及跨越管与立管同轴的单管 系统显然是指管道分支接点较多的管段，所以引起 位移的允许最大值要小一些，实际上是要求不大于 10mm。 而对于无分支接点的管段，北京市建筑设计研 究院的《建筑设备专业技术措施》和《全国民用建筑 工程设计技术措施暖通空调“动力》都提出，“间 距应保证伸缩量不大于补偿器或自然补偿所能吸 收的最大补偿量”。 问题3：一个空调冷却水系统的DN300立管上设 置了波纹管补偿器，在进行水压试验时，固定支架 和补偿器都损坏了，而过去设置的弯管补偿器却没 有发生过这样的事故，这是为什么？ 解答专家： 应该认真计算补偿器对固定支架的作用力。 固定支架承受的水平荷载包括：1）活动支架因热 伸缩引起的摩擦反力；2补偿器因热伸缩引起的 弹性反力；3）因内压不平衡产生的推力。 力是矢量，有方向性，应在得到数值的同时明 确其方向。应以每个固定支架为对象，分析来自补 偿器的弹性力、滑动支架的摩擦力和内压不平衡推 力作用的方向和数值。方向相同叠加，方向相反抵 消，判断哪些是平衡的固定支架，哪些是受力的固 定支架。还应研究和比较哪些力是在热态运行时 产生的，哪些力是在冷态水压试验时产生的。取热 态运行或冷态水压试验时的较大值，作为固定支架 强度设计的依据。 活动支架的摩擦反力和补偿器的弹性反力对 固定支架产生的作用力的大小和方向，弯管补偿器 或波纹管补偿器是相同的，但内压不平衡产生的推 力则有显著的区别。这是波纹管补偿器常出现工

程事故的主要原因。 弯管补偿器的整体是弹性元件，依靠整体构件 的变形以形成热伸缩的补偿量。但弯管本身是刚 性的，在允许承压条件下，内压作用不会引起弯管 内腔的变形。 弯管补偿器右侧固定支架因内压力的受力（见 图1)分析如下。内压P均匀作用于管内各表面。

图1弯管补偿器固定支架受力示意

其中：环向力作用于管壁，由管壁材料承受，不会使 管道内腔发生变形；指向弯管补偿器的轴向力（即 盲板力）作用于固定支架的左侧，大小为内压p乘 以管道断面积，方向为水平向左；指向弯头的轴向 力作用于固定支架右侧，方向为水平向右。由于两 个大小相等而方向相反，弯管补偿器内压对固定 支架的合力为零。 波纹管补偿器是弹性元件，与弯管补偿器依靠 整体构件的变形以形成补偿量不同，需要用波纹管 本身的变形以形成补偿量。热伸缩和内压作用都 会引起波纹管本身的变形。 波纹管补偿器右侧固定支架因内压力的受力 见图2）分析如下。内压p均匀作用于管内各表

图2波纹管补偿器固定支架受力示意

面。其中：环向力作用于管壁，由管壁材料承受；轴 同力作用于波纹管，专起波纹管的变形，并通过管 道作用于两端的固定支架。 设波纹管补偿器的外直径为D1，管道的直径 为D2，固定支架左侧承受的轴向力F1，方向为水 平向右，大小为p乘以波纹管的断面积，即

D3 Fi = p 4

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工程设计问答°143

两个力方向相同，内压对固定支架的作用力为 两个的合力 F.即

例如，DN300管道上波纹管补偿器的直径为 350mm，管内压力为1.0MPa。内压对固定支架 的作用力为两个的合力，约为96kN。 如果水压试验压力为工作压力的1.5倍，则 水压试验对固定支架的作用力将达到140kN。在 没有热作用产生伸缩的冷态水压试验时，内压造成 的14t多的水平荷载就足以推跨强度不足的固定 支架，继而将波纹管拉直。 而对于左侧的固定支架，由于两侧均承受波纹 管补偿器的内压作用力，两个力大小相等而方向相 反，合力为零，会是一个平衡的固定支架。但是，当 采取分段试压或其间有阀门关断时，仍会是受力的 固定支架。 所以，第一，即使是相同的波纹管补偿器，对固 定支架的作用力也会因配置方式各异而不同。第 二，较大口径的室外管道当采取分段试压时，如果 按照平衡固定支架设计，应设置临时止推支座，以 防试压时损坏。对于一般室内管道，则宜均按照受 力固定支架设计。第三，北京市建筑设计研究院的 《建筑设备专业技术措施》第12.8.3条规定：直径 >100mm的弯管补偿器和直径≥50mm的波纹 管或套筒补偿器，要进行固定支架生根结构的强度 验算。《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空 调°动力》（2009年版）第2.4.11条的第7款也 有与此相同的规定。 管道的热伸缩及其补偿设计应注意的几个其 他问题： 1）由于水压试验压力大于工作压力（例如1. 5倍），而活动支架摩擦反力和补偿器弹性反力只 在热态运行时产生，波纹管补偿器计算固定支架受 力时也可只按照冷态水压试验压力进行，而不叠加 计算热态运行时活动支架摩擦反力和补偿器弹性 反力。 2）由于室外直理敷设管道应以管道保温层与 土壤之间的轴向摩擦反力取代活动支架的摩擦反 力，而管道保温层与土壤之间的轴向摩擦反力较 大，波纹管补偿器宜成对布置，以使其对固定支架

固定支架右侧承受作用于弯头处的轴向力（盲 板力)F2，方向也为水平向右，大小为p乘以管道 断面积，即

表1蓄冷水罐工作状态与电动阀门状态的关系

惠州某假日酒店（四星级）进行水蓄冷节能改 造。建筑面积26000m，冷水机组：19XL375T.R 型离心机（制冷量1319kW（375rt））3台， 30HXC250T.R型离心机（制冷量879kW（250rt）） 1台。运行工况：室外温度30～35℃，室内温度<25 C。蓄冷水罐体积：15m（改造受建筑空间限制）。 操作控制：触摸屏中文界面、计算机管理系统 系统配置：数据采集系统、中央处理系统、联动 控制系统、流量调节系统、变频控制系统、蓄冷放冷 系统、自动计量系统、远程监控系统。节能测试时的 测试方法为：在每天相同时间，将原状态和节电运行 状态切换1次，连续12d检测后，从中央处理器中 调出数据，可对比计算出各6d内两种不同工况的平 均日用电量，而两个数据的差值即为日平均节电量。 蓄冷、放冷智能系统的检测数据见表3。 该酒店工程部人员反映进行水蓄冷节能改造 前，在过渡季节（夜间）负荷低时，主机经常频繁启 亭，有时一天有十几次：改造后延长了主机运行和 停机时间，最多的时候一天只启停6，7次。改造后 房间温度稳定

两侧的作用力相近。 3）室内垂直管道上的波纹管补偿器宜布置在 两个固定支架之间的上端，以减小内压对固定支架 的作用力。 4）不要过多地设置补偿器。钢管线膨胀系数 为0.012mm/（m°K），水平干管或总立管保证分 支管接点处的最太位移≤40.mm，中间固定、不设

暖通空调HVAC2010年第40卷第6期

注：1618日连续3d蓄冷系统关闭，17日用电量8034kWh，舍

3.1分析运行实例检测数据可知，水蓄冷系统通 过蓄冷、放冷能保证制冷主机在高效工作点运行 节能效果显著

水蓄冷系统节能运行必须配置实时控

统，对系统的负荷、水温、房间温度进行监控，才能 准确地控制蓄冷水罐进行蓄冷、放冷运行，达到节 能的目的

【1]】严德隆.空调蓄冷应用技术[M].北京：中国建筑工业 出版社，1997 2 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京：中 国建筑工业出版社，2008 3 路延魁.空气调节设计手册[M].2版.北京：中国建 筑工业出版社，1995

补偿器的直段长度，散热器供暖系统一般可达60 n以上，空调水系统、地面辐射或冷却水系统更可 达100m以上。 5）为增加安全度，应细化干管与分支管接点 处的构造设计，如分支管用不少于两个弯头与干管 连接等。 6)有条件时，尽量采用弯曲管段自然补偿，或 优先采用弯管补偿器。

补偿器的直段长度，散热器供暖系统一般可达60 n以上，空调水系统、地面辐射或冷却水系统更可 达100m以上。 5）为增加安全度，应细化干管与分支管接点 处的构造设计，如分支管用不少于两个弯头与干管 连接等。 6)有条件时，尽量采用弯曲管段自然补偿，或 优先采用弯管补偿器。 dbt

可题1：供暖及空调水系统的定压有娜些方式？ 解答专家（北京市建筑设计研究院张锡虎教授级高 级工程师，下同）： 供暖及空调等闭式循环水系统的定压，其实应 包含定压、补水和吸收膨胀（或收缩）水量的功能， 所以宜称之为定压补水。定压，是为了保证闭式循 环水系统的最高点，在循环水泵启停时都能充满 水，对于高温水系统，还要保证最高点不发生汽化 的压力；补水，是为了弥补系统的泄漏和正常的排 污损失的水量；而由于循环水系统中水温的变化， 体积会膨胀或收缩，需要加以消化容纳。 供暖及空调水系统的定压补水方式大致有：高 位膨胀水箱加定频补水泵、密闭定压补水装置（各 种形式的气压罐加定频补水泵）、变频补水泵加超 压泄水、定频补水泵加超压泄水等。 高位胀水箱加定频补水泵的优点大致有：有 效膨胀容积有条件做得较大，系统的压力相对比较 稳定，建设费用相对比较经济等。其局限性是需要 设置于建筑的最高处，区域性供暖或供冷系统需要 设置于区域内最高建筑的最高处，有些建筑缺乏设 置的条件，严寒地区需要采取可靠的防冻措施，区 域性系统可能需要设置较长的膨胀、循环、信号和 补水管道等。 密闭定压补水装置，即各种形式的气压罐加定 频补水泵，近年来在许多供暖及空调等闭式循环水 系统中被采用。虽然也可以达到定压、补水和吸收 膨胀（或收缩）水量的功能，但是由于各种形式气压 罐的有效调节容积是其中的气体容积变化量，即遵 循在相同温度条件下压力与体积的乘积为常数的理 想气体方程。在压力较高的系统中有效调节容积会 较小，而且必然要有压力上限和压力下限，下限就是 系统的允许最低压力，上限则由为达到有效调节容 积补水泵的必要运行区间决定，欲得到较大的有效 调节容积，需要设置较高的压力上限值，使系统压力 升高。例如，北京市建筑设计研究院的《建筑设备专 业技术措施》规定，下限和上限绝对压力比一般宜取 0.659gQ，85如取中间值0.75，当下限绝对压力为

暖通空调HVAC2010年第40卷第7期

.6MPa，上限绝对压力则为0.78MPa，使系统 压力升高了0.198MPa，即使绝对压力比取0.85 系统压力也将升高0.1MPa。 变频补水泵加超压泄水，是变频水泵在供暖及 空调水系统的定压补水中的应用。根据系统压力 的变化，水泵变频运行改变补水量，而当水温升高 体积膨胀时，多余的水量超压泄水至补水箱。 定频补水泵加超压泄水，则是根据系统压力的 变化，启动或停止补水泵，当水温升高体积膨胀时， 多余的水量超压泄水至补水箱。 显然，高位膨胀水箱加定频补水泵的综合优点 是十分明显的，因此，GB50019一2003《采暖通风 与空气调节设计规范》第6.4.13条规定，“宜采用 高位膨胀水箱定压”，而条文说明更强调“推荐优先 采用”。 问题2：供暖及空调水系统定压补水方式有哪些设 计要点？ 解答专家： 根据我个人处理工程事故的经验，有以下体 会： 1）应根据系统的规模、运行管理条件和对水 质的要求选择确定。跑、冒、滴、漏概率较大的区域 供暖管网，压力接近允许承压的系统，宜尽量采用 有效膨胀容积有条件做得较大的高位膨胀水箱加 定频补水泵方式。如果系统对含氧量有较严格要 求，可以采用常压密闭膨胀水箱。 2）不论采用何种定压补水方式，应确保不间 断连续补水。2001年冬季，我曾处理过某供暖面 积22万多m居住小区的工程事故，曾因存在水 力失调而经过艰难调试改造的室内系统末端底层 住户，每到晚上八九点钟后散热器就开始降温，到 半夜就完全不热，而次日早晨又会逐渐热起来。根 据调查，重新热起来是由于顶层住户在每晚临睡前 和次日早晨起床后手动放风所致。显然，应彻底解 决空气进入系统的问题。该系统采用了定频补水 泵加超压泄水的方式，补水泵由电接点压力表控制 启停H忠于设置在管路占的压力表指针会发生抖

动，上、下限值的整定间距不能很小，因此，停泵后 重新启动必然会有一定的时间间隔。在此时段内， 由于水的不可压缩性和不可避免的系统泄漏，总会 有空气进入系统，并积存于流量较小的系统末端顶 点。由于该工程在该供暖季无条件增设膨胀水箱 和足够容积的气压水罐，只能采取增设一台流量略 大于系统泄漏量的小功率补水泵的方法，使之连续 运行，当流量大于系统泄漏量时，通过限压阀回流 至软水箱，才基本上解决了问题。 3）变频水泵的补水并不是不间断连续补水。 当转速较低时，水泵虽仍在运行，但其流量和扬程 不足以使水泵出口的止回阀开启，补水仍是间断 的。因此，变频补水泵加超压泄水仍需要配置能适 当有效调节容量的气压罐。 4采用高位膨胀水箱定压方式时，补水管也 可以就近接在循环水泵的吸入口附近。但压力接 近允许承压的系统，补水管应直接接入高位膨胀水 箱，以防止补水时系统超压。我在多年前曾处理过 北京某采用铸铁散热器的高层住宅供暖系统超压 事故，该系统正常运行时，最低散热器的工作压力 是0.79MPa，而在系统补水时升至0.81MPa， 超过了铸铁散热器的允许承压。将补水管改为直 接接入高位膨胀水箱后，保证了压力不超过铸铁散 热器的允许承压。 5）补水管直接接入高位膨胀水箱，膨胀水箱

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的补水进口可配置浮球阀，以防止水位信号失灵便 膨胀水箱大量溢水。多年前，某工程就发生过由于 水位信号失灵而使建筑内水淹的事故。 6）当采用高位膨胀水箱定压时，补水泵的启 动和停止，应采用来自膨胀水箱的水位信号，而不 采用压力信号。因为膨胀水箱的高低水位差很小， 压力信号的精度和灵敏度难以满足。 可题3：有多个压力分区的系统，定压补水有什么 简化处理办法？

宜各自采用独立的定压补水系统。但为了简 化系统配置，也可以仅设置高区的定压补水系统， 低区则利用高区的定压补水系统，一般可以考虑以 下三种办法： 1）高、低区都采用高位膨胀水箱定压时，可利 用高区的膨胀管接入低区膨胀水箱的进水浮球阀。 2)当高区系统采用气压罐加定频补水泵定压 补水时，可利用高区系统通过可调式减压阀为低区 系统补水定压，但低区需要设置气压罐，以吸收膨 胀（或收缩）水量。 3）当高区系统采用气压罐加定频补水泵定压 补水、利用高区系统通过可调式减压阀为低区系统 补水定压，但低区不设置气压罐时，低区需要设置 超压泄水，当水温升高体积膨胀时，将多余的水量 超压泄水至补水箱。

宜各自采用独立的定压补水系统。但为了简 化系统配置，也可以仅设置高区的定压补水系统， 低区则利用高区的定压补水系统，一般可以考虑以 下三种办法： 1）高、低区都采用高位膨胀水箱定压时，可利 用高区的膨胀管接入低区膨胀水箱的进水浮球阀， 2)当高区系统采用气压罐加定频补水泵定压 补水时，可利用高区系统通过可调式减压阀为低区 系统补水定压，但低区需要设置气压罐，以吸收膨 胀（或收缩）水量。 3）当高区系统采用气压罐加定频补水泵定压 补水、利用高区系统通过可调式减压阀为低区系统 补水定压，但低区不设置气压罐时，低区需要设置 超压泄水，当水温升高体积膨胀时，将多余的水量 超压泄水至补水箱

贺平.供热工程M].3版.北京：中国建筑工业出版 社，2003 21 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京：中 国建筑工业出版社，2008 31 （苏）别林基EA.热水集中供暖系统的管理制度 【M]．高天斗，译．北京：建筑工程出版社，1959 41 石兆玉.供热系统运行调节与控制M]：北京：清华 +学出版社1004

问题1：供暖和空调水系统的阀门很多，应该怎样 区分和正确使用？ 解答专家（北京市建筑设计研究院张锡虎教授级高 级工程师，下同）： 可以用于供暖和空调水系统的阀门确实很多， 按照其功能即对系统的作用大体上可以分为以下 4类。 1）关闭用阀门：安装于建筑供暖和空调水系 统入口、干管分支环路或立管上，用于检修时关闭， 应采用低阻力阀门，如全铜或铜芯闸阀，口径大于 100mm时，宜采用蝶阀。 2）房间温度调节控制用阀门：安装于供暖和 空调水系统的末端设备（散热器、地面辐射供暖各 支路、风机盘管机组等）上，用于通过流量调节进行 房间温度控制，应根据系统特征采用手动的、自力 式的或外力驱动式的阀门。供暖和空调水系统都 可以采用手动的阀门。如果需要自动控制，供暖水 系统的末端设备，由于只需要单向供暖，可以采用 自力式的阀门；空调水系统的末端设备，由于需要 供暖和供冷兼用，应采用外力驱动式的阀门。 3）静态水力平衡用阀门：安装于不能达到设 十静态平衡条件、存在过剩压差的建筑供暖和空调 水系统入口、干管分支环路或立管上。其实，所有 阅门都具备调节过盈量的功能，只不过调节性能不 同而已。所有阀门的调节手段都是改变阀门开度， 外改变阀的阻抗S值。流量特性是指介质流过 周节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关 系。理想的调节阀宜具备直线流量特性、等百分比 流量特性或抛物线流量特性，并应有较大的阻力以 达到必要的阀权度。具备开度与流量呈线性关系 和高阻力两基本特征的水力平衡用手动调节阀 回括普通调节阀和平衡阀（平衡阀和普通调节阀的 主要区别是在阀的两端留有测压口）。 4）动态水力平衡用阀门：安装于系统水力工 况多变的复杂供暖和空调水系统入口、干管分支环 路或立管上，用以随机跟踪调节被调节环路的压差

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工程设计问答°125

（恒压差调节）或流量（恒流量调节）保持相对稳定， 以达到偏离设计条件时的动态平衡。 除了关闭用阀门以外，上述其他3类阀门都 可以称为调节阀， 上述4类阀门是按照功能划分的，而某种特 定阀门的功能可能会多于一种。例如：1）有的产 品将电动调节阀与恒压差调节阀复合于一体，以减 少网路压差变化对调节阀的影响，成为第2类与 第4类功能复合的调节控制阀门；2）调节阀一般 都可以完全关闭，也具备关闭功能，但是最好还是分 别设置，以免关闭以后需要对阀门重新设定；3）任 何阀门都具备静态调节功能，包括普通的闸阀或蝶 阀，但是这些普通的关闭用的阀门由于开度与流量 的关系是非线性的且阀权度较小，调节性能很差。 问题2：GB50019一2003《采暖通风与空气调节设 计规范》第4.8.14条规定“采暖系统各并联环路， 应设置关闭和调节装置。”是否需要在所有环路上 都安装调节阀？ 解答专家： 其实在这一条的条文说明中已经解释得十分明 确.“当有调节要求时，应设置调节阀·无调 节要求时，只需装设关闭用的阀门。”认为应在所有 环路上都安装调节阀的说法，是对规范的错误解读。 调节阀对于实现系统的水力平衡并不是万能 的。所有的调节阀都只能调节供回水压差的过盈 量。某些环路的供回水压差不存在过盈量，甚至许 用压差还不足以满足其阻力损失，此时如果一律配 置平衡阀、恒流量调节阀或恒压差调节阀等调节装 置，反而会加剧水力失调，例如有的供暖系统装了 调节装置不热，拆了就热了。盲目配置调节阀造成 的负面效应屡见不鲜，主要有以下几种情况： 1）不根据管网总体及具体环路的水力工况 直接引用标准设计图关于计量供热建筑热力入口 的做法。任何国家的或地方的标准图集或通用图 集都是推荐性的，供设计人员根据工程具体条件选 择引用，以减轻个体设计的重复劳动，并不具备规

。126。工程设计问答暖通空调HV&AC2010年第40卷第8期范或标准的同等效力。20，全开时的旁通率约为58%；DN20,Kvs=3.102）不计算环路所需要的调节量，育目采用静m/h，一32，全开时的旁通率约为42%。态水力平衡用阀门，甚至连只有少数环路的系统、采用低阻力两通恒温阀加跨越管时，应计算散不存在过盈量的末端环路也一律配置。热器的进流因数，并使之不小于30%。进流因数3不区分管网的调节特性要求，盲目采用恒取决于散热器通路和跨越管通路的阻力比，与恒温流量调节阀或恒压差调节阀。阀、散热器和两个通路的管径匹配有关，进流因数4)不区分供暖系统形式，盲目采用散热器恒的计算使得环路的水力计算较为复杂。有些工程温控制阀。因散热器的进流量过小，不得不在跨越管段上再加问题3：多个地方的节能设计标准都先后强制规定阀门，成为一种错误的配置。“每组散热器均应设散热器恒温阀”，应该怎样理解散热器进流因数w按下式计算：和正确配置？w=(1)解答专家：S1配置与系统特性相适应的自力式散热器恒温NS2控制阀，提供自主设定房间温度和房间温度调节控式中S1为散热器通路的阻抗；S2为跨越管通路制的条件，减少人为调节的麻烦，可以有效利用太的阻抗。阳辐射、室内产热等来挖掘系统的节能潜力。虽然国外的调节阀阻力特性大都用Kv表示，Kv有商业推动的因素存在，但在供热量充足、运行水值是阀前后压差为100kPa时的流量，也即在Kv质可以确保、投资条件允许的集中供暖工程中，从值所标记的流量条件下，阀的阻力为100kPa。而总体上着是一种技术进步。如果配置适当，应该是Kvs值表示阀全开条件下的阻力特性。显然，设计有益无害的。但应明确它不能完全代替系统设计计算条件可按下式将Kvs换算为常用的局部阻力的水力平衡，而且还应该特别注意要在弄清楚其技因数‘A的取值见表1。术特性的基础上正确选用，以免出现形同虚设或反= 100 kPa(2)AK 而产生负面效应的得不偿失现象。表1A的取值散热器恒温控制阀来自欧洲，欧洲一般采用双DN15DN20DN25管供暖系统，两通恒温阀都属于高阻力阀门。为突A/(100 kPa/ (m3/h)2)0.010 50. 003 160. 001 22出高阻力性能和有利于水力平衡，口径一般情况下根据上述原因，单管系统如果采用低阻力两通应采用DN15，少量采用DN20，无区别地采用较恒温阀加跨越管，能够满足进流因数不小于30%大口径阀门不利于水力平衡。欧洲的供暖系统规的低阻力两通恒温阀的口径应大于等于DN20,模较小，但也提倡安装带预调功能的高阻力两通恒Kvs应大于等于3.25m/h或≤30；而且跨越管温阀，以克服较大的剩余作用压头。通路的管径一般应较散热器通路小一号。因为我国4层及以上的建筑通常采用在水力在没有强制规定设散热器恒温阀的地区，特别稳定性方面有较大优势的单管系统，为了推行恒温是总体供热量不足的工程，我认为单管系统宜采用而否定单管系统是片面的。欧洲开发和推出的手动三通调节阀。手动三通调节阀具有多种规格三通恒温阀或采用低阻力两通恒温阀加跨越管的型号，进、出和旁通三个通路断面相同，进入散热器做法，完全是针对我国的大市场！的流量可以在0～100%的范围内调节，旁通流量三通恒温阀或低阻力两通恒温阀是直接针对则相应在100%～0的范围内调节，个别散热器的单管系统的，必须有DN15，DN20，DN25甚至更调节不会影响同一串联系统其他散热器的流量。大口径的，以根据事接散热器的负荷适当选配。而且由于直通阻力较小，可以近似按照顺序式（即三通恒温阀的调节特性与手动三通调节阀不全开状态）进行设计计算，误差较小。同，水阻力仍偏大，而且即使全开时也有旁通分流问题4：什么叫做恒流量调节阀和恒压差调节阀？量。以某国外产品为例，其参数为：DN15，阀全开解答专家：恒流量调节阀是动态调节阀的种，适用无外

网压差经常会发生变动的定流量系统。在外网供 回水压差大于等于3m的条件下，在对应于一定 口径阀门的允许流量范围内，可手动设定被调节对 象的额定流量。当外网压差发生变化时，根据阀门 外的压差信号自力改变阀的开度，使包括被调节对 象的系统和调节阀在内的阻抗S值与阀门外的压 差p等比变化。由于被调节对象系统是定流量 的，系统的阻抗S值没有变化，只需要根据阀门前后 的压差信号，使调节阀本身的S值随阀门外的压差 p变化，就可以维持被调节对象的流量稳定， 恒压差调节阀是另一种动态调节阀，适用于末 端设备采用自力式温控阀或其他调节构件、需要维 持被调节对象的供回水压差基本恒定的变流量系 统。外网压差变化或被调节对象内部系统流量变 化时，压差都会发生变化。由于被调节对象系统是 变流量的，需要根据包括被调节对象系统和调节阀 在内的压差信号，改变调节阀本身的S值，维持被 调节对象的设定压差稳定。 问题5：如何正确配置恒流量调节阀和恒压差调节 阀？ 解答专家： 需要注意的是，应该针对前面所说的“外网压 差经常会发生变动”和“被调节对象内部系统流量 经常会发生变动”这两种情况配置。如果不存在这 两种情况，就没有必要配置 其中，“被调节对象内部系统流量经常会发生 变动”常以计量供热的集中系统为依据，认为用户 会为了节省供暖费而像人走灯灭那样进行行为节 能。由于建筑的热惰性，这种频繁的行为节能显然 是不合理的。我曾经有针对性地问过来我国推行 计量供热的世界银行专家，他们实行计量供热住宅

1 中国建筑科学研究院。中国建筑业协会建筑节能专业 委员会.GB50189一2005公共建筑节能设计标准 【S].北京：中国建筑工业出版社.2005 2 中国有色金属工业总公司.GBJ19一87 采暖通风与 空气调节设计规范（2001年版)[S.北京：中国计划 出版社，2001 3 北京市建筑设计研究院.JGJ31一2003体育馆建筑 设计规范S.北京：中国建筑工业出版社，2003 41 建设部工程质量安全监督与行业发展司中国建筑标

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工程设计问答°127

暖通空调HVAC2010年第40卷第9期

径≤20mm的管材壁厚不应小于1.8mm来确 定。 问题3：铝塑复合管只有对应于管径的一种壁厚， 应该怎样选择？ 解答专家： 铝塑复合管的选用，大致有两种方法： 1）根据生产厂家提供的长期工作温度和允许 工作压力，直接选择不同类别的铝塑管以及不同管 径的单一壁厚。 2）也可近似按照铝塑复合管组成中的单一塑 料材料的许用设计应力，仍根据工作压力计算出S 系列来确定壁厚，并与不同管径铝塑复合管的单 壁厚作比较，以确定是否可以满足要求。我认为按 照此种方法选用较为稳妥。 问题4：如何全面评价低温热水地面辐射供暖的利 弊得失？ 解答专家： 地面辐射供暖虽然是热舒适度最好的一种供 暖方式，但不一定能成为供暖方式的首先选择，更 不是唯一选择。这是因为任何一种供暖方式都会 有其特定的优势和弊病，应根据具体工程条件，将 所采用的供暖方式的优势充分加以发挥，尽可能减 少其弊病。 地面辐射供暖大致有以下主要优点： 1）与其他供暖方式相比，地面辐射供暖在5 个方面有较高的舒适度。 ①竖直温度场分布比较均匀。有研究资料表 明，多种供暖方式距地高度0.1m与1.7m的温 差平均值如表1所示。

表1不同供暖方式的温差比较

②有研究资料表明，在室温相同的条件下，距 地面0.05～0.15.m高度的温度较对流供暖方式

约高8～10℃，而这个高度据说是人体对冷暖的 敏感部位，因而对人体生理有益。 ③与对流供暖方式相比，空气对流减弱，有较 好的空气洁净度。 ④房间热情性较好。 ③平均辐射温度适当，可减少人体辐射散热。 2）与其他供暖方式相比，较为节能和可使用 低品位热媒。由于竖直温度分布的差别，有效区域 内温度相同时，平均温度最低；由于可减少人体辐 射散热，可在室温降低2～3℃的条件下达到与对 流供暖方式等效的舒适温度。以上两项因素综合， 节能幅度约为10%～20%。对于住宅，主要是等 效舒适温度的降低，节能幅度最高不会超过10%。 但是也有专家提出，辐射供暖使围护结构的内表面 温度升高，会增加传热损失。 地面辐射供暖可以使用低于40C的低品位热 媒，当采用地源热泵、空气源热泵或地热水梯级利 用时，是供暖末端比较合理的选择。 3）由于地面辐射供暖没有散热器、供暖立支 管等构件，有利于建筑装饰。 4）由于地面辐射供暖本身就是水平的独立系 统，有利于实施分户热计量。 5）有利于隔声和降低楼板撞击声。GB 50096一1999《住宅设计规范》规定，空气计权隔声 量应≥40dB；楼板的计权标准化撞击声压级宜≤ 75dB。一般的地面构造层是难以达到楼板的计权 际准化撞击声压级≤75dB的，只有地面辐射的构 造层才能真正达到。 6）有利于实施扩大应用塑料类管材。塑料类 管材与金属管道相比并非一定优越，但由于其生产 过程的低能耗和低污染，逐步以塑料类管材替代金 属管材是一项重要的产业政策。 7）经济比较并不占劣势。由于塑料类管材生 产的发展和市场竞争，地面辐射供暖的造价已呈 大幅度下降的趋势，已从应用初期的按建筑面积 计的100元/m以上，下降到50元/m甚至更低。 而多种质量较为可靠的散热器加上调节阀门、配件 和管道，按建筑面积计的造价，并不低于地面辐射 供暖了。 地面辐射供暖大致有以下主要弊病： 1）供暖负荷密度大的建筑.如果全部使用地

暖通空调HV&AC2010年第40卷第9期

面辐射供暖，地面温度会超标，降低舒适度。 2）需占用空间高度至少80mm，增加地面荷 载约120kg/m。 3）地面装修宜一次到位，二次装修时，易被损 坏。 4）因对热媒温度和流量的要求与其他供暖方 式不同，需设置单独的热源系统。 5）因热媒温差较小，相应流量较大，热媒输送 管道断面和输送能耗较散热器供暖系统约增大一 倍。 6）材料、施工、调试和验收程序方面困难较 多。开发建设单位片面追求低价位，材料是送检而 非随机抽样，施工现场保护难以实施，调试和验收 难以按照规范要求的程序严格实施。 例如，JGJ142一2004《地面辐射供暖技术规 程》第6.5.5条规定，“初始加热时，热水升温应平 缓，供水温度应控制在比当时环境温度高10℃左 右，且不应高于32℃；并应连续运行48h；以后每 隔24h水温升高3℃，直至达到设计供水温度， 在此温度下应对每组分水器、集水器连接的加热管 逐路进行调节，直至达到设计要求。”这个过程至少 需要12天，很难做到。 7）技术原理和设计基础资料环节仍处在认识 过程中，滞后于应用。 ①近似按照对流供暖方式计算负荷。按设计 室温降低2℃作为计算室温，或取常规计算负荷的 90%~95%。不计算设有辐射供暖地面的传热量。 ②住宅家具对地面遮挡的有效面积系数。 ③只给出了加热管公称外径为20mm、填充 层厚度为50mm、聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度 为20mm、供回水温差为10℃时的单位面积散热 量和向下传热损失数值。而且完全“忽略”了非加 热表面平均温度（AUST）的因素。 ④ASHRAE手册公式与地板表面平均温度 tPI近似计算公式，大体上只适合于非加热表面平均 温度为15℃(288K）的条件。说明这些公式并不 严密。 ③大量的研究，包括许多CFD模拟计算，都 是将非加热表面平均温度设定为与室内空气温度 相同。这样的边界条件必然使模拟计算结果与实 际工况存在较大的误差

可题1：哪些地区的住宅应该考虑配置供冷空调？ 解答专家（北京市建筑设计研究院张锡虎教授级高 级工程师，下同）： GB50096一1999《住宅设计规范》第6.4.5条 规定：最热月平均室外气温高于和等于25℃的地 区，每套住宅内应预留安装空调设备的位置和条件。 以最热月平均室外气温≥25℃的地区作为界 限，是因为根据GB50176一93《民用建筑热工设计 规范》的热工分区，夏热冬暖和夏热冬冷地区的主要 分区指标一最热月平均温度的下限是25℃。此 外，寒冷地区最热月平均室外气温也有≥25℃的， 如北京、天津、石家庄、郑州、济南和西安等。 止在修编的《住宅设计规范》（征求意见稿）将 这个界限进一步明确为除包括夏热冬冷和复热冬 暖地区以外，还应包括空调度日数（CDD26）≥90 Cd的寒冷（B)区。空调度日数（CDD26）是指： 一年中，当某天室外日平均温度高于26℃时，将 高于26℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。显 然，它比采用最热月平均温度更为科学和准确。 设计规范规定的是最低标准，正如规范对是否 配置集中供暖的规定一样，除上述地区以外的其他 地区，可以根据当地能源情况、开发建设单位对建 设费用的评估及用户对运行费用的承担能力，综合 考虑确定是否需要配置供冷空调。 《住宅设计规范》对于“应预留安装空调设备的位 置和条件”的规定，也说明是最低标准。也就是说，上 述地区的住宅当不采用集中空调系统时，至少应该预 留安装空调设备的位置和条件，即根据地区特点和可 行空调方案，综合解决好安装空调设备的供电容量、 设备位置、穿墙孔洞、预理件、电源插座、冷凝水亏流、 热量排放、噪声防治和空调器装拆等问题。 问题2：住宅空调有哪些配置方式？ 解答专家： 住宅空调首先要考虑的是冷热源配置形式，其 次才是具体的供暖空调方式。不同的冷热源配置 形式相对应的供暖空调方式大体有以下几种。 1）热源和冷源均分散的配置形式可采用：电 制冷和燃气热风相结合的户式全空气空调系统；户

暖通空调HV&AC2010年第40卷第10期

式空气源热泵型空调机组的全空气系统；户式空气 源热泵型冷热水机组的风机盘管系统；户式风冷型 冷水机和户式燃气热水炉的全空气系统或风机盘 管系统；户式燃气直燃型冷热水机组的全空气系统 或风机盘管系统：多联分体式热泵型空调系统：冷 暖型分体式空调机，或单冷型分体式空调机供冷和 户式燃气热水炉、电热供暖。 2）热源集中和冷源分散的配置方式可采用： 户式风冷型空调机组加集中热源水加热盘管的全 空气空调系统；户式风冷型冷水机组的风机盘管 （冬季可转换为集中热源或采用分别有冷却盘管、 加热盘管的风机盘管）、多联分体式单冷型制冷机 和室内机上加集中热源水加热盘管等。 3）热源和冷源均集中并实行冷热量分户计量 的住宅，如果供暖和供冷兼用，可采用风机盘管机 组、全空气系统和冷暖顶棚加新风系统。这几种方 式占用的建筑空间和造价相近。在集中冷热源确定 的条件下，户内系统可以采用上述方式中的任一种。 4）热源和冷源半集中的配置方式，主要是指水 环热泵系统，空调末端是分散的，但有集中的、常年 保持在15～35的循环水系统。包括水环热泵型 空调机组的全空气系统、水环热泵型冷热水机组的 风机盘管系统等。一般适合于体量较大、存在需要 全年供冷的内区、冬季采用热回收有节能效果的公 共建筑。要求分户实现主体能耗计量或具备水源或 地源热泵条件的住宅，也可以采用此种方式。 问题3：住宅采用供暖和供冷兼用的户式空调方式 是否合理？ 解答专家： 供暖和供冷是否兼用，应按照所在地区的气候 持点确定。其中主要影响因素是所在地区的采暖 度日数。采暖度日数（HDD18）是指：一年中，当某 天室外日平均温度低于18℃时，将低于18℃的 度数乘以1天，并将此乘积累加。采暖度日数基本 上反映了供暖周期的长短。 北京地区建设标准较高的住宅类建筑，早期较 多采用供暖和供冷兼用的户式空调方式，并认为是 比较“高档”的配置。。但是，北京地区采暖度日数高

达2699℃°d，而空调度日数仅为94℃°d（为 采暖度日数的3.5%）。如果供暖与供冷共用末 瑞设备，在长达4~5个月的冬季，用热风供暖，不 仅增大噪声，增加风机电耗，而且由于空气流速增大， 相同的室温条件下降低了平均热感觉指数(PMV)，也 会出现例如间、厨房等空间冬季如何供暖的问 题。因此，冬夏兼用末端设备的供暖空调方式已日益 不为业主所认同，业主不会认为是“高档”，而会认为 是为了节省建设费用的低档配置，许多北京地区的高 档楼盘，近年来已经摒弃了这种方式。 GB50189一2005《公共建筑节能设计标准》第 5.1.2条规定：严寒地区的公共建筑，不宜采用空气调 节系统进行冬季供暖，冬季宜设热水集中供暖系统。 对于寒冷地区，应根据建筑等级、供暖期天数、能源消 耗量和运行费用等因素，经技术经济综合分析比较后 确定是否另设置热水集中供暖系统。严寒地区由于 供暖期长，不论是从减少能耗还是节省运行费用的角 度来看，通常都是采用热水集中供暖系统更为合适。 寒冷地区公共建筑的冬季供暖司题涉及很多因素，因 此要求结合实际工程通过具体的分析比较，优选确定， 适合于公共建筑的这个原则，对住宅空调也可以借鉴。 但是，在空调度日数较大（例如CDD26>150 ℃。d）、而采暖度日数较小（例如HDD18<1000 ℃。d)的夏热冬冷地区，供冷是主要要求，则可以 考虑采用供暖和供冷兼用的户式空调方式。 问题4：住宅夏季供冷空调有哪些特点？ 解答专家： 单纯从夏季供冷角度出发，住宅如果采用户式 集中空调，就会有以下特点： 1）所有住户不可能同时使用和设定相同的空 调温度，因而会形成邻户之间的传热。由于户间传 热起的负荷，在房屋空置率（未入住或较长时间无 人居住）较高的情况下，有可能达到30W/m~以上。 2）使用的间歇性，外出时停机、回来开机后希 望较快降温。应用多年的《设计用建筑物冷负荷计 算方法》中提出过“间歇空调负荷系数”的概念，当 预冷时间”取1h时，其冷负荷的最大值可达计算 负荷的1.30倍。 3）当户内总体环境达到合适温度后，会在许 多时段内只要求部分房间连续供冷。 其结果会是：既需要根据前两个因素增加冷源 设备的总容量，又需要根据后。一个因素考虑在部分

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负荷条件下的能量调节和设备运行的高效率。根 据这些特点，除了多联分体式系统和分体式空调以 外，户式冷（热）水机组、电动制冷和燃气热风相结 合的全空气户式空调系统都很难满足部分负荷条 件下能量调节的要求。 根据上述原因，在空调度日数较大而采暖度日 数较小的严寒地区和寒冷地区，冬季供暖与夏季供 冷分别设置独立末端的优势逐渐明朗。甚至认为， 在配置独立供暖末端设备（散热器或地面辐射）的 基础上，使用周期较短的夏季供冷，一般住宅可以 考虑采用建设费用和使用费均较少的分体式空调， 而比较高档的住宅可以采用多联分体式空调系统。 问题5：如何看待单冷型和热泵型空调？ 解答专家： 在不具备集中热源、需要采用电热等户式热源 供暖的条件下，配置空调设备的节能住宅，冬季如 果部分采用空气源热泵型空调供暖，在热泵型机组 能效比较低或供热能力不足的严寒期，仍采用直接 电热，供暖费用可以降低， 例如：北京地区现行居住建筑节能设计标准规 定的居住建筑耗热量宏观指标是14.65W/m， 可以据此计算出无论采用何种能源和供暖方式，必 须为单位建筑面积提供达到最低供暖标准的有效 总热量为14.65W/m×125dX24h/d=1000 W/kW=43.95kWh/m。 按照现在北京市居民电费0.50元/（kWh）计 算，电热直接供暖的费用是22元/m。空气源热泵 型空调供暖的能效比，在非严寒期至少可以达到2 以上，部分采用空气源热泵型空调供暖，冬季的供暖 费用完全可以控制在20元/m以下。而目前城市 热网集中供暖的供暖费是24元/m，燃气、燃油或 电热锅炉房集中供暖的供暖费是30元/m。 电热直接供暖相对于集中供暖还有其他一些 优势，例如：分户能耗计量和收费的简便性、建设程 序和物业管理的简化、居住者供暖的灵活性、便于 实施室温的调节控制及可以采用低温地板辐射等 节能方式等。 在节能住宅前提和现行供暖收费制度条件下，从 供暖费用的高低出发，采用户式冷暖空调加电热缆低 温地面辐射（或户式燃气炉加散热器和低温热水地板 辐射)供暖，可能是一种既舒适、又便宜的方式。这个

暖通空调HV&AC2010年第40卷第10期工程设计问答°69°得到的数值呢？所谓“毛细管网”，也是冷（暖）辐射空调的一种解答专家：形式。采用比一般地面或顶面理埋管较细的、外径为是存在这种现象，可能是因为房间的得热量3～5mm的塑料管组成管网，或称之为“席”，用砂中，有相当一部分（如日射、人体、灯光等）是辐射浆将其抹在地面、顶面或墙面内。或预制在不同材热，可以直接和冷辐射表面进行换热。正如得热应质的天花板模块内，称之为“吊顶毛细管模块”。区别于负荷一样，进入房间的辐射热并不立即使空问题6：辐射供冷如何实现除湿？气温度上升，而是首先被各个壁面吸收。冷辐射直解答专家：接进行了这个换热过程。因此，房间冷负荷构成夏季供冷空调需要对空气进行减恰除湿。除中，辐射热所占比例较大的，冷辐射能力会增大。湿以及补充辐射供冷承担冷负荷的不足，只能依靠但是，房间冷负荷构成中辐射热所占比例不同其他空气处理手段。例如：时的冷辐射能力：还没有严密的理论计算方法。正1）配置独立新风处理系统，将新风的绝对含如地面辐射供暖的负荷计算仍沿用一般对流供暖湿量处理到低于室内设计绝对含湿量，如比室内设方式的计算方法略加修正一样，辐射供暖和辐射供计含湿量低3g/kg，取新风“送风湿差”不小于3冷的技术原理和设计基础资料环节，仍处在认识过g/kg。这样，处理后的新风除了担负新风本身湿程中，滞后于应用，尚需要通过实验和工程应用不负荷和房间内的散湿量以外，还可以担负部分冷负断探索。荷。如果新风只需要担负新风本身湿负荷和房间问题4：在冷辐射计算中，还有哪些不确定因素？内的散湿量，则有条件采用溶液除湿。如果新风还解答专家：需要担负部分冷负荷，则宜采用冷却除湿。显然，前面已经提到，计算辐射换热量时，是以“其他独立新风方式适用于热、湿负荷较小的场合，而且表面加权平均温度与室温相同”为依据的，目前的应按照承担除湿负荷确定所需最大新风量，还应该福射供暖计算也有此缺陷。实际上，在其他表面加在除湿所需最大新风量与卫生要求所需最小新风权平均温度与室温不相同时，冷或热的辐射换热量量（例如冬季）之间采取有效的变风量措施。都会发生较大的偏差。2）配置常规的空调系统，将辐射供冷设施作以室温26℃相对湿度60%、露点温度18为常规空调系统的补充。这种方式的适用场合显C、表面控制温度19℃为例，其他表面加权平均温然广泛多了。虽然只是一种补充，但也可以不同程度不同取值时的冷辐射量见表4。度地减小常规空调系统的容量，由于节能和改善房表4其他表面加权平均温度不同取值时的冷辐射量间热舒适性效果的优势，值得加以提倡。其他表面加权地面冷辐射/（W/m）顶面冷辐射/（W/m2）北京市建筑设计研究院在设计奥运篮球比赛平均温度辐射热对流热总热量辐射热对流热总热量场地五棵松体育馆的观众休息厅时就采用了与室温相等35.91.637.535.927.863.7比室温高℃41.31.642.941.327.869. 1上面的第二种方式。北京工业大学陈超教授等人比室温高2℃46.71.648.346.727.874.527. 880.0在北京某办公楼的大堂实施了地板辐射冷热联供比室温高3℃52.21.653.852.2比室温高4℃57.61.659.257.627.885.4系统改造，2009年夏季实测结果表明，在地板表面可见，当其他表面加权平均温度取较大值时，不凝露和送风系统关闭的条件下，大堂空气温度可辐射换热量会显著增大，这似平是辐射换热的一种维持在24.6～26.5℃的范围内。“自平衡”作用。问题7：应该如何合理确定辐射供冷的冷媒？问题5：冷辐射空调的具体实施方式有哪些？解答专家：解答专家：为充分发挥辐射供冷可以采用温度较高的冷所谓冷暖辐射空调，一般采用将冷（热）媒管道媒的优势，以及防止辐射供冷设施冷表面结露，应敷设于房间的地面、顶面或墙面的方式。冬天通入通过认真计算，合理确定和采取可靠技术措施控制热水形成热辐射，夏天通入冷水形成冷辐射。如果冷媒温度。是地面的冷热辐射，可称为“冷暖地面”；如果是顶而为保证独立新风处理系统或空调系统有足板的冷热辐射，可称为“冷暖顶棚"。Duinal Electronic Publish

应从提高冷源设备效率的角度，认真导求合理 的双冷源系统配置方案。 问题8：在冷暖辐射的供冷和供暖方式的应用方 面，还存在哪些需要深入研究的问间题？ 解答专家： 1）是否不宜刻意作辐射供冷的配置？ 有些工程需要设置地面辐射供暖（例如需要保 证冬季温度的高大空间），在此前提下，完全可以利 用现成的辐射供暖设施，在夏季供给适当的冷媒， 自然形成辐射供冷条件，何乐而不为呢？如果本来 不需要或不适合设置辐射供暖，而辐射供冷可以担 负的冷负荷在总冷负荷中的比例又很小时，刻意作 辐射供冷的配置，就很可能会得不偿失。 因为，配置地面、墙面或顶面的冷热辐射，需要 对建筑装饰或其他设施提出多方面的限制，甚至要 栖牲其他方面的功能，特别是建设标准较高的公共 建筑，从设计的整体往往很难完善实施。 2）有人认为：辐射供冷应位于房间上部，辐射 供暖应位于房间下部，认为如果采用地面辐射供 冷，将形成“冻脚”的不舒适感。 热气流上升、冷气流下沉，这是对流换热的 般概念，但是，难以做到同时配置供冷和供暖的两 套设施。事实上，辐射供冷或辐射供暖的传热方式 主要是辐射，直接作用于房间的各个表面。对于层 高不大的建筑，经工程实测证明，无论采用地面辐 射还是顶面辐射，供暖或供冷时室内竖直温度场分 布和各表面的辐射温度，均不会有“想当然”那样大 的差异。辐射供冷时，一般也要控制表面温度在 20℃左右，不致于会发生“冻脚”的问题。 但是，采用地面辐射还是采用顶面辐射，对供 暖量或供冷量会有较大的影响，主要是影响其中的 对流传热量部分。地面辐射的对流供暖量会大于 顶面辐射的对流供暖量，顶面辐射的对流供冷量会 大于地面辐射的对流供冷量。因此，有必要根据房

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美国空调与制冷学会（ARI).美国空调与制冷学会标 准M].中国制冷空调工业协会，国家机械工业局冷 冻设备标准化委员会，上海制冷学会，译.北京：机械 工业出版社，1999 6 黄素逸，林秀诚。叶志谨.采暖空调制冷手册[M].北 京：机械工业出版社，1995 7 赵荣义.简明空调设计手册【M]．北京：中国建筑工 业出版社，1998 81 电子工业部第十设计研究院．空气调节设计手册 .M].2版.北京：中国建筑工业出版社，1995

问题1：空调房间在哪些情况下冬季会发生冷负 荷？ 解答专家（北京市建筑设计研究院张锡虎教授级高 级工程师，下同）： 内区空调房间由于没有外围护结构向室外散 热，而只有内部人员、照明和设备等向室内散热，冷 负荷是常年发生的。 即使在严寒和寒冷地区，在外区空调房间中， 太阳辐射得热大于外围护结构散热，或者是人员密 集和内部发热量较大，外围护结构散热小于内部发 热量时，冬季也可能发生冷负荷，外围护结构特别 是窗的热工性能逐步改善之后，这种现象出现的概 率大大增加。例如，通常采用的12mm空气间隔 层中空玻璃断桥铝合金外窗的传热系数约为2.8 W/（mK），当室内外温差为30℃时，传热损失 为84W/m，而太阳辐射得热形成的负荷会远大 于传热损失。在窗墙面积比很大、可开启面积很 小、且有较多内部发热量的情况下，许多大型公共 建筑的外区空调房间，在冬季的某些时段即使不供 暖也会过热，以致冬季对公共建筑进行节能运行检 查时，发现某些建筑室温超标而实际并未供暖的现 象。 但是，外区空调房间冬季冷负荷是得热量和 外围护结构散热量的差额，具有不规则的特点， 既与房间朝向、窗墙面积比和外围护结构传热性 能等固定因素有关，更受室外温度、日射时间等 瞬变因素影响，冷负荷不是全日的，会与热负荷 交替出现 问题2：冬季空调房间冷负荷计算有什么特点？ 解答专家： 对于一般舒适性空调，冬季空调房间冷负荷计 算有两个特点。 1）用于确定所需供冷量的室内计算温度取值 宜高于冬季供暖房间的设计温度。节能设计标准 和能源管理制度对于空调房间冬季供暖温度作了 严格的限制。如果提高需要供暖房间的室内计算 温度，虽然可以改善热舒适度，但是要增加供暖热 量。1而提高需要供冷房间的室内计算温度，可以减

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程设计问答（12）

少供冷量，同时又改善了热舒适度。有资料认为， 冬季需要供冷房间的设计计算温度，办公类用房可 取24℃，商场类用房可取22℃，即可比冬季供暖 房间的设计温度高5～6℃。 即使是对于外区，由于提高了室内计算温度， 外围护结构散热量增大，与太阳辐射得热量和内部 发热量的差额减小，仍可降低所需供冷量。 2）由于冬季室外新风的含湿量很低，在需保 证室内相对湿度的场合，空调系统还要配置加湿措 施，空调房间得到的潜热是有利因素，不需要加以 消除，因此冬季的冷负荷可只计算显热，不必计算 全热。这既有利于减少所需供冷量，也可以提高房 间的舒适度。 问题3：解决冬季空调房间冷负荷有哪些主要方 法？ 解答专家： 解决冬季空调房间的冷负荷问题，首先要合理 划分时段。大致可以分为以下三个阶段： 第一个阶段，室外温度开始低于室内温度，例 如北京地区的9月或4月，冷源系统的供冷负荷 （主要是新风负荷）逐渐减少，制冷设备的主体部分 可以停止供冷运行了，但内区空调房间和发生冷负 荷的外区空调房间，大致在室外干球温度低于10 ℃、湿球温度低于5℃之前，制冷设备仍需要部分 运行供冷。 第二个阶段，当室外温度进一步降低，干球温 度低于10℃湿球温度低于5℃，开式冷却塔的 出水温度能够低于10℃时，例如北京地区的10 11月或3一4月，可以利用冷却塔为内区空调 房间和发生冷负荷的外区空调房间供冷。 第三个阶段，室外温度又进一步降低，大约室 外温度低于等于5℃时，可以采用室外新风作为 冷源。 时段的划分并不是机械的，因为在同一个时段 内，还有昼夜温差的间题，例如，在白天室外温度较 高时，冷却塔或室外新风难以提供冷源，但在夜间 则具备供冷能力。又如，白天室外温度在0℃以

就不宜运行冷却塔供冷。因此，在系统配置上，应 该具备能适应随时变换供冷运行方式的功能。 时段的划分也因地区而有所区别，例如，夏热 冬冷地区可以利用冷却塔供冷的时段会比较长，寒 冷特别是严寒地区可以采用室外新风作为冷源的 时段会比较长。 问题4：冷却塔供冷可以适合于什么场合？ 解答专家： 冷却塔供冷主要适合于采用风机盘管加集中 新风的系统，且为分区两管制或四管制的内区风机 盘管水系统，也可以适合于其他场合。 当室外温度即使降低到干球温度10℃C以 下，不仅是内区，外区也可能有供冷要求时，如果 采用室外新风供冷尚不足以满足要求，就需要继 续运行制冷设备提供冷源。因此，不论是全空气 系统还是风机盘管加集中新风系统，不论是内区 还是外区，只要存在供冷要求，经过技术经济比 较，都可以在一定的时段内利用冷却塔代替制冷 设备提供低于10℃的冷水。由于这个阶段的负 荷（特别是新风湿负荷）减少，空气处理机组、新 风机组和风机盘管都有条件采用较高温度的冷 水来满足供冷要求。 冷却塔供冷还可以在较长时段内应用于温湿 度独立控制的干工况末端，例如楼板或毛细管网冷 福射的水系统等。 利用冷却塔代替制冷设备提供冷水，配置并不 复杂。除了需要配置与制冷机相并联的换热器之 外，冷却水和冷水的循环甚至可以使用既有的、为 制冷设备配套的冷却水泵和冷水泵，只需要进行运 行模式的转换。当室外日平均温度低于0C以 后，冬季显热负荷密度较大、采用新风尚不足以满 定要求的空调房间，如果仍需要延续冷却塔供冷， 宜尽量在白天运行，而在夜间将冷却循环水收集于 设置在室内的水箱中。 有些资料将冷却塔供冷称之为“免费供冷系 统”，这种说法虽然并不确切，但利用湿球温度较低 的室外空气代替制冷机供冷，确能取得一定节能和 节省运行费用的效益。 可题5：利用室外新风作为冷源，能有多大的供冷 容量？ 解答专家： 21当室外温度低于 5.℃或低于0.℃以后,就有

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可题6：为了增大室外新风的供冷能力，风机盘管 加集中新风系统可以采用较低的送风温度吗？ 解答专家： 按照送风温差不宜大于10℃的原则，对于冬 季设计室温为22～24℃且有冷负荷的场合，送风 温度不宜低于12～14℃6℃这样的低温新风当 然不可以直接送出。需要选用扩散性能好的风口， 或者将新风接入风机盘管的出口静压箱内，与风机 盘管吸入和送出（因为有冷负荷而不加热）的室内 22～24℃回风混合后送出，就可以解决合理送风 差的问题。 可题7：空调水系统制式的选择，与应对冬季空调 房间冷负荷是什么关系？ 解答专家： 空调水系统制式可以分为两管制、分区两管制 或四管制。一般来说，所有区域同时在夏季供冷、 冬季供暖时，应采用两管制水系统。只有一些区域 需全年供冷时，宜采用分区两管制水系统。供冷和 共暖工况交替频繁或同时出现时，则需要采用四管 制水系统。可见，只有分区两管制和四管制是针对 冬季空调房间冷负荷的。 分区两管制水系统是两管制水系统的扩展， 其中一个管系实行供冷和供暖的季节转换，另一 个管系则全年供冷。分区两管制与两管制相同 之处是每枢域只有一个管系，而且空调末端设 备都只有一组空气换热器，配置和控制都比较管 吉。 四管制是供冷和供暖分别配置管系，所有空调 未端设备同时配置空气冷却器和空气加热器，当然 可以适应各种复杂情况的需要。但由于四管制的 设资费用（包括管系、末端设备、控制阀门和控制系 充）和占用空间，明显高于两管制和分区两管制， B50189一93《旅游旅馆建筑热工与空气调节节 能设计标准》规定：“应仅限于热舒适度最高的一级 旅游旅馆中采用”。GB50189一2005《公共建筑节 能设计标准》的第5.3.18条对这个问题也作了进 一步的闸明。 在一般情况下，存在明显内区时，应优先选择 只需要按照内外区划分的分区两管制。但是，对于 冬季也存在冷负荷的外区，需要交替供冷和供暖， 或者建筑中如洗浴健身场所等区域，虽然也在内 区，但室温要求高于其他内区，也需要交替供冷和

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供暖。分区两管制的区域划分，就会遇到比较难以 周全解决的复杂问题，或者只能采用四管制。因 此，在同一建筑物内，可能会需要分区两管制和四 管制的共存。 可题8：风机盘管加集中新风系统，采用普通的两 管制系统，是否也能适应各空调区域在同一时间内 分别供冷或供热？ 解答专家： 在工程设计实践中，有一些并不存在交替频繁 出现或同时出现供冷和供暖工况的建筑，只是为了 追求空调系统配置的“豪华档次”，建设单位也指定 配置四管制水系统，显然这是不合理的。据调查， 在北京地区建成的少量可以同时为空气处理设备 分别提供冷媒或热媒的四管制系统，大多只实施了 两管制系统的功能。 其实，在许多空调建筑（例如旅馆客房或一般 办公室）中，室内人员同时有不同温度要求而需要 分别供冷和供暖的时间，并不在盛夏和寒冬，主要 是在过渡季及其前后阶段。 当采用风机盘管加集中新风系统时，普通的两 管制系统也可以通过对新风的不同处理，在一定范 围内满足房间不同供冷或供暖要求。例如可以采 用下列运行方式： 在已开始供冷的阶段，如初夏或夏末，室外 空气比烩略高于室内空气比恰，新风机组可不对 新风进行减炝处理（即直接送室外新风，相当于 利用室外新风供暖），当室内人员有较低室温要 求（怕热）时，可通过房间的风机盘管机组进行减 恰处理。 在已开始供暖的阶段，如初冬或冬末，室外 空气比烩略低于室内空气比，新风机组可不对 新风进行加热处理（即直接送室外新风，相当于 利用室外新风供冷），当室内人员有较高室温要 求（怕冷）时，可通过房间的风机盘管机组进行加 热处理。 即使在盛夏和寒冬，即主体实施供冷或供暖的 价段，同样可以采用不同的新凤处理方式，如夏季 新风机组的送风温度取略高值（略高于设计室温）， 冬季新风机组的送风温度取略低值（略低于设计室 温），而室内人员可通过风机盘管对所需要的室温 进行选择和调整，也可在一定范围内满足房间不同

可题1：按照热水温度85C/60℃设计的散热器 供暖系统，为什么常常出现在最冷（即到达供暖室 外计算温度）时，实际运行水温用不着85℃/60 C就能达到设计室温了？ 解答专家（北京市建筑设计研究院张锡虎教授级高 级工程师，下同）： 确实存在这样的情况。多年前，北京市建筑设 计研究院就曾进行过实态调查测定，结果表明，北 京地区多数由城市热网或小区集中锅炉房供暖的 住宅，即使设计水温为95℃70℃当达到供暖 室外计算温度时，运行水温一般只需70℃55℃ 左右，即可保证设计室内温度。 为什么实际运行水温远低于热媒设计温度时 也可达到设计室温？主要是由于实际配置的散热 面积均不同程度地偏大于理论所需散热面积。根 据理论推导和实际工程运行验证，对于设计水温 95℃/70℃的系统，当散热面积偏大10%时，运 行水温约可降为90C/65℃；当偏大20%时，运行 水温约可降为85℃/60℃；当偏大30%时，运行水 温约可降为82.5℃/57.5℃；当偏大40%时，运行 水温约可降为80℃/55℃。由于设计保守等多种 因素，一般系统的散热面积均会偏大30%以上。 近年来的情况有过之而无不及，原因是常将热 源实际运行热媒参数作为设计条件。例如，设计前 期调查现状时得到的信息可能是供水温度只有70 C。如不作深入分析，就直接采用这样的低温参数 进行设计计算，散热器数量就会增加很多，实际运 行水温又可以进一步降低。散热器越来越多，运行 水温可以越来越低，陷入恶性循环的怪圈，成为了 一个带有一定倾向性的、但应该适当纠正的趋势。 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（征 求意见稿）第5.3.1条的条文说明中提到：“...正 在运行的绝大多数供暖系统并没有按过去的95 Q70℃热媒参数运行”，也以此作为提倡散热器 供暖系统采用“热媒温度为60～45℃”的理由。 可题2：为什么实际配置的散热面积均不同程度地 偏大于理论所需散热面积？ 解答专家：1

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整直温度偏差越大。而且当时单管式供暖系统房 间的个别调节手段还不够有效，势必有一部分房间 过热，既不舒适，又浪费能源。散热面积偏大这种 表面上着来似乎是提高设计安全度的因素，却起到 了使室温均匀性变差的负面效果。 可题4：如何确定散热器供暖系统的合理热媒设计 温度？ 解答专家： JGJ26一2010《严寒和寒冷地区居住建筑节 能设计标准》第5.3.6条规定：“采用散热器集中 采暖系统的供水温度（t）、供回水温差（△t）与工作 压力（p），宜符合下列规定： 1.当采用金属管道时，长95℃△t≥25℃。 2.当采用热塑性塑料管时，长85℃；△t≥25 C且工作压力不宜大于1.0MPa。 3.当采用铝塑复合管非热熔连接时，t≤90 C、4≥25℃"。 从各个环节节能角度综合权衡，以上规定是适 当的。根据上述标准的规定范围，我觉得应该针对 热源条件，区别确定合理的热媒设计温度。 第一以城市热网、区域性集中锅炉房或户式燃 气炉为热源的系统，考虑到需要采用热塑性塑料管 或铝塑复合管，热媒设计温度以85℃60℃为宜。 第二，采用余热、地源热泵或地热等低温热源 的系统，宜采用地面辐射或冬夏兼用的风机盘管等 作为末端设备。而以供水温度低于60℃的热水 作为散热器供暖的热媒，显然并不合理。 以散热器散热量的标准工况为比较基础，热媒平 均温度与室温的温差每降低10℃，散热器数量约需 增加20%。增加散热器数量和循环水泵动力消耗等 对节能造成的负面影响，能否从“降低供水温度·…··· 使得锅炉的热效率得以提高”中得到补偿？采用集中 热源时，“降低换热器二次水供水温度可以在保证同 样的换热量情况下减少换热面积。节省投资”，与增加 散热器两者之间熟轻熟重？是不难正确判断的。 问题5：是否需要通过降低热媒设计温度来提高锅 炉的热效率？ 解答专家： 对于高温、大温差运行的城市热网或区域性集 中热源，过多降低用户二次侧热媒设计温度并没有 多大意义。而对于供暖规模较小的锅炉房或户式 然气炉为热源的系统，降低散热器供暖系统的热媒

暖通空调HV&AC2011年第41卷第1期

你们好！ 昨天下午和晚上匆匆忙忙又浏览了一遍今年《暖通空 调》杂志第1～10期的"工程设计问答”栏目，总体感觉如下。 首先，肯定是赞美之词。这个栏目的目的性很强，就是 让业内的专家出来为大家解惑。“问答（1）”中的“编者按” 说起张教授以暖通设计中常见问题和若干新技术的合理 应用”为题为一些工程设计人员上过课，很遗憾，这么重要 的活动我们也未能参加。从10次“问答”栏自所解答的问 题来看，所涉及的内容未超出张教授上课的那20个问题， 且张教授在暖通专业的造谐很深，对问题的解答全面、具 体、透彻。这也说明《暖通空调》杂志新设的这个栏目受到 了业内读者的欢迎。这里，我也擅自代表我们这些工程设 计人员对张教授及《暖通空调》杂志社的相关工作人员表示 谢意！ 然后，是我的一些建议： 1．正如上面说的，张教授上课的内容可以分成两大类 即常见问题”和“新技术的合理应用”。但这10次“问答”好 象都在解决大家共同关心的一些问题，对新技术的合理应用 介绍得不多。现在专业内所谓的新技术”层出不穷，相关人 员在介绍这些新技未”的时候往往带有一些主观色彩、所以 急需业内的专家站在专业的角度上，客观地评价这些“新技 术”。目前，“新技术”的盲目上马现象还是存在的，特别是对 专业新人而言，面对一堆“新技术有时候真的是一筹莫展，

工程设计间答（13）

散热器数量相差悬殊的现象，加剧了系统的失调度。 因此，应该更加重视同一供暖热源系统各建筑的热媒 设计温度取值和供暖负荷计算方法的统一性。 整个集中热源系统的所有供暖建筑，如果由同 一单位设计，当然便于做到统一如果由多个单位 设计，也应协调一致。 如果在同一热源供暖的集中系统中，增建项目 所占比例较小时，应套用已建项目的计算参数。当 难以找到已建项目的计算资料时，可选择已建项目 供暖状况比较典型的不同朝向房间，按任一供暖负 荷计算方法和散热器计算参数所得到的散热器数 量，与已建项目实际安装的散热器数量进行分析比 较，确定适当的修正系数。例如，已建项目供暖状 况比较典型的北同房间，按该供暖负荷计算方法和 散热器计算参数进行计算，应装TZ46型散热器 0片，而实际安装了12片，北向房间的修正系数 可采用12/10=1.2，这样就可以按该供暖负荷计 算方法和散热器计算参数进行计算，但北向房间的 散热器数量计算值，应乘以1：2的修止系数。其 他朝向房间也按相同办法处理

所以专家站出来谈合理应用”相当有必要客观解析“新技 术”的同时也可先对这些新技术”过滤过滤。 2.纵观这10次问答的相关问题，除了“问答（4)”中 的问题1为纯粹的通风问题、“问答（10)”讨论住宅空调外， 其他问题均为供暖方面或者与供暖有关的问题，也常采用 供暖系统为例。“供暖”在目前已刊出的10次“问答”中占 了相当大的比例。我一直在思考为什么会有这种现象，是 暖通专业其他方面的问题少，还是参与“问答”的北方人士 较多。后来想想。管他是其他问题少还是北方人士多，《暖 通空调》杂志社都可以在选题上有所导向。我个人感觉，空 调的问题绝对不少。有些南方的设计单位，设计人员可能 辈子都碰不到供暖的项目。一方面这是他们在专业领域 的一种损失，另一方面，我觉得“问答”这个栏目肯定就损失 了一批读者，或者说是可能提问题的人，这批人的量是很大 的。因此，我希望《暖通空调》杂志社能邀请更多的专家（可 能真的可以按地域来考虑专家的人选），形成一个专家组来 为全国各地的暖通专业相关人员解决问题，这也能大大促 进我们国家暖通专业的繁荣和壮大， 时间实在太仓促，我就先提这些，希望对“工程设计问 答这个栏目能有所帮助。再次对你们认真负责的工作态 度表示崇高的敬意

同济大学建筑设计研究院（集团有限公司

同济大学建筑设计研究院（集团)有限公司

可题1：燃气锅炉房的通风设计，应该执行哪些规 定？ 解答专家（北京市建筑设计研究院张锡虎教授级高 级工程师，下同）： 首先应该执行GB50041一2008《锅炉房设计 规范》的规定。《锅炉房设计规范》中与通风有关的 条文主要有两条。 15.3.2条：锅炉间、凝结水箱间、水泵间和油 泵间等房间的余热，宜采用有组织的自然通风排 除。当自然通风不能满足要求时，应设置机械通 风。 15.3.7条：设在其他建筑物内的燃油、燃气 炉房的锅炉间，应设置独立的送排风系统，其通 风装置应防爆，新风量必须符合下列要求： 1锅炉房设置在首层时，....对采用燃气作燃 科的，其正常换气次数每小时不应少于6次，事故 换气次数每小时不应少于12次； 2锅炉房设置在半地下或半地下室时，其正常 换气次数每小时不应少于6次，事故换气次数每 小时不应少于12次； 3锅炉房设置在地下或地下室时，其换气次数 每小时不应少于12次； 4送入锅炉房的新风总量，必须大于锅炉房3 次的换气量。 注：换气量中不包括锅炉燃烧所需空气量。 我对上述两条规定的理解为：第一，独立建造 或贴邻民用建筑布置的地上锅炉房，可以采用自然 通风，但应该是有组织的自然通风，当自然通风不 能满足要求时，应设置机械通风。第二，设在其他 建筑物内，或虽然是独立建造或贴邻民用建筑布置 的地下和半地下燃油、燃气锅炉房，都不能采用自 然通风，应设置独立的送排风系统。 同时，应该执行GB50028一2006《城镇燃气 设计规范》的规定。《城镇燃气设计规范》中与通凤 有关的条文主要也有两条。 10.5.7条所规定的商业用户中燃气锅炉和 燃气直燃型吸收式冷（温）水机组的安全技术措施 中，包括“应有可靠的排烟设施和通风设施”和“设

暖通空调HV&AC2011年第41卷第2期

置在地下室、平地下室或地上密闭房间内时应符合 10.5.3条要求”。 而10.5.3条对设置在地下室、半地下室或地 上密闭房间通风的要求是，“应设置独立的机械送 排风系统”，对通风量有下列要求： 1）正常工作时，换气次数不应小于6次/h； 事故通风时，换气次数不应小于12次/h；不工作 时换气次数不应小于3次/h； 2）当燃烧所需的空气由室内吸取时，应满足 燃烧所需的空气量； 3）应满足排除房间热力设备散失的多余热量 所需的空气量。 我对上述两条规定的理解为：第一，燃气锅炉 和燃气直燃型吸收式冷（温）水机组设置在地上具 备自然通风条件的房间时，应有可靠的排烟设施和 通风设施，但并没有限制一定要设置独立的送排风 系统，没有《锅炉房设计规范》那样严格；第二，设置 在地下室、半地下室或地上密闭房间内时，应设置 独立的机械送排风系统。这和《锅炉房设计规范》 一致，但换气次数一律规定为正常工作时的不应小 于6h‘，而没有区分为“半地下或半地下室”和 地下或地下室”，对地下或地下室，没有《锅炉房设 计规范》那样严格；第三，提出了“不工作时换气次 数不应小于3次/h”，比《锅炉房设计规范》只强调 止常换气次数，更看眼于燃气安全，因此通风系统 的设计，也应考虑锅炉停止运行期间的不间断连续 通风。 其次，可以参照《全国民用建筑工程设计技术 措施暖通空调。动力》4.4.4条对“锅炉房、直燃 溴化锂制冷机房（简称直燃机房）的通风”要求： 1锅炉间、直燃机房、水泵间、油泵间等有散发 热量的房间，宜采用自然通风或机械排风与自然补 风相结合的通风方式；当设置在地下或其他原因无 法满足要求时，应设置机械通风。 2锅炉房、直燃机房以及与之配套的油库、日 用油箱间、油泵间、燃气调压和计量间，宜设置各自 独立的通风系统，事故排风机应采用防爆型并应由 消防电源供电，通风设施应安装导除静电的接地装

3锅炉房、直燃机房及配套用房的通风量应按 以下确定： 1）当设置在首层时，··燃气锅炉间、燃气直 燃机房的正常通风量应≥6次/h换气，事故通风 量应≥12次/h换气； 2）当设置在半地下或半地下室时，锅炉房、直 然机房的正常通风量应≥6次/h换气，事故通风 量应≥12次/h换气； 3）当设置在地下或地下室时，锅炉房、直燃机 房的通风量应≥12次/h换气： 4）锅炉间、直燃机房的送风量应为排风量与 然烧所需空气量之和。 《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调。 动力》，基本上是对《锅炉房设计规范》的引用，仅有 少量的补充。因此，仍应以《锅炉房设计规范》和 城镇燃气设计规范》的规定作为燃气锅炉房的通 风设计的基本依据。 问题2：按照《锅炉房设计规范》的规定，燃气锅炉 房设置在首层、半地下或半地下室时，其正常换气 次数每小时不应少于6次，而设置在地下或地下 室时，为什么其换气次数需要加倍为每小时不应少 于12次？ 解答专家： 《锅炉房设计规范》15.3.7条的条文说明解 释为：“半地下（室）燃油燃气锅炉房由于进、排风条 件比地上的条件差，锅炉房空间内可能存在可燃气 体，换气量相应提高”，而“地下（室）燃油燃气锅炉 房由于进、排风条件更差”。 所以门窗标准规范范本，规范或标准只能做到宏观的相对合理 性，不见得每个数字都有充分严密的理论依据，应 该理解为出于安全考虑对最低要求的硬性规定。 而15.3.7条的条文说明中“锅炉房空间内可 能存在可燃气体，因此，送排风系统应与建筑物送 排风系统分开独立设置，且送风量应略大于排风 量，使锅炉房空间维持微正压条件”的说法，其中 送排风系统应与建筑物送排风系统分开独立设 置”是对的，“送风量应略大于排风量，使锅炉房空 间维持微正压条件”则是不对的，既然“空间内可能 存在可燃气体”，怎么可以因“维持微正压”而使可 能存在的可燃气体蔓延到其他空间呢？ 可题3：在按照上述几。个规范性文件进行设计时，

暖通空调HV&AC2011年第41卷第2期

图7冷却塔辅助供热量随室外空气温度的变化

此，在自前设计状态下，加天冷却塔风机风量使 其满足优化状态下的水气比，可以在很大程度上 延长过渡季节冷水机组供热时间，达到建筑节能 的具的。

4.1通过对冷却塔进行仿真，分析了其在过渡季

节的辅助供热量，得出当室外空气温度达到10.5 C，相对湿度为60%，进水温度为0C时，冷却塔 的供热量达到45kW，满足室内供热要求，且此时 无潜热交换。

电缆标准4.2冷却塔在夏季运行和冬季运行时换

同但主要热量来源不同，因此优化水气比亦不相