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摘要：高层住宅的采暖系统如采用隔膜式气压罐定压，则可能存在超压问题，分析超压问题产生的原因及对应的措施；强调采暖系统的分区应依据系统工作压力来进行。
关键词：采暖分区定压 隔膜式气压罐
Abstract：High-rise residential heating system such as using diaphragm pneumatic tank pressure, there may be a problem of overpressure, analysis the causes of the problems and corresponding measures; emphasis on heating system partition should be based on the working pressure of the system
Keywords： Heating partitionConstant pressureDiaphragm type pressure tank
中图分类号： P424 文献标识码： A 文章编号：
一：采暖系统定压的作用
采暖系统定压可以做到：无论系统的哪个节点，都能保证其处于正压状态并且高于其相应水温的汽化压力，有效保障系统的安全、正常运行，为达到良好的供热效果发挥重要作用。
二：采暖定压方式
采暖系统定压常用的方式有三种：开式膨胀水箱定压、隔膜式气压罐定压、变频补水泵定压。
其中隔膜式气压罐定压又分二种：气压罐定压但不容纳膨胀水量（以下简称气压罐定压）、气压罐定压并且容纳膨胀水量。二者的定压原理相似，但计算参数的确定却又不同。由于容纳膨胀水量的定压方式将导致气压罐偏大，因此仅讨论不容纳膨胀水量的定压方式，现以设计实践中遇到的问题展开讨论。
二：工程实例介绍
某小区建筑面积55万多平米，由12栋34层的住宅及二层的沿街商业组成，住宅及商业均采用低温地板辐射系统采暖。高层住宅的层高为2.9米，建筑物总高度98.6米。按照常规的采暖分区方法，高度超过50米的建筑其采暖系统应竖向分区。采暖系统如设二个分区，则1-17层为低区，18-34层为高区；如设三个分区，则1-11层为低区，12-22层为中区，23-34层为高区。表面看来，以上分区均满足采暖系统不超过50米的常规思路及要求。但《民用建筑供暖通风与空气条件设计规范》GB 50736-2012（以下简称“规范”）第5.4.5条“热水地面辐射供暖系统的工作压力不宜大于0.8MPa，当超过上述压力时，应采取相应的措施” [1]。采暖分区除了按建筑高度来分区以外，更应依据采暖系统的工作压力来进行。由于本小区除了二层的商业和高层住宅外，无其他层数的建筑，因此除高区采用膨胀水箱定压外，其他区均采用隔膜式气压罐定压（高区由于采用膨胀水箱定压，其末端散热设备工作压力均不超过0.8MPa，在此不讨论高区）。换热站设在地面，为单栋建筑物。现按分区一一分析如下:
P1---补水泵启泵压力（KPa），一般比系统最高点高1.5-2米
P2---补水泵停泵压力（KPa）
P3---膨胀水量开始回流补水箱时电磁阀开启压力（KPa）
P4---安全阀开启压力（KPa），确保系统的工作压力不超过系统的管网、阀门、设备的承压能力为原则。
α---补水泵启动压力P1与停泵压力P2的设计压力比，取值范围0.65~0.85[2]
系统分区情况：
1：系统竖向设二个分区：
1-17层为低区，18-34层为高区。低区建筑高度为：17x2.9=49.3米，
P1=493+10+5=508 KPa
α=（P1+100）/（P2+100）=0.85
则:P2=615 KPa
P3= P2/0.9=683 KPa
P4= P3/0.9=759 KPa
采暖循环泵的扬程约250 KPa
则系统正常压力在508+250=728 KPa与759+250=1009KPa之间
2：系统设三个分区的情况：
低区1-11层，中区12-22层，高区23-34层。
低区计算：
低区建筑高度为：11x2.9=31.9米，
P1=319+10+5=334KPa
α=（P1+100）/（P2+100）=0.80
则:P2=442.5KPa
P3= P2/0.9=491.6 KPa
P4= P3/0.9=546.2KPa
低区采暖循环泵的扬程约为240 KPa，系统工作压力在491.6+240=731.6KPa与546.2+240=786.2KPa之间，小于800KPa，系统不超压
中区计算：
中区建筑高度为：12x2.9=63.8米，
P1=638+10+5=653KPa
α=（P1+100）/（P2+100）=0.85
则:P2=786KPa
P3= P2/0.9=873KPa
P4= P3/0.9=970KPa
高区采暖循环泵的扬程约250 KPa，系统正常压力在653+250=903KPa与970+250=1220KPa之間，减去低区的自然高差31.9米，则中区系统的工作压力在584KPa与901KPa之间，存在超压情况。
从以上数据可以看出，采暖系统在二个竖向分区的情况下，低区超压；采暖系统在三个竖向分区的情况下，中区超压。均超过地板辐射采暖系统的工作压力不宜大于0.8MPa的规定。以上计算是在取α=0.85的极值情况下得到的数据，否则计算得出的P2、P3、P4值更高，超压更严重。
三：问题分析
按50米建筑高度来进行采暖分区，如果采用膨胀水箱定压，由于膨胀水箱是利用静水压来定压，不会产生压力波动，因此不存在系统超压问题。如采用气压罐（不容纳膨胀水量）的方式定压，则由于补水存在启泵、停泵、电磁阀开启、安全阀开启四个压力，则采暖系统的工作压力也在这四个压力之间波动，导致超压现象。
四：结论
1：依据50米的建筑高度来进行采暖分区，如果采用膨胀水箱定压，则正常的工作压力应在0.8MPa之内；如果采用隔膜式气压罐定压的话，系统会存在超压问题。因此采暖系统的分区应依据系统工作压力来进行，而不是仅按建筑物的高度来进行竖向分区。
2：如果系统超压，可采取以下措施：
1)在超压系统中，超压部分可以采用工作压力为1.0MPa的地热盘管（价格方面稍高一些，由于承压高，相应的管道壁厚会厚些，由此施工难度会相应增加）；
2)采用变频泵补水定压（不配置膨胀罐）。此种补水兼定压方式适合在规模较大的采暖系统中应用，供热量在2500kw以下的系统或无室外管网的采暖系统不适宜[3]。
参考文献：
[1] 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012
[2] 《全国民用建筑工程设计技术措施》---暖通空调.动力（2009年版）
[3] 国家建筑标准设计图集《采暖空调循环水系统定压》05K210
关键词：采暖分区定压 隔膜式气压罐
Abstract：High-rise residential heating system such as using diaphragm pneumatic tank pressure, there may be a problem of overpressure, analysis the causes of the problems and corresponding measures; emphasis on heating system partition should be based on the working pressure of the system
Keywords： Heating partitionConstant pressureDiaphragm type pressure tank
中图分类号： P424 文献标识码： A 文章编号：
一：采暖系统定压的作用
采暖系统定压可以做到：无论系统的哪个节点，都能保证其处于正压状态并且高于其相应水温的汽化压力，有效保障系统的安全、正常运行，为达到良好的供热效果发挥重要作用。
二：采暖定压方式
采暖系统定压常用的方式有三种：开式膨胀水箱定压、隔膜式气压罐定压、变频补水泵定压。
其中隔膜式气压罐定压又分二种：气压罐定压但不容纳膨胀水量（以下简称气压罐定压）、气压罐定压并且容纳膨胀水量。二者的定压原理相似，但计算参数的确定却又不同。由于容纳膨胀水量的定压方式将导致气压罐偏大，因此仅讨论不容纳膨胀水量的定压方式，现以设计实践中遇到的问题展开讨论。
二：工程实例介绍
某小区建筑面积55万多平米，由12栋34层的住宅及二层的沿街商业组成，住宅及商业均采用低温地板辐射系统采暖。高层住宅的层高为2.9米，建筑物总高度98.6米。按照常规的采暖分区方法，高度超过50米的建筑其采暖系统应竖向分区。采暖系统如设二个分区，则1-17层为低区，18-34层为高区；如设三个分区，则1-11层为低区，12-22层为中区，23-34层为高区。表面看来，以上分区均满足采暖系统不超过50米的常规思路及要求。但《民用建筑供暖通风与空气条件设计规范》GB 50736-2012（以下简称“规范”）第5.4.5条“热水地面辐射供暖系统的工作压力不宜大于0.8MPa，当超过上述压力时，应采取相应的措施” [1]。采暖分区除了按建筑高度来分区以外，更应依据采暖系统的工作压力来进行。由于本小区除了二层的商业和高层住宅外，无其他层数的建筑，因此除高区采用膨胀水箱定压外，其他区均采用隔膜式气压罐定压（高区由于采用膨胀水箱定压，其末端散热设备工作压力均不超过0.8MPa，在此不讨论高区）。换热站设在地面，为单栋建筑物。现按分区一一分析如下:
P1---补水泵启泵压力（KPa），一般比系统最高点高1.5-2米
P2---补水泵停泵压力（KPa）
P3---膨胀水量开始回流补水箱时电磁阀开启压力（KPa）
P4---安全阀开启压力（KPa），确保系统的工作压力不超过系统的管网、阀门、设备的承压能力为原则。
α---补水泵启动压力P1与停泵压力P2的设计压力比，取值范围0.65~0.85[2]
系统分区情况：
1：系统竖向设二个分区：
1-17层为低区，18-34层为高区。低区建筑高度为：17x2.9=49.3米，
P1=493+10+5=508 KPa
α=（P1+100）/（P2+100）=0.85
则:P2=615 KPa
P3= P2/0.9=683 KPa
P4= P3/0.9=759 KPa
采暖循环泵的扬程约250 KPa
则系统正常压力在508+250=728 KPa与759+250=1009KPa之间
2：系统设三个分区的情况：
低区1-11层，中区12-22层，高区23-34层。
低区计算：
低区建筑高度为：11x2.9=31.9米，
P1=319+10+5=334KPa
α=（P1+100）/（P2+100）=0.80
则:P2=442.5KPa
P3= P2/0.9=491.6 KPa
P4= P3/0.9=546.2KPa
低区采暖循环泵的扬程约为240 KPa，系统工作压力在491.6+240=731.6KPa与546.2+240=786.2KPa之间，小于800KPa，系统不超压
中区计算：
中区建筑高度为：12x2.9=63.8米，
P1=638+10+5=653KPa
α=（P1+100）/（P2+100）=0.85
则:P2=786KPa
P3= P2/0.9=873KPa
P4= P3/0.9=970KPa
高区采暖循环泵的扬程约250 KPa，系统正常压力在653+250=903KPa与970+250=1220KPa之間，减去低区的自然高差31.9米，则中区系统的工作压力在584KPa与901KPa之间，存在超压情况。
从以上数据可以看出，采暖系统在二个竖向分区的情况下，低区超压；采暖系统在三个竖向分区的情况下，中区超压。均超过地板辐射采暖系统的工作压力不宜大于0.8MPa的规定。以上计算是在取α=0.85的极值情况下得到的数据，否则计算得出的P2、P3、P4值更高，超压更严重。
三：问题分析
按50米建筑高度来进行采暖分区，如果采用膨胀水箱定压，由于膨胀水箱是利用静水压来定压，不会产生压力波动，因此不存在系统超压问题。如采用气压罐（不容纳膨胀水量）的方式定压，则由于补水存在启泵、停泵、电磁阀开启、安全阀开启四个压力，则采暖系统的工作压力也在这四个压力之间波动，导致超压现象。
四：结论
1：依据50米的建筑高度来进行采暖分区，如果采用膨胀水箱定压，则正常的工作压力应在0.8MPa之内；如果采用隔膜式气压罐定压的话，系统会存在超压问题。因此采暖系统的分区应依据系统工作压力来进行，而不是仅按建筑物的高度来进行竖向分区。
2：如果系统超压，可采取以下措施：
1)在超压系统中，超压部分可以采用工作压力为1.0MPa的地热盘管（价格方面稍高一些，由于承压高，相应的管道壁厚会厚些，由此施工难度会相应增加）；
2)采用变频泵补水定压（不配置膨胀罐）。此种补水兼定压方式适合在规模较大的采暖系统中应用，供热量在2500kw以下的系统或无室外管网的采暖系统不适宜[3]。
参考文献：
[1] 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012
[2] 《全国民用建筑工程设计技术措施》---暖通空调.动力（2009年版）
[3] 国家建筑标准设计图集《采暖空调循环水系统定压》05K210