《住宅设计规范》对暖通空调的要求与相关问题
《住宅设计规范》(GB50096-1999),已于1999年3月24日由国家质量技术监督局和建设部联合发布,自1999年6月1日起实施。笔者作为 规范编制组成员,在建设部4有关单位举办的多次宣贯活动中,介绍新规范中建设设备部分的内容,现将对暖通空调方面的要求整理成文,并涉及 一些发展可能性的相关问题,供学习和贯彻和新规范的参考,但仍应以规范及其条文说明为准。
1987年的原《住宅建筑设计规范》,名称改变为《住宅设计规范》,以其强调对多专业的要求,特别是强调对建筑设备的要求。新规范根据提高住宅功能质量的要求,建筑设备的条文从原规范的7条,增加为37条,是各部分中条文增加得最多的。其中,有关暖通空调方面的条文从原规范的2 条,增加为12条。
1、 新规范建筑设备部分编写的主导思想
1.1 居住者提高生活质量而对住宅建筑设备的需求。
1.2 针对较普遍存在的、较明显背离居住者期望的问题作出规定。
1.3 适应住宅作为商品的特征。
1.4 反应和利用科学和技术的进步为改进住宅建筑设备提供的物质条件。
1.5 处理好关于适度超前性和现实可能性的关系。
2、设不设集中供暖系统问题
住宅的供暖问题,目前正处在发生较大变革的时期,此种动向不能不在新规范中有所体现。主要有以下因素在起作用:
(1)某些地区能源结构的变化,以北京地区为例,单一的以燃煤作为供暖热源的格局已经改变,电力、燃气和燃油都有条件作为从暖热源,尤其是大气环境保护的要求扩大燃煤禁区的政府行为,其中电热和燃气都可供单户独立供暖,或较为分散的集中供暖。
(2)节能和物业管理要求。分户热计量和收费问题,拖欠供暖费的问题,单户独立式供暖可自然地得到解决,从而提出对传统集中供暖方式的质疑。
(3)开发商的利益因素。单户独立式供暖不需设置区域集中热源和管网,可以简化建设程序和物业管理,因系统规模较小又可避免集中系统室温的冷热不均。
(4)用于单户独立式供暖的新设备不断推出,以及国内外厂商所进行的大规模营销活动。
(5)居住者对于热舒适度和装饰要求的提高。
“较大变革”的首要问题,是住宅还设不设集中供暖系统?这是近年来暖能学术界和房地产业讨论的一个热点问题,新规范对于集中供暖的提法,在原规范的基础上有所“后退”。87年规范的提法高层和中高层“应设”、多层和低层“宜设”。新规范则一律提为“宜设”。
规范中“宜”的用语是指:允许稍有选择,在条件许可时,首先应这们作。这就表明编制组的下列观点:虽然某些地区具备燃用燃气、油或使用电热的条件,便于发展单户独立式供暖系统,但由于总体能源结构、能源的总效率、供暖质量、环境保护、防火和安全保障、卫生条件、建筑造价和采暖费用等诸多因素,以城市热网、区域热网或较大规模的集中锅炉房为热源的集中供暖系统,仍应是城市住宅供暖方式的主体。而且,即使采用电力、燃气作为供暖热源,也可设置不同供热规模(例如一幢或数幢住宅)的集中系统。
3 、关于单户独立式供暖方式
和集中系统直接相关是单户独立式方式,对此已进行了广泛的讨论。主要是具备燃气或电力供应的地区,被许多房地商所看好,在过去的一段时间内形成了一种“热潮”。
这种更适合于分散的别墅类建筑供暖方式,如应用于多层甚至高层住宅,应有较深层次的全面论证,并制定完整、可靠的设计技术措施,例如:
(1) 解决好占用空间、防火和安全保障等问题,以及采用燃气时进气和烟气排放。
(2) 要考虑楼内公共空间的热环境,解决如
(3) 要考虑居住小区内其它公共和公用建筑的供暖热源问题。
此外,如同后面要论及的分户热计量和收费面临的课题一样,要解决户内系统管道的布置问题,要考虑间断运行的可能性和户与户之间的热传递,单户独立热源较集中供暖分户热计量,间断运行的可能性会更大,散热器数量和采暖炉容量会多于常规的集中系统,要合理确定供暖负荷的计算方法和热源状况的修正系数。
4、供暖设计标准问题
新规范仍体现了我国目前执行的较低供暖标准,反映在以下两方面:
(1)居住空间的供暖设计温度为180C,卫生间温度提高到和居住空间相同,显然,这只能是最低卫生标准,而不是舒适标准,因此规范明确不应低于上述标准。
(2)新规范仅提到了严寒地区和寒冷地区的供暖问题。即仍沿用每年室外日平均温度低于50C的天数在90天以上的地区作为“供暖地区”的界定。而夏热冬冷地区室外日平均温度低于50C的天数虽在90天以下,不设供暖显然不能满足居住者的热舒适要求。规范作为必需达到的最低标准,并不束缚其它地区设置不同方式供暖设施。
5、集中供暖系统的分户热计量和收费
新规范提出了“宜为实施分户热量计量预留条件”的要求。住宅集中供暖系统分户热计量和收费,可以用三句话加以概括:热在必行,难度和需投入较大,在积极进行试点同时要充分挖掘现实的节能潜力。
5.1 实施分户热计量和收费,是推动集中采暖系统节能的重要手段。建立用户经济利益与能耗的直接关系,能减少供热过量建筑采暖热量的无效消耗,将使居住者关心建筑物的热工质量,将通过房地产市场影响住宅的建筑设计,建筑节能才能提高到“动真格”的程度。
建设部《建筑节能“九五”计划和2010年规划》中,提出了下列时间表:1998年通过试点取得成效;2000年在重点城市新建小区中推广;20 10年全面推广。《民用建筑节能设计标准》要求“应考虑按户热表计量可能性”,其条文说明是这们解释的:“是为了从按供热面积计费逐步过渡到按用势量计费,提出住户的节能意识。”这就是作为政府行为的“势在必行”。
5.2 分户热计量和收费的特殊性
供暖用热同用水、用电和炊事用燃气相比,有其特殊性,即户与户之间的热传递因素。
传统的住宅设计,并不考虑户与户之间的热传递,当部分房间空置、或部分住房降低采暖标准、或有的住房间断采暖时,户与户之间就会有较大的热传递量,这个因素不容忽视,并应有具体的量概念。
厚度240mm的砖砌分户墙的传热系数约为1.86W/(m2.K)。厚度150mm的钢筋混凝土分户墙的传热系数为2.8W(/M2.K)。楼板的传热系数约为2.3~3.0 W/(m2.K)。
如按户与户之间的温差为100C计算,楼板的传热量可达23~30 W/(m2.K)。。
这就是说,仅计算通过一个方向楼板的传热量,就相当于一般住宅正常供暖耗热量50W/m2的46%~60%。
实施分户热计量和收费,供暖系统的设计就会面临下列现实问题:
(1) 是否应考虑楼板和分户墙的隔热措施?传热系数宜控制在什么水平上?
(2) 户与户之间传热温度差取多少?
多数意见认为,户与户之间采取隔热措施,要增加可观的投资费用和占用宝贵的建筑空间,对照十年来建筑节能和墙体改革的艰难历程,可能是难以实施的。但是,应合理确定不同于常规的供暖负荷计算方法,散热器数量必然需要多于传统的集中系统,有的设计单位在试点工程中,已经试行供暖负荷按常规计算值的1.4~1.5倍取值。考虑到目前供暖系统设计时散热面积普遍偏大的现实状况,以及间断采暖后短时间内要求升温的需要,1.4~1.5倍的取值可能是适当的,但尚需经试点工程的实测验证。
5.3 分户热计量的基本方法
目前,国外采取的分户热计量方法大致有:分户热量表、蒸发式或电子
经研究筛选后认为,其中可供借鉴的技术手段,可能只有每户设置一个热量表或每组散热器上安装上个蒸发式热量分配表两种基本方法。新建住宅一般应采用分户热量表,蒸发式热量分配表易受多种因素的影响产生不同程度的误差,旧有系统改造时采用是否适合于我国国情?还待经试点工程的验证。
在试点工程中大多采用国外产品,国内已开发出上述产品,在推广推行住宅分户热计量的情况下,逐步衽有标准计量部分大力参与的国产化应是根本出路。
5.4 适合于分户4 适合于分户热计量的系统制式
5. 4.1 施按户用热计量的室内系统制式,如采用每户一个热量表的方案,首先需要改变传统的室
内供暖系统的制式,以“共用的供回水立管和分户独立系统相结合”的新制式,来取代传统的、上下层贯通的单管或双管系统制式。
5.4.2 此种新的系统制式,十分有利于解决传统的垂直双管式或垂直单管式系统的垂直失调问题,也有利于实施变流量调节的节能运行方案。