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【摘要】在建筑物的使用中，能源消耗以采暖和空调所占比例为最大。采暖是建筑物能耗的主要部分，也是能源浪费最主要的部分。今年来，为贯彻落实国家提出的建设资源节约型和环境友好型社会的要求，各个城市都在对既有建筑进行节能改造，尤其是北方地区。本文将主要针对公共建筑部分，谈一下北方地区既有公共建筑采暖系统形式的改造问题。
【关键词】既有居住建筑；采暖系统；节能改造
既有公共建筑包括旅馆及公共宿舍类建筑，比如公寓、校园宿舍等，办公及商场类建筑，文体类建筑，比如电影院，体育馆等，交通类建筑，包括车站、机场等。
一、供热系统计量节能研究现状概述和采暖系统改造的目的
供热系统节能包括提高换热效率、降低输配热损和电损等。对于供热系统终端用户，则主要是依靠行为调节，减少用能量，实施按用热量计量收费是实现这一目标的重要途径。近年来，国家积极引导政府机构办公建筑和大型公共建筑的供热系统进行节能改造。许多大专院校和科研机构对供热系统节能进行了研究。我国在这方面进行了大量的试验研究，积累了丰富的数据，总结出一些经验。对既有公共建筑节能改造工作提供了很好的支持。
公共建筑应按供热计量要求进行改造，必须加装热量总表和调控装置，室内系统应安装温度调节装置。目的是通过改造工作，使系统合理的供热，对于需要供热的房间提供热量，而对于无人房间减少或不提供热量，同时希望采取热计量的手段能合理的收取热费。那么，它就应该具有以下2个功能：系统具有调节功能，用户可以通过手动调节或自动调节，根据需要控制各房间的温度；具有热计童的功能。热量可以量度，对用户按所用的热量收取热费，调动用户自身的节能意识。
对于公共建筑，热费一般是统一收取，分室热计量意义不大，主要工作应放在当房间内外扰量发生改变时，如何对室内温度和系统流量进行合理的调控。
二、现有系统形式和改造方式
在现有公共建筑中，室内采暖系统主要分为垂直单管系统和双管系统。其中又以单管顺流式系统使用的最多。单管顺流系统，采用上供下回的供水形式，热水从上到下依次流过各个散热器，调节方式多为质调节，循环泵并没有采用变频技术。质调节优点在于只改变供水温度，运行管理方便，网路的循环不变，水力工况稳定。但耗能较多，而且无法就某一间房间的负荷变化做单独的调节。为满足室温的自主调控，宜采取量调节的方式。我国北方地区冬季采暖期在120天以上，单管系统在公共建筑中的连续供热造成了巨大的热浪费，一方面许多办公室采用开窗散热的方法改变室内温度：另一方面，系统在夜间仅仅提供一个固定的值班温度，这又使得夜间工作者和加班人员得不到应有的热保障。所以，对现有单管系统进行改造，达到按需供热势在必行。而要能够调节热量供给，首先要对系统形式进行改造。简便易行的做法便是在散热器两端加装跨越管，在散热器支管上加设流量调节装置，使之可以根据室内负荷的变化调节散热器水量，维持用户设定的室温，达到节能的目的。
三、既有公共建筑采暖系统形式改造方案
1.单管顺流式采暖系统改造方案
方案一，改造成可温控的垂直单管顺流系统
在原来的垂直单管顺流采暖系统供热效果良好，水力平衡性好的情况下，可以将原系统改造成可温控计
量的垂直单管顺流系统。具体实施时有两种方式，一是在每个垂直立管设置温控装置。另一种是对整个建筑的热力入口设置总调节装置。在满足上述条件的情况下，这种改造方式经济易行，尤其是办公楼、商场、文体、交通等类建筑，改造成该种系统形式进行分区温控比较合适。
方案二，改造成垂直单管跨越式系统
在改造条件无法满足方案一的要求时，可以考虑方案二，该方案是遵循尽量保持原有采暖系统不变的原则而完成系统形式满足温控要求。垂直单管跨越式系统的优势明显，具有施工方便、工期短、工程量小、对建筑使用影响小等特点，在改造过程中不会对建筑装装修造成大的影响，且每组散热器都能进行温控，同时可以减轻原系统水力失调。可以满足旅馆类建筑中可以满足不同客房对室温的要求。
该种改造方式不适合文体、商场、交通等类建筑，因此，除非改造条件完全无法满足方案一，否者不建议选择本方案。
方案三，改造成垂直双管系统
该方案保持了原有的垂直系统形式，但需要增设立管，垂直双管系统双管系统的调节性增强，可以达到一个分室控温的要求，尤其是对旅馆类建筑，该方案具有明显优势，在解决分室控温的同时，对于旅馆入住率的问题也可以很好解决。但该方案改造需要对旅馆的楼板进行打洞，新设立管，施工量较大，会影响了旅馆的正常使用。由于改造的复杂性和既有公共建筑对温控的要求，除旅馆类建筑外，其他类型建筑不适宜改造成该种系统形式。
2. 垂直双管式采暖系统改造方案
原采暖方式为垂直双管式采暖系统的可以改造成可温控的垂直双管式系统，这种改造方案可以遵守尽量保持原系统形式不变的原则。该方案只在双管系统每组散热器加装温控阀，就可以实现可温控的要求，这种改造方案改造工作量较小，影响用户使用时间短，可以实现每组散热器都可以进行室温控制，对旅馆类建筑来说比较合适，但不太适合办公楼、商场、文体和交通类建筑，以上几类建筑可以在原有垂直双管系统立管的入口处设置温控阀，以此来控制整个立管上散热器，或者改造成热力入口处设置温控装置或分区温控的垂直双管系统。
3.水平单管串联式采暖系统改造方案
水平单管串联式采暖系统可以改造成可温控水平单管串联式系统方案，是改动最小的方法，施工方便，经济性好。这种方案应该将南北分环，南北向不同房间分别用不同温控阀，这样减轻了由于散热器互相影响带来的水平方向的失调。在办公楼类建筑中相似的房间较多，如办公楼中的办公室，学校建筑中的教室，朝向相同的房间，热负荷相似。商场、文体、交通类低层大空间建筑，而且房间使用统一性较强，因此采用统一温控的水平单管式系统，只要分环合理，可以满足温控的要求。但改造成带温控阀的水平单管串联式系统调节性较差，而且在同一环路上的散热器相互影响，使室温不稳定，不适合对温控有独立要求的高档旅馆。但对一般性的旅馆类建筑中不失为一种好的改造方案。
结论，推荐改造方案为：原系统为垂直单管顺流式系统时，办公楼、商场、文体和交通类建筑适合改造成可温控垂直单管顺流式和垂直单管跨越式系统；旅馆类建筑适合改造成垂直双管和垂直单管跨越式系统；原系统为垂直双管系统时，全部类型的公共建筑都适合改造成可温控垂直双管系统；原系统为水平单管串联式系统时，在办公楼、商场、文体、交通类建筑中适合改造成可温控水平单管串联式系统，宾馆类建筑适合改造成水平跨越式或水平双管式系统。
参考文献
[1]鲁远.浅谈既有公共建筑采暖系统形式改造方案[J].中国城市经济.2011.9
[2]王东魁 董重成 席永刚.既有公共建筑采暖系统形式的改造研究[J].低温建筑技术2010.5
[3] 刘庆堂 舒海静 潘继红.既有公共建筑供热系统节能改造浅析 [J] . 区域供热.2007.6
[4] 王鹏. 既有公共建筑节能改造措施的经济性分析 [J] .建筑经济.2013.6
【关键词】既有居住建筑；采暖系统；节能改造
既有公共建筑包括旅馆及公共宿舍类建筑，比如公寓、校园宿舍等，办公及商场类建筑，文体类建筑，比如电影院，体育馆等，交通类建筑，包括车站、机场等。
一、供热系统计量节能研究现状概述和采暖系统改造的目的
供热系统节能包括提高换热效率、降低输配热损和电损等。对于供热系统终端用户，则主要是依靠行为调节，减少用能量，实施按用热量计量收费是实现这一目标的重要途径。近年来，国家积极引导政府机构办公建筑和大型公共建筑的供热系统进行节能改造。许多大专院校和科研机构对供热系统节能进行了研究。我国在这方面进行了大量的试验研究，积累了丰富的数据，总结出一些经验。对既有公共建筑节能改造工作提供了很好的支持。
公共建筑应按供热计量要求进行改造，必须加装热量总表和调控装置，室内系统应安装温度调节装置。目的是通过改造工作，使系统合理的供热，对于需要供热的房间提供热量，而对于无人房间减少或不提供热量，同时希望采取热计量的手段能合理的收取热费。那么，它就应该具有以下2个功能：系统具有调节功能，用户可以通过手动调节或自动调节，根据需要控制各房间的温度；具有热计童的功能。热量可以量度，对用户按所用的热量收取热费，调动用户自身的节能意识。
对于公共建筑，热费一般是统一收取，分室热计量意义不大，主要工作应放在当房间内外扰量发生改变时，如何对室内温度和系统流量进行合理的调控。
二、现有系统形式和改造方式
在现有公共建筑中，室内采暖系统主要分为垂直单管系统和双管系统。其中又以单管顺流式系统使用的最多。单管顺流系统，采用上供下回的供水形式，热水从上到下依次流过各个散热器，调节方式多为质调节，循环泵并没有采用变频技术。质调节优点在于只改变供水温度，运行管理方便，网路的循环不变，水力工况稳定。但耗能较多，而且无法就某一间房间的负荷变化做单独的调节。为满足室温的自主调控，宜采取量调节的方式。我国北方地区冬季采暖期在120天以上，单管系统在公共建筑中的连续供热造成了巨大的热浪费，一方面许多办公室采用开窗散热的方法改变室内温度：另一方面，系统在夜间仅仅提供一个固定的值班温度，这又使得夜间工作者和加班人员得不到应有的热保障。所以，对现有单管系统进行改造，达到按需供热势在必行。而要能够调节热量供给，首先要对系统形式进行改造。简便易行的做法便是在散热器两端加装跨越管，在散热器支管上加设流量调节装置，使之可以根据室内负荷的变化调节散热器水量，维持用户设定的室温，达到节能的目的。
三、既有公共建筑采暖系统形式改造方案
1.单管顺流式采暖系统改造方案
方案一，改造成可温控的垂直单管顺流系统
在原来的垂直单管顺流采暖系统供热效果良好，水力平衡性好的情况下，可以将原系统改造成可温控计
量的垂直单管顺流系统。具体实施时有两种方式，一是在每个垂直立管设置温控装置。另一种是对整个建筑的热力入口设置总调节装置。在满足上述条件的情况下，这种改造方式经济易行，尤其是办公楼、商场、文体、交通等类建筑，改造成该种系统形式进行分区温控比较合适。
方案二，改造成垂直单管跨越式系统
在改造条件无法满足方案一的要求时，可以考虑方案二，该方案是遵循尽量保持原有采暖系统不变的原则而完成系统形式满足温控要求。垂直单管跨越式系统的优势明显，具有施工方便、工期短、工程量小、对建筑使用影响小等特点，在改造过程中不会对建筑装装修造成大的影响，且每组散热器都能进行温控，同时可以减轻原系统水力失调。可以满足旅馆类建筑中可以满足不同客房对室温的要求。
该种改造方式不适合文体、商场、交通等类建筑，因此，除非改造条件完全无法满足方案一，否者不建议选择本方案。
方案三，改造成垂直双管系统
该方案保持了原有的垂直系统形式，但需要增设立管，垂直双管系统双管系统的调节性增强，可以达到一个分室控温的要求，尤其是对旅馆类建筑，该方案具有明显优势，在解决分室控温的同时，对于旅馆入住率的问题也可以很好解决。但该方案改造需要对旅馆的楼板进行打洞，新设立管，施工量较大，会影响了旅馆的正常使用。由于改造的复杂性和既有公共建筑对温控的要求，除旅馆类建筑外，其他类型建筑不适宜改造成该种系统形式。
2. 垂直双管式采暖系统改造方案
原采暖方式为垂直双管式采暖系统的可以改造成可温控的垂直双管式系统，这种改造方案可以遵守尽量保持原系统形式不变的原则。该方案只在双管系统每组散热器加装温控阀，就可以实现可温控的要求，这种改造方案改造工作量较小，影响用户使用时间短，可以实现每组散热器都可以进行室温控制，对旅馆类建筑来说比较合适，但不太适合办公楼、商场、文体和交通类建筑，以上几类建筑可以在原有垂直双管系统立管的入口处设置温控阀，以此来控制整个立管上散热器，或者改造成热力入口处设置温控装置或分区温控的垂直双管系统。
3.水平单管串联式采暖系统改造方案
水平单管串联式采暖系统可以改造成可温控水平单管串联式系统方案，是改动最小的方法，施工方便，经济性好。这种方案应该将南北分环，南北向不同房间分别用不同温控阀，这样减轻了由于散热器互相影响带来的水平方向的失调。在办公楼类建筑中相似的房间较多，如办公楼中的办公室，学校建筑中的教室，朝向相同的房间，热负荷相似。商场、文体、交通类低层大空间建筑，而且房间使用统一性较强，因此采用统一温控的水平单管式系统，只要分环合理，可以满足温控的要求。但改造成带温控阀的水平单管串联式系统调节性较差，而且在同一环路上的散热器相互影响，使室温不稳定，不适合对温控有独立要求的高档旅馆。但对一般性的旅馆类建筑中不失为一种好的改造方案。
结论，推荐改造方案为：原系统为垂直单管顺流式系统时，办公楼、商场、文体和交通类建筑适合改造成可温控垂直单管顺流式和垂直单管跨越式系统；旅馆类建筑适合改造成垂直双管和垂直单管跨越式系统；原系统为垂直双管系统时，全部类型的公共建筑都适合改造成可温控垂直双管系统；原系统为水平单管串联式系统时，在办公楼、商场、文体、交通类建筑中适合改造成可温控水平单管串联式系统，宾馆类建筑适合改造成水平跨越式或水平双管式系统。
参考文献
[1]鲁远.浅谈既有公共建筑采暖系统形式改造方案[J].中国城市经济.2011.9
[2]王东魁 董重成 席永刚.既有公共建筑采暖系统形式的改造研究[J].低温建筑技术2010.5
[3] 刘庆堂 舒海静 潘继红.既有公共建筑供热系统节能改造浅析 [J] . 区域供热.2007.6
[4] 王鹏. 既有公共建筑节能改造措施的经济性分析 [J] .建筑经济.2013.6