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山地型小區(qū)供暖外網(wǎng)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析與探討

2008-03-25 09:32    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  經(jīng)過(guò)有關(guān)專(zhuān)家、部門(mén)的論證審批,野外型住宅、鄉(xiāng)村型住宅、山地型住宅等一大批具有自然特色的住宅小區(qū)應(yīng)運(yùn)而生,山地型住宅小區(qū)成為現(xiàn)代住宅小區(qū)發(fā)展的一個(gè)方向。文章結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)山地型小區(qū)供暖外網(wǎng)熱源的選擇、管線的布置方式、系統(tǒng)定壓等問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析,給出了可行的設(shè)計(jì)。

  隨著社會(huì)的發(fā)展,城市人口的增加,城市建設(shè)用地的減少,在多山的城市如大連等地,建設(shè)山地型小區(qū)不可避兔;另外隨著環(huán)境污染的加劇,崇尚自然、回歸自然成為人們物質(zhì)和精神追求的一個(gè)目標(biāo)。經(jīng)過(guò)有關(guān)專(zhuān)家、部門(mén)的論證審批,野外型住宅、鄉(xiāng)村型住宅、山地型住宅等一大批具有自然特色的住宅小區(qū)應(yīng)運(yùn)而生,山地型住宅小區(qū)成為現(xiàn)代住宅小區(qū)發(fā)展的一個(gè)方向。下面就以筆者設(shè)計(jì)的吉林市運(yùn)河里住宅小區(qū)為例,談一談山地型住宅小區(qū)的供暖外網(wǎng)設(shè)計(jì)。外網(wǎng)設(shè)計(jì)可分為熱源與管網(wǎng)兩大部分,下面分別予以說(shuō)明。

  1、熱源

  熱源的選擇應(yīng)根據(jù)中心城市供熱條件、小區(qū)周?chē)h(huán)境條件、小區(qū)內(nèi)部設(shè)施條件、投資情況等綜合確定。通常可按照以下順序選擇熱源:

 、俪鞘袩峋W(wǎng);

  ②集中供熱鍋爐房,可分為電熱型、燃?xì)庑、燃油型、燃煤?種;

  ③新型能源,如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能等。

  1.1 城市熱網(wǎng)供熱

  當(dāng)小區(qū)在城區(qū)附近(1~2km),且城市熱網(wǎng)條件較好,那么利用城市熱網(wǎng)作為供暖熱源應(yīng)是第一選擇。它的優(yōu)點(diǎn)是熱源穩(wěn)定,初投資較小,運(yùn)行管理簡(jiǎn)單,對(duì)自然環(huán)境影響小,環(huán)保價(jià)值高。它的不足之處是缺乏熱水供應(yīng),適合于標(biāo)準(zhǔn)較低的住宅小區(qū),如果小區(qū)標(biāo)準(zhǔn)較高,就要考慮加設(shè)換熱泵房或熱水供應(yīng)鍋爐房。

  供熱泵房一般設(shè)置在山下,便于熱源接設(shè)、設(shè)備的運(yùn)輸和安裝、小區(qū)的物業(yè)管理等;內(nèi)部設(shè)備一般包括計(jì)量設(shè)備、循環(huán)水泵、定壓裝置、換熱器(可選)、升減壓裝置(可選)及水處理設(shè)備(可選)等。

  1.2 集中供熱鍋爐房

  當(dāng)小區(qū)距城區(qū)較遠(yuǎn),或不具備與城市熱網(wǎng)接設(shè)的條件時(shí),應(yīng)設(shè)集中供熱鍋爐房。它的特點(diǎn)是內(nèi)部設(shè)置靈活,可提供熱水,不足之處是初投資較大,運(yùn)行管理較復(fù)雜。鍋爐房根據(jù)燃料類(lèi)型可分為電熱、燃?xì)、燃油、燃?種,從環(huán)保角度看電熱最好,燃?xì)、燃油次之,燃煤最差;從投資和運(yùn)行費(fèi)用角度看,電熱、燃?xì)、燃油較高,燃煤較低,一個(gè)供暖季能耗費(fèi)用燃煤僅為其它形式的正巧左右,所以,通常情況下宜選用燃煤型鍋爐房,以節(jié)省初投資和降低運(yùn)行費(fèi)用。如果在風(fēng)景名勝地區(qū)、旅游療養(yǎng)勝地,建議選擇電熱型鍋爐,它污染小,自動(dòng)化程度高,缺點(diǎn)是受電力條件限制及電能無(wú)法儲(chǔ)備,但在未找到新能源之前它是最好的熱源形式;由于燃?xì)、燃油和燃煤鍋爐房在消防和燃料存儲(chǔ)方面存在較多的問(wèn)題,應(yīng)盡量少選,非選不可時(shí)應(yīng)解決好消防和燃料存儲(chǔ)等問(wèn)題,并應(yīng)與消防部門(mén)溝通,簽署有關(guān)協(xié)議。

  在選用鍋爐房設(shè)備時(shí),應(yīng)盡量選用環(huán)保型設(shè)備,如低噪聲風(fēng)機(jī)、低噪聲水泵、脫硫型除塵器等,在社會(huì)環(huán)保意識(shí)逐步增強(qiáng)的形勢(shì)下,環(huán)保應(yīng)成為設(shè)計(jì)的首要任務(wù)之一。另外還要與建設(shè)單位(開(kāi)發(fā)商)做好設(shè)備選型的協(xié)商工作。

  1.3 新型能源

  新型能源的使用,在我國(guó)仍處于試驗(yàn)階段。比較典型的新型能源有太陽(yáng)能、地?zé)崮、風(fēng)能。在我國(guó)華北和西北的大部分地區(qū),日照時(shí)間長(zhǎng),太陽(yáng)輻射照度高,對(duì)于太陽(yáng)能的利用有著充分的自然條件,很多科研機(jī)構(gòu)和高等院校已對(duì)其進(jìn)行了一定的研究,并取得了較好的進(jìn)展。這些能源形式由于受技術(shù)條件、地區(qū)條件、地理?xiàng)l件、投資條件的限制和影響較大,只能在局部地區(qū)、局部范圍內(nèi)使用,無(wú)法大面積推廣使用,但其優(yōu)越的環(huán)保價(jià)值、低廉的運(yùn)行費(fèi)用已得到國(guó)家有關(guān)部門(mén)的充分重視,相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)一定會(huì)作為主要的能源形式的。

  2、管網(wǎng)設(shè)計(jì)

  2.1 管道敷設(shè)

  山地型小區(qū)地質(zhì)條件一般比較復(fù)雜,各用熱點(diǎn)之間高差大,管道的敷設(shè)方式根據(jù)具體情況大致可分為3種:架空、直埋和地溝。

  在通常情況下,如果小區(qū)地面和道路規(guī)劃比較好,房屋附近較平整,宜設(shè)置供暖地溝,且應(yīng)采用通行地溝,以便于管道安裝、檢查和維修。一般情況下可采用階梯狀地溝與豎井相結(jié)合的形式。筆者設(shè)計(jì)的運(yùn)河里小區(qū)位于半山坡,總面積 10萬(wàn)㎡,供熱鍋爐房位于山腳下。小區(qū)內(nèi)住宅高低錯(cuò)落,地質(zhì)條件變化復(fù)雜,并且道路縱橫交錯(cuò)。設(shè)計(jì)中針對(duì)落差大(相鄰兩樓高差5~7rn)、樓距近、道路窄 (兩樓間包括道路距離 12 m)等具體問(wèn)題,借鑒了排水落差井的原理,采用了階梯式爬坡、單雙層管道豎井相結(jié)合的形式,即管道整體呈階梯狀上升,管道翻身處設(shè)單層豎井,高低連接、橫過(guò)道路處,根據(jù)情況設(shè)單層和雙層管道豎井,即出戶(hù)處設(shè)第一層豎井,管道翻身、橫過(guò)道路后再設(shè)第二層豎井,然后翻身人戶(hù),使得管道能夠順利通行。

  架空敷設(shè)一般用于以下情況:

 、俣嘤甑貐^(qū),地下水位高,采用有效防水措施經(jīng)濟(jì)上又不合理時(shí);

 、跐裣菪源罂淄粱蚓哂休^強(qiáng)腐蝕性地段;

  ③不影響道路通行;

 、軌毫Υ笥2.2 MPa,溫度大于等于350℃的蒸汽管道;

 、荻酒骄鶜鉁剌^高(一5℃左右)地區(qū);

 、薜匦螐(fù)雜、標(biāo)高差較大、土石方工程量大或地下障礙很多且管道種類(lèi)較多時(shí)。

  架空敷設(shè)的優(yōu)點(diǎn)是投資省,管道受地形影響小,架設(shè)方便;缺點(diǎn)是美觀性差,熱損失大,在寒冷地區(qū),尤其是高寒山地極易發(fā)生凍害,設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意。

  直埋敷設(shè)應(yīng)盡量少采用,因?yàn)椋?/p>

 、偕降氐牡刭|(zhì)條件復(fù)雜,原土及回填土層強(qiáng)弱不均,沉降不均;

 、诠艿阑A(chǔ)不易處理,特別是爬坡段及上下翻身處;

 、蹘r層區(qū)埋深無(wú)法保證。

  在土壤地質(zhì)條件比較好的地方,可酌情采用。

  2.2 系統(tǒng)水力平衡

  系統(tǒng)水力平衡是決定供暖效果好壞的關(guān)鍵因素。由于山地型小區(qū)各熱用戶(hù)地勢(shì)高低不一樣,對(duì)供水溫度、壓力的要求可能也各有不同,因此在設(shè)計(jì)階段必須繪制熱水網(wǎng)路的水壓圖,用以全面地反映熱網(wǎng)和各熱用戶(hù)的壓力狀況,并確定保證能使其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)措施。同時(shí),在實(shí)際運(yùn)行中,還可以根據(jù)網(wǎng)路實(shí)際的水壓圖全面地了解整個(gè)系統(tǒng)的壓力狀況,分析和解決運(yùn)行中的問(wèn)題,保證安全運(yùn)行。

  在具體設(shè)計(jì)中可按以下幾條原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

  ①系統(tǒng)可采用枝狀管網(wǎng)異程系統(tǒng),以節(jié)省投資,原則上采用1~2條主干線;

 、谥鞲删設(shè)計(jì)比摩阻一般可采用400~800Pa/m;

 、壑Ь宜采用同程式系統(tǒng),以確保末端熱用戶(hù)有足夠的資用壓力;

  ④干線、支線應(yīng)按允許壓降確定管徑,但熱水流速不宜大于3.5 m/s;

 、菝織l支線間平衡壓差不宜超過(guò) 10%,否則在壓力不足或供熱溫度較低的情況下,山頂用戶(hù)供暖將會(huì)受到影響;

  ⑥如果個(gè)別支線難以平衡,可以考慮在各支線和用戶(hù)熱力人口加設(shè)調(diào)節(jié)裝置。

  在運(yùn)河里小區(qū)中,主干線的長(zhǎng)度約 800 m,最大管徑為DN350.為了保證供熱效果,經(jīng)反復(fù)比較確定了“一干帶三支”的系統(tǒng)平衡方案,每條支管線的長(zhǎng)度在350~400 m之間,支線管徑確定在DN125~15O之間。為了更好地保證供熱系統(tǒng)的水力平衡,在外網(wǎng)中采用了一種新設(shè)備——水暖人口平衡問(wèn),它集關(guān)閉、調(diào)節(jié)、除污于一體,有效地保障了外網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。實(shí)踐證明,該方案的施行使得小區(qū)取得了良好的供暖效果。

  2.3 系統(tǒng)定壓

  2.3.1 當(dāng)采用城市熱網(wǎng)熱源時(shí),其系統(tǒng)定壓(通常為0.35~ 0.4MPa)一般不能完全滿(mǎn)足小區(qū)的定壓要求,因此對(duì)于高差較大的小區(qū),其供暖系統(tǒng)的定壓可仿照高層建筑的定壓形式,即采用雙水箱分層式供暖定壓系統(tǒng),整個(gè)小區(qū)的供暖系統(tǒng)按山的坡向分成兩個(gè)或兩上以上,低區(qū)可與外網(wǎng)直接相連,它的高度主要取決于室外管網(wǎng)的壓力工況和散熱器的承壓能力,高區(qū)部分增設(shè)高低位水箱,利用進(jìn)回水兩個(gè)水箱的水位高差進(jìn)行高區(qū)系統(tǒng)循環(huán),同時(shí)利用低位水箱的非滿(mǎn)管流動(dòng)的溢流管使系統(tǒng)與外網(wǎng)回水管壓力隔絕,從而達(dá)到單獨(dú)定壓的目的。目前我國(guó)大部分的高層建筑均采用此種系統(tǒng)定壓形式,在實(shí)際中已得到認(rèn)可。此種定壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是人口設(shè)備少,降低了系統(tǒng)造價(jià),缺點(diǎn)是采用開(kāi)式水箱,空氣容易進(jìn)人系統(tǒng)中,增加了系統(tǒng)的腐蝕因素,另外需設(shè)專(zhuān)門(mén)的水箱間,影響建筑物美觀。

  2.3.2 當(dāng)采用小區(qū)集中供熱鍋爐房為熱源時(shí),對(duì)于高差不大的小區(qū),可根據(jù)小區(qū)的靜水壓線及散熱器的承壓能力采用一次定壓,高區(qū)部分選用普通散熱器(承壓能力為0.2~0.4 MPa),低區(qū)部分選用高壓散熱器(承壓能力為0.6~0.8 MPa);對(duì)于高差較大的小區(qū),低區(qū)部分由鍋爐房直供并進(jìn)行系統(tǒng)定壓,高區(qū)部分可以通過(guò)在鍋爐房?jī)?nèi)增設(shè)一套水一水換熱器,單獨(dú)定壓,使之與鍋爐房直供系統(tǒng)相隔絕。此形式系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,但增加了鍋爐房初投資及運(yùn)行管理費(fèi)用。

  定壓方案的選擇應(yīng)根據(jù)小區(qū)實(shí)際情況、投資情況及系統(tǒng)布置情況綜合確定,不必機(jī)械照搬,以免影響供熱效果。

  3、設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的其它問(wèn)題

  供暖熱網(wǎng)只是小區(qū)的配套輔助工程之一,做好與其它專(zhuān)業(yè)和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、配合也是一項(xiàng)重要的工作。例如:鍋爐房選址時(shí),如規(guī)劃方案未選在下風(fēng)向時(shí),應(yīng)建議重新確定鍋爐房位置,無(wú)法改變時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧煌饩W(wǎng)敷設(shè)時(shí)應(yīng)詳細(xì)征求建筑規(guī)劃、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)勘探、電力及通信部門(mén)(專(zhuān)業(yè))的意見(jiàn),以保證管路敷設(shè)的暢通;架空敷設(shè)時(shí)應(yīng)注意架空高度能否滿(mǎn)足河流、道路通行的要求,在有輸配電線路時(shí),管道是否應(yīng)加設(shè)防護(hù);排水是否與供熱地溝碰撞、交叉等等問(wèn)題。外網(wǎng)工程經(jīng)常會(huì)碰到一些不可預(yù)見(jiàn)的實(shí)際問(wèn)題,如:地下管線,電纜、不明建筑物等,因此對(duì)可能產(chǎn)生的問(wèn)題要有心理準(zhǔn)備,一旦發(fā)生問(wèn)題能拿出解決方案。

  總之,山地型小區(qū)供暖外網(wǎng)的設(shè)計(jì)是一種既傳統(tǒng)又新型的外網(wǎng)設(shè)計(jì)形式,是暖通設(shè)計(jì)走向多元化、多維化的一種體現(xiàn),它要求設(shè)計(jì)人員要有較高的總體素質(zhì)、深厚的理論基礎(chǔ)、豐富的平面設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及善于創(chuàng)新的精神,而把各種知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)融會(huì)貫通則是其精華所在,也是筆者在設(shè)計(jì)過(guò)程中體會(huì)最深之外,在此提出,供同行們參考。

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