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【摘要】随着全球经济的持续增长，城市建设与能源消耗之间的矛盾日益突出，人们认识到节约能源、生态保护、可持续性发展的重要性。对于建筑产业而言，供暖系统的设计方案应当体现出绿色节能理念，以我国北方寒冷地区为例，在其建筑工程项目的供暖设计中，设计师应当考虑到建筑能耗的数值与占比，优化设计方案，实现节约能源的目标。下文中，笔者将结合个人参与国内北方寒冷地区建筑工程供暖系统的设计经验，从室温调控装置、分户热计量、选择热源、计算热负荷、确定室内设计温度等几个方面进行分析，总结设计过程中应当注意的要点及事项。
【关键词】节能环保;供暖系统;设计方案;北方寒冷地区
对于普通建筑工程项目来说，电梯、家用电器、炊事、照明、热水供应、通风、空调和供暖是建筑能耗的主要来源;对于北方寒冷地区的建筑工程来说，冬季供暖成为建筑能耗的主要来源，从冬季开始到来年的春天，长达四个月的漫长供暖期，成为北方建筑工程的主要能耗内容。伴随着社会主义现代化中国特色市场经济的深入发展，城镇化建设进一步加速，北方地区的建筑工程数量将继续增多，将加剧北方地区建筑能耗的总和。因此，作为相关企业与设计师应当从实践出发，提出优化建筑工程供暖系统设计的建议与策略。
建筑工程供暖设计方案中，涉及到供暖系统设计、围护结构设计两方面内容。从国内北方建筑供暖系统节能设计的情况来看，热传递数值高，围护结构保温性差，成为供暖设计中的薄弱环节;设计单位与设计人员应当注重思考如何提升建筑围护结构的保温防寒性能，从而实现建筑能耗数值的降低。从具体实践经验来看，改善建筑工程围护结构的防寒性能，尽管起到了建筑保温的作用，但是其设计水平受到经济条件的影响，在现有基础上起到的节能作用越来越低。设计师应当注重从其他供暖设计环节上，寻找提升建筑项目供暖效果、降低能耗使用率的方法与路径。
1、优化建筑室内温度的设计
根据我国《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中，关于建筑室内供暖设计定的相关规定，北方寒冷地域的建筑工程供暖系统设计，应当确保建筑物室内温度维持在18℃至24℃之间。如果人们穿着适量的衣物，安静呆在建筑室内，保持建筑物室内温度数值在18℃附近，人们感觉不到寒冷;保持建筑物室内温度数值在20℃附近，人们感觉非常温暖舒适;如果建筑室内温度数值低于15℃，人们将感到非常寒冷。因而可归纳为，设计师应当确保供暖系统设计维持室内温度在固定舒适数值范围之内，不得随意改变室内温度，同时尽量降低建筑供暖所产生的能耗。
2、科学计算供暖系统的热负荷数值
为了合理选择供暖设备，管道规格，在施工图设计时，必须对每个房间进行热负荷计算，不得采用供暖热负荷指标进行估算。供暖热负荷指标是一种统计数据，是供方案、初步设计阶段使用的。热负荷主要由围护结构耗热量、加热由外门、窗缝隙渗人室内的冷空气耗热量、加热由外门开启时经外门进人室内的冷空气耗热量等组成。
3、合理选择供暖系统的热源
应优先选用城市热网提供的热水作为供暖热媒，若当地没有热电联产、工业余热和废热可利用，应建设以集中锅炉房为热源的供热系统，新建锅炉房时，应考虑与城市热网连接的可能性。除当地电力充足和供电政策支持，或者建筑所在地无法利用其他形式的能源外，不应设计直接电热采暖。因为电能为高品位能，直接将燃煤发电生产出的高品位电能转换为低品位的热能进行供暖，能源利用效率低。
4、设置分户热计量
新建建筑及既有建筑的改造必须设置热计量装置，并具备室温调控功能。居住建筑应以楼栋为对象设置热量表。当楼栋为热量结算点时，目前的分户计量方式主要有散热器热分配计法、流量温度法、通断时间面积法、户用热量表法。
4.1散热器热分配计法
此种计量方式适用于新建和改造的各种散热器供暖系统，不适用于地面辐射供暖系统，其工作原理是利用散热器热分配计所测量的每组散热器的散热量比例关系，来对建筑的总供热量进行分摊。此种热计量方式只是分摊计算用热量，不具备室温调控功能。
4.2流量温度的计量方法
在拥有水平单管、共用立管的循环分户供暖系统、垂直单管的跨越式供暖系统中，供水流量的比例是稳定的，因此可以准确测量出管道中的流量数值和比例系数。该种流量温度的计算方法，能够计算出分摊的热量数值，不能对室内的温度数值形成调控作用。
4.3通断时间面积的计量方法
在地面辐射供暖系统、单管水平跨越式供暖系统和水平串联式、循环分户的供暖系统中，可以采用通短時间面积的计量方法，起到调节分户室内温度、分摊热量的作用。该种计量方法，以户为单位实现整体性温度控制和调节。
4.4热量表的计量方法
楼栋热量表和户用热量表，共同组成了分户热计量的供暖系统;将用户热量表（包括计算器、温度传感器、流量传感器）安装在供暖环路系统中，测量每个住户的供暖热能耗数值。热量表的类型划分为：电磁热量表、超声波热量表和机械热量表。
5、 自动控温阀的设计与安装
采用分户热计量的供暖方法，可以实现室内温度的自动调控，为居民提供健康、舒适的室内生活环境。
如果供暖系统中安装了散热器，则应当在进水支管上安装自动控温阀。
如果供暖系统采用水平或者垂直的双管，则应当安装高阻力的自动控温阀;当楼层超过五层，应当安装有调节阻力作用的自动控温阀，从而避免垂直供暖失调。
如果供暖系统采用跨越式的单管，则应当安装2-3通低阻力的自动控温阀。
如果供暖系统采用地面辐射设计方案，可以选择环路或者总体自动控温两种方式——环路控制系统中，应当为每个环路配备单独的自动控温阀，实现每个环路的单独控温;总体控制系统中，应当在总回水管或者总供水管上配备自动控温阀，实现总体的温度控制。
自动控温阀的类型 包括：自力式自动控温阀、热电式自动控温阀。
结语：
综上所述，在我国北方寒冷地区的建筑工程供暖系统设计中，设计师应当树立节能降耗设计意识，精确计算热负荷的数值，将建筑室内温度控制在合理范围内，科学安装自动控温阀，提升供暖系统的设计质量，促进我国建筑产业健康蓬勃发展。
参考文献：
[1]刘刚，薛一冰，房涛.被动式低能耗建筑供暖通风节能设计分析与探讨——以山东建筑大学教学实验综合楼为例[J].墙材革新与建筑节能，2018（01）.
[2]董旭娟.夏热冬冷地区住宅供暖与节能设计研究[D].西安建筑科技大学，2016.
[3]魏成幸.夏热冬冷地区居住建筑供暖设计分区研究[D].西安建筑科技大学，2016.
【关键词】节能环保;供暖系统;设计方案;北方寒冷地区
对于普通建筑工程项目来说，电梯、家用电器、炊事、照明、热水供应、通风、空调和供暖是建筑能耗的主要来源;对于北方寒冷地区的建筑工程来说，冬季供暖成为建筑能耗的主要来源，从冬季开始到来年的春天，长达四个月的漫长供暖期，成为北方建筑工程的主要能耗内容。伴随着社会主义现代化中国特色市场经济的深入发展，城镇化建设进一步加速，北方地区的建筑工程数量将继续增多，将加剧北方地区建筑能耗的总和。因此，作为相关企业与设计师应当从实践出发，提出优化建筑工程供暖系统设计的建议与策略。
建筑工程供暖设计方案中，涉及到供暖系统设计、围护结构设计两方面内容。从国内北方建筑供暖系统节能设计的情况来看，热传递数值高，围护结构保温性差，成为供暖设计中的薄弱环节;设计单位与设计人员应当注重思考如何提升建筑围护结构的保温防寒性能，从而实现建筑能耗数值的降低。从具体实践经验来看，改善建筑工程围护结构的防寒性能，尽管起到了建筑保温的作用，但是其设计水平受到经济条件的影响，在现有基础上起到的节能作用越来越低。设计师应当注重从其他供暖设计环节上，寻找提升建筑项目供暖效果、降低能耗使用率的方法与路径。
1、优化建筑室内温度的设计
根据我国《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中，关于建筑室内供暖设计定的相关规定，北方寒冷地域的建筑工程供暖系统设计，应当确保建筑物室内温度维持在18℃至24℃之间。如果人们穿着适量的衣物，安静呆在建筑室内，保持建筑物室内温度数值在18℃附近，人们感觉不到寒冷;保持建筑物室内温度数值在20℃附近，人们感觉非常温暖舒适;如果建筑室内温度数值低于15℃，人们将感到非常寒冷。因而可归纳为，设计师应当确保供暖系统设计维持室内温度在固定舒适数值范围之内，不得随意改变室内温度，同时尽量降低建筑供暖所产生的能耗。
2、科学计算供暖系统的热负荷数值
为了合理选择供暖设备，管道规格，在施工图设计时，必须对每个房间进行热负荷计算，不得采用供暖热负荷指标进行估算。供暖热负荷指标是一种统计数据，是供方案、初步设计阶段使用的。热负荷主要由围护结构耗热量、加热由外门、窗缝隙渗人室内的冷空气耗热量、加热由外门开启时经外门进人室内的冷空气耗热量等组成。
3、合理选择供暖系统的热源
应优先选用城市热网提供的热水作为供暖热媒，若当地没有热电联产、工业余热和废热可利用，应建设以集中锅炉房为热源的供热系统，新建锅炉房时，应考虑与城市热网连接的可能性。除当地电力充足和供电政策支持，或者建筑所在地无法利用其他形式的能源外，不应设计直接电热采暖。因为电能为高品位能，直接将燃煤发电生产出的高品位电能转换为低品位的热能进行供暖，能源利用效率低。
4、设置分户热计量
新建建筑及既有建筑的改造必须设置热计量装置，并具备室温调控功能。居住建筑应以楼栋为对象设置热量表。当楼栋为热量结算点时，目前的分户计量方式主要有散热器热分配计法、流量温度法、通断时间面积法、户用热量表法。
4.1散热器热分配计法
此种计量方式适用于新建和改造的各种散热器供暖系统，不适用于地面辐射供暖系统，其工作原理是利用散热器热分配计所测量的每组散热器的散热量比例关系，来对建筑的总供热量进行分摊。此种热计量方式只是分摊计算用热量，不具备室温调控功能。
4.2流量温度的计量方法
在拥有水平单管、共用立管的循环分户供暖系统、垂直单管的跨越式供暖系统中，供水流量的比例是稳定的，因此可以准确测量出管道中的流量数值和比例系数。该种流量温度的计算方法，能够计算出分摊的热量数值，不能对室内的温度数值形成调控作用。
4.3通断时间面积的计量方法
在地面辐射供暖系统、单管水平跨越式供暖系统和水平串联式、循环分户的供暖系统中，可以采用通短時间面积的计量方法，起到调节分户室内温度、分摊热量的作用。该种计量方法，以户为单位实现整体性温度控制和调节。
4.4热量表的计量方法
楼栋热量表和户用热量表，共同组成了分户热计量的供暖系统;将用户热量表（包括计算器、温度传感器、流量传感器）安装在供暖环路系统中，测量每个住户的供暖热能耗数值。热量表的类型划分为：电磁热量表、超声波热量表和机械热量表。
5、 自动控温阀的设计与安装
采用分户热计量的供暖方法，可以实现室内温度的自动调控，为居民提供健康、舒适的室内生活环境。
如果供暖系统中安装了散热器，则应当在进水支管上安装自动控温阀。
如果供暖系统采用水平或者垂直的双管，则应当安装高阻力的自动控温阀;当楼层超过五层，应当安装有调节阻力作用的自动控温阀，从而避免垂直供暖失调。
如果供暖系统采用跨越式的单管，则应当安装2-3通低阻力的自动控温阀。
如果供暖系统采用地面辐射设计方案，可以选择环路或者总体自动控温两种方式——环路控制系统中，应当为每个环路配备单独的自动控温阀，实现每个环路的单独控温;总体控制系统中，应当在总回水管或者总供水管上配备自动控温阀，实现总体的温度控制。
自动控温阀的类型 包括：自力式自动控温阀、热电式自动控温阀。
结语：
综上所述，在我国北方寒冷地区的建筑工程供暖系统设计中，设计师应当树立节能降耗设计意识，精确计算热负荷的数值，将建筑室内温度控制在合理范围内，科学安装自动控温阀，提升供暖系统的设计质量，促进我国建筑产业健康蓬勃发展。
参考文献：
[1]刘刚，薛一冰，房涛.被动式低能耗建筑供暖通风节能设计分析与探讨——以山东建筑大学教学实验综合楼为例[J].墙材革新与建筑节能，2018（01）.
[2]董旭娟.夏热冬冷地区住宅供暖与节能设计研究[D].西安建筑科技大学，2016.
[3]魏成幸.夏热冬冷地区居住建筑供暖设计分区研究[D].西安建筑科技大学，2016.