隨著城市建設的發展,綠色節能、環境優美、功能齊全的新建住宅小區如雨后春筍般涌現,而20世紀落成的老舊小區受其建設年代條件的限制,規劃建設年代早,建設標準低,不同程度地存在外觀破敗零亂、公用系統年久失修、節能效果差、供暖能耗高等問題,已無法滿足綠色宜居、環境優美的生活要求。老舊小區作為城市的有機組成部分,經歷了城市變遷,通過綜合整治使老舊小區舊貌換新顏成為民生工程的一項重要工作。老舊小區戶內供暖系統設計建設年代久遠,系統形式老舊,與當前的供暖系統大有不同,為盡量避免對主體結構和住戶生活造成影響,戶內供暖系統改造需要結合原系統特點進行合理設計,以確保整治工程的質量和供暖效果。
對室內供暖系統進行改造前應通過資料査閱、現場查勘和測試等方式進行供暖系統診斷。
應査閱的相關資料如下:
1)建筑物的設計施工圖、計算書和竣工圖;
2)建筑裝修改造設計資料;
3)歷年修繕資料;
4)供熱供暖系統運行記錄。
應對下列內容進行現場査勘:
1)屋面結構形式,保溫隔熱構造及厚度,使用現狀等;
2)墻體結構形式及厚度,保溫隔熱構造及厚度等;
3)外窗型材種類及開啟方式,玻璃結構,陽臺封閉情況,使用現狀等;
4)室外管網系統形式、使用現狀、維修改造情況、水力平衡情況等;
5)室內供暖系統形式、使用現狀、住戶自行更換散熱器情況、住戶對供暖質量的評價等。
通過對改造前供暖的系統診斷,設計人員應明確建筑物概況、圍護結構的現狀與熱工性能、該室內供暖系統的形式、熱媒參數、能耗與管網運行情況、室內熱環境,從而結合現代供暖系統設備、閥組等技術手段的特點完成節能潛力分析、改造建議以及改造技術經濟性分析。
老舊小區內居住建筑常見為多層建筑或平房,其中7層以下的建筑室內供暖系統多采用上供下回單管順流式熱水供暖系統或下供下回雙管系統,7層以上多采用上供下回單雙管系統,個別高層建筑釆用分區設置的上供下回單管順流熱水供暖系統。單體內大多不設置熱力入口,僅在進單體的熱力管線處設置閥門井。
3.1計算
確定改造措施前,應對供暖系統水力條件、室內散熱器片數進行復核計算,通過計算明確室外供熱管網的水力平衡情況,各單體資用壓差、最不利環路阻力,室內供暖系統水力平衡情況,供暖計算熱負荷及散熱器設計工況散熱量等參數。
當室外供暖系統熱力入口沒有加裝平衡調節設備,導致建筑物室內供熱系統水力不平衡,并造成室溫達不到要求時, 應改造或增設調控裝置。室內供暖系統散熱設備的散熱量不能滿足要求時,應增加或更換散熱設備。
3.2熱力入口改造設計
根據室外供熱管網的運行特點和室內供暖系統控制調節特點,熱力入口所增設的平衡調節設備也應有所不同,具體如下:
1)同一供熱系統的建筑物內均為定流量系統時,宜設置靜態平衡閥;
2)同一供熱系統的建筑物內均為變流量系統時,供暖入口宜設自力式壓差控制閥;
3)當供熱管網為變流量調節,個別建筑物內為定流量系統時,除在該建筑供暖入口設自力式流量控制閥外,其余建筑供暖入口還應采用自力式壓差控制閥;
4)當供熱管網為定流量運行,只有個別建筑物內為變流量系統式,若該建筑物的供暖熱負荷在系統中只占很小比例時,該建筑供暖入口可設靜態平衡閥;若該建筑物的供暖熱負荷所占比例較大會影響全系統運行時,應在改供暖入口設自力式壓差旁通閥;
5)當系統壓差變化量大于額定值的15%時,室外管網應通過設置變頻措施或自力式壓差控制閥實現變流量方式運行,各建筑物熱力入口可不再設自力式流量控制閥或自力式壓差控制閥,改為設置靜態平衡閥;
6)建筑物熱力入口的供水干管上宜設兩級過濾器,初級宜為濾徑3mm的過濾器;二級宜為濾徑0.65~0.75mm的過濾器,二級過濾器應設在熱能表的上游位置;供、回水管應設置必要的壓力表或壓力表管口。
每棟建筑物熱力入口處應安裝熱量表。對于用途相同、建設年代相近、建筑物耗熱量指標相近、戶間熱費用分攤方式一致的若干棟建筑,可統一安裝1塊熱量表。
熱力入口應考慮設在單體內的專用小室中,優先考慮在單體的地下室或管道夾層中設置單獨的房間。當單體沒有地下室且進線位置沒有獨立空間設置小室時,可以考慮在室外設熱力入口井或沿外墻設置室外熱力閥組箱。
3.3戶內供暖系統改造設計
原供暖系統為垂直單管順流式系統時,應改為垂直單管跨越式系統,每組散熱器的供水支管應設低阻力兩通恒溫閥+跨越管(見圖1)或低阻力三通恒溫閥(見圖2)。
由于在原有系統中增加了跨越管,設計時必須要考慮散熱器進流系數a對散熱器的散熱量及溫控閥的調節特性的影響,必須保證通過散熱器的流量大于原來流量的30%。當連接散熱器支管管徑DN20mm,跨越管管徑DN15mm時,散熱器進流系數a=0.39;連接散熱器支管管徑DN25mm,跨越管管徑 DN15mm時,散熱器進流系數a=0.48;連接散熱器支管管徑垂直跨越管系統DN20mm,跨越管管徑DN20mm時,散熱器進流系數a=0.25;
連接散熱器支管管徑DN25mm,跨越管管徑DN20mm時,散熱器進流系數a=0.32??梢?,在常用的立管管徑設置范圍內,跨越管比連接散熱器支管管徑小一號或小二號時,能滿足進流系數不小于0.3。
原散熱器供暖單雙管系統進行改造后仍釆用單雙管系統,在散熱器供水支管上設低阻力三通恒溫閥,如圖3所示。
供暖系統保留單雙管供暖的形式,相比改為雙管系統加高阻力恒溫閥的例t系統,更有利于避免垂直水力失調,同時不需要在現有住戶內的樓板上增開套管孔洞,對住戶的影響較少。
原垂直或水平雙管系統應維持原系統,每組散熱器的供水支管應設高阻力兩通恒溫閥,如圖4所示。
由于高阻力恒溫兩通閥本身的阻力特性可以有效地緩解垂直雙管系統的豎向水力失調問題,使得改造后的供暖系統水力平衡情況得以改善,選用時宜采用有預設阻力功能的恒溫閥。
熱量表的選用應根據設計供熱負荷流量的80%作為選用依據,不應根據熱力管網進線管徑確定熱量表口徑,熱量表應定期檢定。熱量表前后的直管段應滿足設計安裝要求,以保證熱量表正常工作。
水力平衡裝置安裝位置、前后直管段、方向、附件應滿足產品說明書要求。水力平衡類閥門的安裝應考慮調試、測量及維護的要求,預留相應空間。閥門的手輪、測孔等不應被遮擋。
更換散熱器時,散熱器表面涂非金屬耐熱涂料;散熱器安裝前應分組試壓。
室內供暖系統應設置性能可靠的室溫控制裝置,每組散熱器的供水支管應設散熱器恒溫閥。散熱器恒溫閥產品性能應符合現行行業標準JG/T195-2007《散熱器恒溫控制閥》的規定。散熱器恒溫控制閥閥體的施工安裝應符合下列要求:
1)溫包內置式散熱器恒溫控制閥應水平安裝;
2)應使用專用工具連接恒溫控制閥閥體活接頭和散熱器供水支管;
3)閥體上箭頭所指示方向應與水流方向一致;
4)閥體軸心線應與所在管道的軸心線重合。
對于增設跨越管的垂直單管順流系統,當戶內空間不足以安裝跨越管時,則需經建設單位及住戶同意后取消該處恒溫閥的設置,嚴禁出現只設置兩通恒溫閥而不設跨越管的情況,以免影響下游住戶供暖。
室內供暖系統施工安裝完成后應進行水壓試驗及調試,水壓試驗應符合設計和國家標準GB50242—2016《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》中的相關要求。
室內供暖系統無排氣裝置時,應加裝自動排氣閥。
老舊小區綜合整治時應結合室內供暖系統的原狀進行改造,在系統中設置水力平衡控制裝置和分室溫控裝置,改善供熱效果的同時減少能耗。
1)應對原供暖系統的水力條件、供熱能力進行復核計算。
2)應在各單體系統加裝平衡調節設備,根據管網運行特性和戶內調節特點選用不同的平衡閥。
3)原供暖系統為垂直單管順流式系統時,應改為垂直單管跨越式系統,每組散熱器的供水支管應設低阻力兩通恒溫閥+跨越管或低阻力三通恒溫閥。原散熱器供暖單雙管系統進行改造后仍采用單雙管系統,在散熱器供水支管上設低阻力三通恒溫閥。原垂直或水平雙管系統應維持原系統,每組散熱器的供水支管應設高阻力兩通恒溫閥。
4)原單管順流式系統釆用低阻力兩通恒溫閥+跨越管的設計時,跨越管應比散熱器支管小一號,嚴禁不設跨越管或在跨越管上設關斷閥。