高层建筑采暖特点分析

高层建筑采暖特点分析

随着国民经济的发展，高层建筑建设已经取得了很大的进步，人们在生活中对房屋使用功能的要求继续增加。采暖作为建筑工程功能发挥的主要方式，其在施工工艺和方法逐渐增多的同时，各种施工问题和质量隐患也逐渐显现。本文通过比较目前常见的采暖问题进行分析和探讨，比较其使用的优劣势。

标签：高层建筑;采暖;问题;思考

1.我国高层建筑采暖现状

自上世纪八十年代以来，中国建筑业发展迅速，民用建筑发展更是十分迅速。目前，建筑工程一年左右就可以建成17万至18万平方米，尤其是在经济快速发展的新时代，高楼大厦随处可见，是城市化发展的主要标志。但就目前的供暖工程而言，多数高层建筑物由于受到条件、技术和自然环境等因素的限制而不得不采用原来底层供热系统来进行供暖。在这种社会现状下，供暖压力存在着明显的不足，带来了供暖效果不佳的隐患。一般情况下，针对这些问题，如果原来的供暖面积较小，则可以采用对炉房以及锅炉设备进行更换，使得其能够满足新的供暖系统需求;如果是供暖面积较大，则需要采用新的建筑采暖工程标准来进行更改和改造，使之能够满足新的压力需求。在当前社会中，这些现象是最为普遍的采暖隐患之一，也是高层建筑工程中的主要采暖改进要点。

根据我国的现有规定，高层建筑是指10层和10层以上的住宅建筑和高度超过24米公共建筑和集成架构。随着国内经济的快速发展，周围高楼大厦如雨后春笋般拔地而起。高层建筑的大量出现给人们的生活和工作带来了良好的舒适性、方便性，并为城市建设节约了大量的土地面积，但它的设计与施工难度都远比普通多层建筑要高很多。在这里，我们将对高层建筑的采暖系统的一些特点进行简要的分析，并提出一些解决措施。高层建筑采暖系统设计需要考虑的特点：

2.关于围护结构的传热系数

建筑围护结构组成（屋顶、墙壁、地基、保温材料、密封材料、门和窗户、遮光设施）设计对建筑能耗、环保性能、室内空气质量和用户的视觉和热舒适零部件根本性的影响。围护结构的传热系数与围护结构的材料、材料的厚度以及内外表面的换热系数有关。在上述因素中，围护结构外表面的换热系数取决于外表面的对流放热量和辐射放热量。

户外风力从地面到天空逐渐增加。对于高层建筑来说，上半部分的户外风速较大，所以顶端部分的外表面的对流传热系数也大。此外，由于高层建筑周围没有其他的建筑遮挡，所以，高层建筑不断向天空辐射热量。因此高层部分外表面辐射放热的增加不可忽视。由于高层部分外表面对流换热系数加大，并且辐射放热量也增加，所以增大了高层部分围护结构的传热系数。

3.关于室外冷空气的进入量

室外风速随高度的增加以外，风压也不断增加，这就增加了外界冷空气的渗透量。冷空气从迎风面缝隙渗入，并从背风面缝隙排出，为了不使迎风面房间温度过低，必须将渗入的冷空气加热，这就加大了高层部分的热负荷。冬季高层建筑物内热外冷，使得室外空气经建筑物下部出入口（或缝隙）进入建筑物，而后通过上部各种开口排出，这种在热压作用下的空气流动，当高度越来越高，室内外温差越大时，就会使更多的室外空气流入建筑物，这种作用增大了高层建筑物下层部分的热负荷。

4.高层建筑采暖外网的连接问题

高层建筑采暖外部网络连接的问题主要出现在中国的北方城市。目前，大多数城市主要用于建筑的采暖系统多是中央供暖系统，而在冬季供热采暖也主要由城市管网供热。随之也近年来高层建筑的飞速发展，各大城市建设力度蓬勃兴起，高层建筑的采暖需求和现有城市热网供暖的配套问题越来越突出、越来越明显，严重影响了建筑的供暖质量。因此，就目前的工程项目施工分析，其主要的工作重点在于解决现有城市供热网压力和温度都较低的情况下引发的问题。

目前高层建筑施工过程中建设的主要途径是提高设计流程和施工质量，同时在施工中加强监督和管理，从而提高效率和工程质量。不仅对于目前的高层建筑的供热系统有着缺陷和不足，并且在其技术、工艺分析和应用上，仍存在一些问题。目前的供热系统中，常见的工程形式有：双水箱分层式、热交换器隔绝分层式、单双管混合式、双线式等几种形式，各种形式的优点也特别明显，但在具体工程的使用上却也受到种种条件的限制，都有不尽人意之处，难以满足急剧增长的高层建筑的采暖需求。探索新的解决北方城市高层建筑采暖系统形式是有益的。现就上述几种采暖方式及其优缺点进行分析比较如下：

（1）热交换器隔离分层系统：在一定范围内可避免高层出现较低的静压力水平的现象，而且，还可以确保相关底层驱散器造成的超压现象，但是其对于热网水温要求较高，必须要在设计中高于用户预定水温。该建筑所处的热网温度显然是满足不了要求的。另外，热交换器的价格较贵，占用空间大。系统较为复杂，会增加造价。

（2）双线式或单双管混合式：虽然结构简单。造价低，但高层区静水压力对低层区散热器的影响依然存在。

（3）双层箱隔绝分层式：供回水温度虽然没有特别限定，但在建筑物顶部设置一个水箱和两个保温水箱，系统受氧腐蚀严重，寿命较短，后续维护费用较高，且浪费建筑面积，增加建设费用。

5.室內热负荷特点

在其他国家，由于高层建筑通常使用的幕墙，虽然它传热系数比传统的结构

可以更小，但比传统的建筑物，它的热容量要小得多，从而使得高层建筑物室内的蓄热能力大为降低，在室外气温及太阳辐射变化时，便使房间的供暖热负荷迅速变化。

高层建筑采暖所采取的措施：

（1）为了减少风压力所造成的室外空气渗透量，应尽量减少窗缝长度和提高窗缝密闭性，例如，采取单扇窗口并且窗缝之间的橡胶密封垫安装等。风压和热压造成的空气流动，使室外空气主要经底层大门进入建筑物。为了避免门厅部分温度过低，通常将底层大门做成双层门，旋转门，在门外加一个深度适当的门斗或者加装空气幕。冷空气进入建筑物后，沿楼梯间上升，经上层房间的窗缝或其他开口排至室外。因此在楼间通向走廊的地方应设置常闭的内门，如弹簧门、自动门等。（2）宜将供暖系统按朝向分区，并且在每区的供暖系统中加装室温控制装置。

（3）如果高层建筑热水采暖系统中，由于较低的散热器只能承受一定的静水压力，从而限制了系统的高度，这使得高层建筑热水采暖系统必须垂直划分。在建筑物的底部，供暖系统与热水管网直接连接，混合设备可用混水器，也可用水泵。在高层部分，供暖系统则通过水-水加热器与热水热力管网间接连接，用这种方法吧上、下两个系统分开，使最下面的散热器所承受的静水压力与层系统无关。水-水加热器，水泵等设备均可设置在辅助房间内。这个房间可布置在建筑物的中间层，也可布置在建筑物的底层，这要视具体情况而定。通常将采暖设备、空调设备、给水排水设备和电气设备等的机房设备均放在同一层内，它可占去这一层楼的大部分面积。这一层楼就叫设备层。设备层比标准层高，其高度大约是标准层的1.6倍。对于旅馆之类的高层建筑物，各种机房所占的面积大约是总建筑面积的4%～7%。在高层建筑中，除了用地下层或顶层作为设备层以外，也有必要在中间层和最上层设设备层，一般认为每10～20层设一设备层最好。供暖系统可用锅炉也可用室外热力管网作为热源。

（4）高层建筑如使用蒸汽加热系统，该系统的高度就不会受到限制。但通常不在高层建筑使用高压或低压蒸汽加热，因为高压或低压蒸汽加热系统除了散热器表面温度过高，不符合卫生要求，并且只能用間歇工作的方法调节散热器的散热量，这就会造成室温在较大的范围内波动。但在高层建筑中，可用真空蒸汽采暖系统，它的高度既不受限制，也没有蒸汽采暖系统在卫生及调节方面的缺点。在采用真空蒸汽供暖系统时，不仅要使系统内保持真空，而且要用改变真空度的办法来调节散热器的散热量，这就要求系统严密不漏，并需要保持真空的自控设备。

6.总结

总之，高层建筑楼层多，使用人员大多不同，设备具有复杂性，使得一些特点——高层建筑的采暖系统具有不同于传统多层建筑的若干特点——往往容易被忽视的设计师，希望这可以为我们的设计人员提供一些有价值的参考。