【关键词】：高层建筑；水暖工程；质量控制
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一.引言
改革开放以来，随着我国城市建筑朝高层化、多功能化、大型化、地下化方向发展，住宅楼层的高度在不断增加。具有结构复杂而又多变，新技术、新工艺种类繁多、施工工期紧、施工作业面窄、工序间穿插交叉频繁等特点的高层建筑水暖施工，密切水暖与土建等各专业间的配套施工就显得十分必要。
二.高层建筑水暖施工前的质量控制
高层建筑水暖施工前的质量控制不仅关系到整个施工的进度，而且还对整个工程项目的使用寿命产生重大影响。在进行高层建筑水暖工程施工前，要依据工程的实际情况，遵照国家相关规定制定严密的施工技术措施。此外还应认真贯彻水暖工程的每个环节，确保高层建筑水暖工程质量。从调究结果来看，笔者认为在高层建筑水暖施工前必须要做到下面几点：
1.审查施工图纸及相关文件
水暖施工前的准备工作是保证高层建筑水暖施工质量的基础。所以，在施工前，施工人员一定要认真审阅施工图纸及相关文件，清楚了解设计者的设计意图及工程的特点和要求。此外还必须熟悉相关国家规定，及时发现施工图纸中存在的问题，与设计者一道探讨得出统一意见，从而为高层水暖工程的顺利开展创造有利条件。
2.审查施工单位的资质
高层建筑水暖工程由一系列相互制约、相互关联的工序构成，其各个工序质量的好坏直接影响到整体工程的质量，因此要完成所有的工序需要精确的施工操作。在施工开始前，企业应努力提高施工人员的实际操作能力，依据施工人员对水暖工程的熟练程度来分配任务。与此同时，公司还应完善管理制度，做到多劳多得、奖罚分明，提高施工人员的积极性，使其自觉投入到工作中去，进而有效提高施工效率。
3.保证施工材料质量合格
在水暖工程开始前，施工人员应高度重视建筑材料的质量，不能为了节约和降低成本而购入质量低劣的材料。管理人员还应把好材料的入场关，弄清各种材料的来源途径。在高层建筑水暖施工中，对进场的大规模建筑材料要进行现场查验，把握好材料的质量关。对供暖系统、排水系统、通风空调系统等水暖施工所必须的设备，要有标准规范的质量鉴定书，例如产品说明书、产品合格证、备案证、生产许可证等，上面还应记载详细的产品名称、型号、代号、规格、生产地、生产日期。除此之外，相关技术人员还应密切关注国家及地方政府出台的有关水暖管材的政策，选用质量合格的水暖工程主材。
三.高层建筑水暖施工中的常见问题
经大量研究表明，目前高层建筑水暖施工管理中存在以下几个问题：
1.洞口预留问题
高层建筑水暖工程是建筑结构的辅助工程，建筑安装工程预埋、预留阶段是建筑工程中的重要组成部分，在施工过程中要预先留出水暖管线铺设的孔洞，并且注意控制预留口的标高，让施工能够顺利进行。但在实际操作过程中，孔洞预留问题在水暖工程中经常会被人们忽略，例如笔者在考察某个高层住宅工程的施工情况时发现，由于施工人员和水暖工长更换频繁，导致原本应该预留的孔洞和套管没有预留。而还有一些预留口由于控制标高不到位，存在数据偏差，导致水暖工程在后期施工时不得不进行庞大的的剔凿结构工程量，浪费了大量人力、财力、物力。洞口的预留问题对水暖工程的后期工程十分重要，所以承包企业要与设计人员之间做好校对工作，严格控制水暖工程质量。
2.渗漏、堵塞的问题
渗漏、堵塞问题可以说是建筑物难以根治的顽疾，是令用户难以摆脱的噩梦，特别是住宅工程的水暖渗漏问题尤为突出。因此在安装散热器、管道前，应彻底清除内部杂物，确保管内通畅，在实施安装工作时，还应做好临时封口，防止杂物掉到管内。在水暖施工过程中，承包企业还应确保在穿越楼板处设置钢套管，大约高出地面5cm，避免地面积水渗入到下层房间。一定要在地面与套管结合处进行严密的捣实，或者将穿越楼板管道的四周抹出一个高出原地面2cm的混凝土阻水圈，防止结合部位出现漏水、渗水现象。例如，某高层建筑水暖工程屋面及穿楼板面的处理措施如下图：
3. 安装给排水管道、采暖管道的问题
3.1 在安装室内给水管道时要多选用符合国家饮水标准的无毒PP-R管，排水管道要多选用质量合格的UPVC双壁螺旋消音管或铸铁管。
3.2 当散热器支管的长度超过1.5m 时，应在只管上安装管卡
3.3 安装采暖管道应选用焊接钢管，确保在其管径不大于32mm的时选用丝扣进行连接，当其管径大于DN40mm的时候，选择使用焊接。
与此同时，承包单位还应注意在安装完毕所有的管道后，还应进行检验工作，测试采暖管道的水压，排水管道还应做灌水测试，确保所有的管道都畅通无阻。
四.高层建筑水暖施工采取的技术管理措施
1. 贯彻技术管理措施
监督单位和承包单位等应成立专项质量管理小组，定期检查各分项工程质量，做好相关检查的记录工作，收集水暖施工过程中出现的技术难题，及时组织专业人员召开会议进行讨论，分析问题出现的深层原因，采取有效解决方法，并制定切实可行的改进措施。
2. 落实安全管理措施
由于施工工地一直以来存在很大安全隐患，因此，在施工过程中各部门一定要制定严格的奖罚制度。与此同时，还应该积极组织相关人员开展安全宣传教育，倡导按安全守则来进行操作。
3.控制好工序活动中的关联因素
高层建筑水暖工程由一系列相互制约、相互关联的工序所构成，正确的水暖施工流程是高层建筑水暖施工质量的重要保证。所以，除了在施工期间做好预埋配合外，还应控制排水立管、给水管道、喷淋干管、给水立管的安装进度，减轻后期的施工压力。
4.及时检验各个工序活动的施工效果
从预留水暖开始，再到安装水暖，在试压的整个过程中要切实加强质量的检验工作，及时掌握动态的质量信息、收集存在的问题，并分析存在质量问题的原因。针对问题要及时给出解决方案，确保土建和水暖工程的相互配合，防止出现返工现象。
5.积极预防质量通病
主要措施包括以下几点：①建立工程质量管理体系，依项目部的安排，成立水暖安装工程预埋、预留小组来全面负责安装与土建工程的具体工作。②严格遵照相关规定、施工工艺、操作规程、技术交底的规定来进行施工从而确保工程质量。③从思想上加以高度重视，从施工、设计、监理等方面制定有效的措施进行预防。从高层建筑水暖工程的实际出发，对洞口、套管、管道等预埋、预留位置及预留标高不准等问题，要加以高度重视。④制定切实可行的保护措施，避免因人为因素而导致出现质量问题。
6.制定合理的高层建筑水暖质量管理制度
公司应明确高层建筑水暖质量管理组织机构，并且制定合理的高层建筑水暖质量管理制度，落实部门负责、领导负责、岗位负责的责任管理体制。此外，还应确定各级评分标准与质量管理检查办法，从物资采购、现场施工管理、施工技术管理等方面来加以规范，防止出现质量问题，这也是控制高层建筑水暖施工质量的最佳途径。最后值得一提的是，还应该实施有效的奖惩制度，用以激励员工，增强操作人员的主观能动性，有效防止出现操作失误。
7.加强对施工现场的质量检查，做好质量记录。
严谨、科学的施工现场质量管理会促进提高工程的效益。建筑质量在很大程度上是由施工的过程所形成，因此要将质量控制重点放在工程施工阶段，加强对施工现场的质量检查，并且加大日常检查的频率与力度，在质量检查的过程中汇成摩天大楼的质量完美。
在施工过程中应做到在下班前对产品进行认真的质量复合，如果发现质量不合格的产品，应马上返修。在下班之后，应由班组长以及班组质量人员来共同检验产品质量，在检验时发现质量不合要求的产品，应该由先的原操作人员及时采取措施进行返修，如果发现重大的质量事故应及时上报上级机关进行相关处理。
质量记录工作是在和工程质量有关的活动中形成的记录。质量记录工作是质量管理中十分重要的环节。不仅包括材料检验记录、技术交底记录、交接检查记录、隐蔽验收记录、工程预检记录、质量验收记录、审图记录以及施工试验等，它是水暖工程质量活动留下的重要凭证，也是在施工过程中上下工序交接的依据，起到真实反映施工过程的作用。
施工过程中强调贯彻“百年大计，质量第一”的方针。尽管水暖施工没有像土建施工技术那样复杂，并且施工方法也比较简单、容易操作。但是，在实际的高层建筑中水暖系统冒、跑、漏、滴的现象也经常发生，其质量好坏的意义一点也不逊色于建筑物外观的美丽。只有努力提高建筑物的质量，增强实用性强的水暖施工的质量，不仅可以保证建筑物的社会实效性，而且还能满足居住者生活安康的要求，实现节约资源的目的。
五.结束语
高层建筑水暖施工质量的好坏对建筑的使用寿命、使用功能乃至城市形象都产生重要影响，相关施工单位应给予高度重视。所以，要确保高层建筑水暖工程的质量，必须严格执行高层建筑水暖施工的每个工作环节。相关人员要在深刻理解图纸的基础上，严格遵照技术流程来展开工作，从而全面提高高层建筑水暖工程质量，为住户营造一个舒适的居住环境。
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关键词：
缓冲空间；采暖能耗；被动式设计；建筑节能
Abstract：
Based on the analysis of winter field survey and thermal environment measurement， the bufferspace design can obviously improve indoor thermal environment in the residential buildings of Lhasa. However， the indoor winter thermal environment of nonheating rooms still need to be improved. Local people have strong heating demand for residential buildings. All the clues lead to the fast growing tendency of heating energy consumption and environmental load in Lhasa. The basic simulation models for understanding the bufferspace's effect to heating energy consumption are established from the common residential buildings in Lhasa， and the factors include south and north bufferspace's depth design. Result shows that bufferspace can obviously reduce winter heating energy consumption. Along with the south bufferspace's depth increasing， the heating energy consumption shows the tendency of continuous increasing； as for the north bufferspace， the tendency is firstly getting decreasing and then increasing， and the energy consumption among models is not large. The heating energy consumption comparison study between common model and optimal bufferspace design model shows that bufferspace design can obviously reduce the heating energy consumption.
Keywords：
bufferspace； heating energy consumption； passive design； building energy saving
拉萨是中国海拔最高的省会城市，其气候具有典型的高原城市气候特征：空气含氧量低，气压低，太阳辐射强烈，气温日较差大，最热月七月的平均温度为15.5 ℃，最冷月一月的平均温度为-1.6 ℃[1]。夏季非常凉爽，冬季采暖期长但平均温度并不特别低[2]。资料显示[35]，随着城市化进程的不断推进，拉萨住宅建筑已步入大面积建设阶段。同时，居民生活条件在逐步提高，生活方式逐渐趋同内陆。可以推断，城市建筑采暖能耗将持续增加。为了避免当地采暖能耗爆发性无序增长，对当地居住建筑采用高效被动式太阳能设计，以缓解冬季采暖能耗矛盾是在当地气候条件与自然资源双重约束下，实现可持续发展。
毋庸置疑，在被动式太阳房设计中，建筑围护结构的热工性能对建筑的热环境有重要作用，但现场调研显示，居住建筑是否具备封闭缓冲空间对相邻房间的热环境影响很大。因此，当地的户型对室内热环境的作用不可忽视。笔者从热环境测试和模拟计算两方面讨论缓冲空间对居住建筑采暖能耗的作用和意义。
目前，对以拉萨为代表的高海拔地区居住建筑的冬季采暖节能研究成果基本来自中国学者。文献[6]分析了围护结构热工性能对主动式系统运行的影响，解决了围护结构热工性能与设备系统的匹配问题。文献[7]研究了围护结构在强太阳辐射条件下的动态传热计算方法，讨论了该地区纯被动式采暖的可行性。文献[810]通过提出非平衡保温概念，阐述了在太阳辐射作用下，不同朝向围护结构的不同传热现象。给出了传热系数设计方法。文献[11]讨论了强太阳辐射对拉萨市建筑围护结构热工设计与计算中朝向修正系数的影响。综上，在以拉萨为代表的太阳能富集区建筑节能研究中，现有成果的研究对象多为强太阳辐射对围护结构的热作用及在该作用下围护结构的热工设计或传热计算。研究结果有利于拉萨及相似气候区的节能工作。但是，尽管实地测试显示建筑空间设计对室内热环境有重要影响，目前，还没有研究从建筑空间设计角度出发，探讨缓冲空间的设置对居住建筑采暖能耗的影响。本文以拉萨城镇既有住宅建筑中常见的直接受益式户型单元为对象，建立基本模型，通过模拟计算讨论缓冲空间设计对采暖能耗的影响，尝试给当地住宅建筑节能设计提供新思路。
1拉萨居住建筑热环境测试
课题组对以拉萨为代表的高海拔地区的民用建筑节能设计进行了长期研究。近10年来，课题组多次赴藏进行民用建筑冬季热环境调研，包括城镇住宅和农村传统住宅的测绘与热环境测试。在前期的研究中，拉萨的农村住宅和城镇居住建筑均体现了依赖经验的、未量化的被动式太阳能利用特征。热环境测试及热舒适问卷表明，居住建筑冬季热环境尚不能满足居民对热环境的需求。调研与测试内容在文献[3，1213]发表，测试结论列举如下：1）住宅建筑在户型设计上具有被动式设计特点，如建筑朝南向、住宅层高较低，空间紧凑狭小、部分联排式住宅自发另外设计建造了阳光间等；2）建筑空间的热环境测试结果较差，即使是太阳辐射资源充足的南向房间也无法达到满足人体热舒适的室内温度，同时，北向房间明显过冷，无法满足正常使用要求。3）缓冲空间的设计能够明显改善相邻房间的热环境。例如，使用封闭阳台作为阳光间的住宅，阳光间相邻房间的室内平均温度高于未设计封闭阳台的户型。4）既有居住建筑的户型设计中，缓冲空间的设计多以南向封闭阳台的形式出现。
2缓冲空间设计对城镇集合式住宅冬
季采暖能耗的影响分析
以拉萨市典型的城镇集合住宅为例，通过模拟计算的方法讨论城镇居住建筑缓冲空间对冬季采暖能耗的影响。由实地调研可知，当地城镇居住建筑目前以南北通透的户型设计为主。因此，在案例选择上采用在直接受益式太阳房基础上增加密闭缓冲空间方式进行研究。研究案例主要有：直接受益式模型、附加阳光间式模型、北向封闭阳台模型。研究内容有：建筑朝向、太阳房进深、北向封闭阳台进深等关键缓冲空间设计要素对采暖能耗的影响。
2.1计算软件与基本模型
本文是课题组开展建筑节能研究的阶段性工作成果。文中计算模型与模拟软件设置等运算工具与前期研究相同[14]，基本模型以拉萨市较常见的既有建筑户型生成。表1为建筑模型基本信息。图1为模拟建筑的标准层平面图，图中文字标出房间功能的户型为计算户型。除了南北向以外，计算户型的周边均与其他单元相接。文中如无特殊说明，模型的保温设计和朝向设计均沿用调研的实际情况，即无保温与朝南向。图2为3种基本模拟户型。表2为围护结构的基本构造。该构造形式同样取自当地常见居住建筑，与课题前期研究中模拟对象构造信息一致。
本文计算工具为THERB。THERB是计算热负荷及室内热环境等建筑热工指标的模拟软件，通过了日本政府及建筑协会的认证[15]。在模拟分析前，首先对软件的准确性进行实测对比验证。
图3为课题组于2009年进行拉萨调研时的测试对象之一。建筑外Σ捎240 mm厚实心混凝土砌块，无保温，外窗为6 mm厚单层玻璃窗，楼板为100 mm厚钢筋混凝土现浇楼板。南向窗墙面积比0.59，北向0.18。户型及尺寸如图3所示，测试期间无采暖。
使用THERB建立相同的计算模型。计算步长为3 600 s，各房间与外界通风频率为0.5次/h，无采暖。计算参数方面，室外气温使用实测值。其他计算参数，如：太阳辐射相关参数、夜间长波辐射、风向、风速，等，因缺实地测试气象数据，使用文献[16]相同时间段数据。选取对比分析时间段为2009年11月26日17：00到11月27日16：00，共24 h。
图4为测试户型中ROOM3室内空气温度的实测数据与模拟计算数据对比图。图中，实测值与模拟值变化趋势一致。在24 h周期内，实测温度平均值为14.98 ℃，模拟为14.71 ℃。在实测值与模拟值的24 h逐时温差方面，最大逐时温差值为1.67 ℃（实测值高于模拟值），最小温差值为0 ℃。从19：00至次日11：00，即受太阳直射辐射影响较弱的时段，实测与模拟的逐时温差平均值为0.3 ℃。其余时间段，该平均值超过1 ℃。数据对比表明，实测值与模拟值之间的差异主要是由太阳辐射照度的区别造成的。计算中，来自标准年气象数据库的太阳辐射照度值小于实测时间段的实际值，造成了在室内24 h周期温度波的波峰阶段，模拟计算值小于实测值。另一方面：1）实测与模拟的温度波动趋势一致；2）在室内24 h周期温度波的非波峰阶段，实测数据与模拟数据的逐时温差非常小。综上所述，THERB软件计算结果是可靠的。
在后面的计算中，THERB的计算步长、通风状况、内外表面换热系数等设置同验证计算。各模型在采暖期内除了南北阳台外，其他房间均采暖，室内设定温度为18 ℃。
为计算方便，本文按11月1日到2月28日之间的整数月作为拉萨的采暖计算周期，采暖期内进行不间断采暖计算。室外气象计算参数采用文献[16]的数据。
2.2基本模型采暖季采暖能耗对比分析
本节针对基本模型之间的采暖能耗进行对比研究。另外，虽然实地调研显示当地建筑基本朝南向，但是考虑到城市的发展与用地情况的变化，未来其他朝向的建筑也有可能出现。本节对3种户型在东南西北四个朝向下的不同能耗进行计算分析。表3显示了3种户型的各朝向模型的围护结构构造、户型平面图与模型的计算数量。
图5为模拟计算结果。如图所示，3个基本模型中，明显可以看出，不具备缓冲空间的直接受益模型的各朝向采暖能耗均远大于其他户型。以正南向为例，计算显示阳光间模型和北向封闭阳台模型的能耗相差很小，同时，直接受益模型的采暖能耗约为这两种户型的1.43倍。结果表明在其他条件不变的情况下，非采暖的缓冲空间不管是南向还是北向均对降低拉萨市的冬季采暖能耗有很大帮助。
3种户型的4个朝向中，南向能耗最小，与其他3个朝向相比，能耗差值很大。3个模型的各朝向最大采暖能耗为其南向能耗的倍数分别为：直接受益窗模型1.58倍，阳光间模型1.43倍，北向封闭阳台模型1.83倍。计算表明，当建筑朝向为非南向时，建筑的采暖能耗会明显增加。意味着今后随着城市化的发展，在当地土地资源有限的情况下，按一般的户型设计方法出现了朝向受限情况时，则应该通过调整用地规划、改变空间设计思路等方式来尽量保证主要建筑空间朝南向。
需要注意的是，直接受益模型与太阳房模型的正北向案例的能耗并不是4个朝向中最大的。这是由于在正北向模型中，原本朝向北侧的外窗变为朝向南方，对于上述两个模型中产生采暖负荷的Room4、Room5、 Room6来说形成了直接受益系统，虽然限于窗墙比的原因，系统效率较低，但是在拉萨强烈的太阳辐射条件下，能耗仍然小于没有该系统的正东正西模型。但同时计算结果显示，对于北阳台模型来说，其北向模型的能耗最大，这是因为原北向封闭阳台Room9为非采暖房间，不产生采暖负荷，当其转到正南向时，由于Room9的窗墙比很小，新的太阳房系统效率很差，对相邻采暖房间的帮助很小，同时，窗墙比较大的原南向房间转至北向，变成纯失热面。因此，该户型的北向模型在4个朝向中能耗最大。当然，如果作为缓冲空间的北向封闭阳台Room9采暖，则会出现不同的计算结果。分析表明，非采暖缓冲空间能够显著降低由室内外温差引起的采暖负荷。同时南向缓冲空间也会影响到被动式系统的运行效率，需要恰当的窗墙比来进行被动式设计。在后续研究中会继续进行。
2.3南向阳光间进深对冬季采暖能耗影响
在前期的实地调研与计算分析中，南向阳光间无疑能够对相邻房间的热舒适产生改善作用，不同尺寸的南向阳光间其对应的热环境有所差异。另外，住宅建筑的阳光间还具备具备封闭阳台的建筑功能使用要求。于是，阳光间的进深设计同时影响到室内热环境与建筑功能。在前期的研究中，阳光间进深对建筑采暖能耗的作用的部分案例已经进行过分析。本节结合前期研究[14]，从室内热环境与建筑功能两方面分析阳光间进深的适宜设计尺寸。
图6为阳光间进深模型的户型设计示意图，其中阳光间进深尺寸用字母H代表。计算案例中共有7个阳光间进深计算模型，分别是进深0、0.6、12、1.8、2.4、3.0、3.6 m。表4为模型具体信息。其中模型0 m意为无阳光间设计，即户型为直接受益式太阳房。
在图7所示计算结果中，直接受益式模型的冬季采暖能耗明显大于具备阳光间设计的各个模型。在阳光间进深0.6～3.6 m的模型中，阳光间进深的逐步增大导致了采暖能耗的逐步增大。其中，从阳光间进深0.6～3.0 m，模型间采暖能耗增幅基本同步，进深3.0～3.6 m，能耗增幅趋缓。实际上，在居住建筑设计中，由于空间功能要求，鲜见阳光间进深大于3.0 m的情况。当阳光间进深尺寸大于3.0 m时，计算就可以视为不采暖南向房间的进深设计对建筑采暖能耗的影响，在今后的研究中将继续深入。
本节计算中，阳光间进深0.6 m的采暖能耗最小。但因为阳光间同时还是一个建筑空g，具备特有的使用功能，如有晾衣、景观等。综合考虑，阳光间进深设计在满足日常功能的同时应采用较小的尺寸。对于普通的单元式集合住宅，阳光间进深1.8 m左右比较合适。当然，如果南向外窗采用构造接近阳光间的内外双层飘窗设计的话，因为飘窗的进深尺寸较小，该设计会更有利于节能。
2.4北向封闭阳台进深对冬季采暖能耗影响
与阳光间一样，在住宅建筑设计中，北向封闭阳台具备建筑学意义上的使用功能，例如服务阳台、仓储等。北向封闭阳台的设计也要满足功能和热工设计的双重需求。
图8为北向封闭阳台模型的示意图，其中，字母h代表北向封闭阳台进深数值。计算案例中共有7个北向封闭阳台进深计算模型，分别是进深0、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0、3.6 m。表5为模型具体设置。其他计算设置同阳光间进深计算案例。
图9为模拟计算结果。明显可以看出，直接受益式模型的采暖能耗大于其他北阳台模型。同时，在北阳台进深模型中，随进深增大，采暖季计算能耗呈现先降后增的趋势，其中，进深1.2 m为最小值。同时，北阳台进深模型之间的能耗差非常小，模型间能耗差均小于最小能耗值的0.6%。因此，在进行户型设计时，首先，应该具备北向封闭阳台设计；然后，具体的进深设计以满足北阳台的使用功能为准。根据实地调研情况，若北向缓冲空间设计为服务阳台的话，建议进深设计选用1.2～2.4 m之间。
3拉萨市居住建筑缓冲空间的设计建议及效果对比分析
由第2节的模拟计算结果可知，非采暖缓冲空间能有效降低建筑采暖能耗。南向阳光间进深的计算分析表明，建筑的采暖季计算能耗随阳光间进深增大而增大。在满足阳光间功能的前提下，应当控制阳光间的进深设计。北向封闭阳台进深案例分析表明，建筑采暖季计算能耗随进深增大，呈现先降后增的趋势，同时模型之间能耗差很小。所以，北向阳台的进深设计应该以满足其使用功能为主要依据。综上，建立一个南北向双阳台计算模型，与当地最常见的直接受益模型进行对比来验证缓冲空间设计的节能效果。
在双阳台模型的设计中，朝向设计方面，建筑朝南向；阳光间进深设计方面，进深设计为1.2 m；北阳台进深设计方面，进深设计为1.2 m。图10为双阳台模型的户型示意图。
为了得到非采暖的南北向缓冲空间对建筑采暖能耗削减作用的的量化结果，对上述双阳台模型与直接受益模型进行冬季采暖能耗验证计算。各项计算参数同前。
图11为计算结果，如图所示，在计算条件下，采用了缓冲空间设计的优化模型与原始模型相比较，能耗减少了56.5%。计算结果表明采用了缓冲空间设计的建筑平面设计方案能够大幅降低建筑的采暖能耗。同时，在新住宅建设中采用缓冲空间设计几乎不会增加成本，采用该项设计对于当地的居住建筑节能工作非常有利。
4结论
针对缓冲空间设计对拉萨市居住建筑采暖能耗的节能作用，得出以下结论：
1）计算分析与节能验证表明：缓冲空间的设置能够明显大幅降低居住建筑的冬季采暖能耗。在居住建筑被动式设计时应设置南北向缓冲空间。
2）设计南向缓冲空间（阳光间）时，其进深应尽量减小，从而满足能耗控制的要求。设计北向缓冲空间时，由于建筑能耗对北阳台进深并不敏感，所以，应该以北阳台的使用功能为主要设计依据。
3）南向是当地的住宅建筑节能的最有利朝向，设计时应通过各种手段尽量使得主要使用空间朝南向。
最后，通过数值模拟的方法分析了居住建筑缓冲空间对采暖能耗的作用，提出了缓冲空间的适宜尺寸。同时，需要注意的是，在调研中发现，户型设计的其他空间构成因素也会影响建筑的采暖能耗，围护结构的各项热工性能也会显著影响采暖能耗。对此，课题组将进行持续研究。
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关键词：建筑集中供热；采暖系统；节能设计
中图分类号：TU201文献标识码： A
引言
能源是促进社会发展最为重要的物质基础之一，目前世界范围内所发生的能源危机已经让各国在节约能源方面达成了共识，提升能源的利用效率势在必行。
城市建筑集中供热需要消耗大量的能源，如何可以有效的节约能源提升供暖的效率已经成为了建筑集中供热采暖所面临的重要课题。以下主要结合自身对于建筑集中供热采暖的认识谈几点看法，以期可以更好的做好建筑集中供暖工作，服务好广大人民群众对于集中供暖的需要。
1.建筑集中供热采暖的节能理论研究
1.1开展建筑集中供热节能的必要性探讨
我国幅员辽阔，气候类型呈现出多样化的特征。在冬季，我国西北地区、华北地区和东北地区温度较低，寒冷给居民的正常生活造成了很多不便，所以采取集中供暖就成了必然要开展的重要工作。但目前来讲集中供暖对于能源的消耗比较大，加之目前我国需要集中供暖地面的面积在不断扩大，长江以南地区的武汉、长沙等城市市民也希望能够享受到集中供暖，这就对能源的利用效率提出了更高的要求。另外因为能源消耗所带来的环境问题也不断加剧，温室气体大量排放导致海平面上升给很多海岛国家构成了威胁。因此，对建筑集中供暖进行分析，研究降低热损失和环境影响的方法，对于提升能源的利用效率有着十分积极的作用。
1.2目前建筑集中供热采暖存在的问题分析
我国建筑集中采暖工作起步的比较晚，对于节能技术的应用不足，所以在发展中还存在着各种各样的问题。
首先是在进行建筑设计的过程中对于保暖重视不足，建筑物能耗设计能够达标的比较少。另外建筑物本身额墙体的保温和隔热都比较差，这使得大量的热量在到达建筑物会后从窗体散失。另外一些地区的热力网的热损失也比较严重。由于热力站的设备老化问题，其机械化和自动化的水平比较低，使用智能技术的控制率也比较低，加上热力管网年久失修，官网的保温和防水工作不够到位，也会造成大量的能量浪费。最后热源问题也是值得进行关注的重点问题，在我国大部分城市都采取的是煤炭，煤炭在进行燃烧的过程中会造成环境的污染，加上热源的分布问题，对燃煤的消耗量比较大，最终导致供暖的成本比较高。
2.城市集中供热采暖节能设计研究
2.1 热用户采暖节能设计
热用户是供热采暖系统中的最后一个环节，也是热能的最终消耗环节，因此，该环节的节能设计显得尤为重要。
首先，建筑本身需要进行节能设计和改造，新建建筑应选用双层隔热玻璃，合理选用原片玻璃，控制通过门窗的辐射传热，改进中空玻璃间隔层内气体性能、选用低传导间隔层和隔热性能好的窗框材料降低窗体热量的损失；同时，在建筑物的围护结构的设计上，目前我国已针对不同气候地区出台相应节能设计规范， 建筑围护结构的构造做法，传热系数等限值给出了明确参考和规定，外墙保温隔热做法，解决防湿、防结露、防热桥等问题的设计上已趋于成熟。
其次是针对采暖需求要建立按热量的使用量计量系统，积极采用热能计、热量分配表等设备，逐步建立和完善对热用户按耗热量计取热费的体系，针对新建和新增加采暖系统的建筑，建议采用分户独立、一户一表的供热采暖计量方式，对于老旧供暖系统改造的建筑，可采用热分配表式，将用户的使用数量与费用直接挂钩，提高用户的节能意识，同时，需要按照节能要求，在供暖采暖系统，推广使用散热器、恒温控制器、平衡阀、压差控制器等先进的室温控制设备，避免热用户水力失调和热能浪费，实现按热用户需求供热。
最后是不同的热力站之间应该用间接连接方式，以保证量调节的实现。 热力站是集中供热采暖系统一次网和二次网的连接纽带，是一次网实现量调节和使一二次网分离减少热网漏水损失的核心。在热力站中应积极推广采用高效板式换热器机组， 并配以自动调节装置，实现热力站按热用户的需求和气候变化进行实时调节。通过改变供水温度或供水量，达到节能的目的。
2.2 热力网供暖节能设计
热力网节能是供热采暖系统的关键环节，热力网联接着热力站和采暖用户，中间环节的节能措施至关重要。
首先要根据城市水文、地理及建筑物特点，做好热力网的规划设计。 热网设计应在综合考虑经济、技术效果的前提下，确定优化方案，并进行详细的水力平衡计算，以期达到最佳设计效果。 热力管网布置及走向应服从小区的统一规划，根据小区具体情况，进行科学论证，推广使用保温性能好，占地面积下，同时施工简单、成本低的硬质聚氨酯保温直埋技术，热网主干线的敷设要靠近热负荷密集区，尽量降低管网的长度，选定合理的热指标，管网参数设计要合理，热网支管及用户入口管径的设计，应按外网总压力平衡计算来确定，并核算其流通能力。
其次要做好热力网的控制与管理节能。要放弃传统的热力网的手动调节方式，实行科学的管理和自动化控制。 研究热网监控系统或其它自控方式的可行性，采用热网微机监控系统，提高自控系统的可靠性。同时，要提高运行管理人员技术水平和整体素质，参与到自控系统的设计和实施过程中，以保证整个热力管网的自动化管理水平，提高管理效率和水平。
最后要提高热网的设施与材料的节能水平。逐步放弃使用保温性能较差的珍珠岩瓦、岩棉管等保温材料，推广使用聚胺酣保温材料。逐步放弃使用调节功能很局限的调节闸阀，在各个供热干管上安装调节性能优良的平衡阀或自力式流量控制器，使管路或用户的流量符合要求，从而消除管网水力失调，解决暖气局部过热、局部不热的问题。
2.3 热源节能设计
热源的节能设计对改善供热环境，提高供热水平，节约燃料，降低供热系统对环境的污染效果明显。首先是严格限制高硫煤的开采和大力推行煤炭的洗选加工，开发和推广清洁煤技术和循环流化床锅炉，积极推广使用除尘设备和电厂脱硫技术及其成套装备。其次采取合理的运行管理措施， 根据实际情况选用集中质调节，量调节，分阶段改变流量质调节及间歇调节方式，避免运行过程中的冷热失调，提高控制和调节水平。 在操作方面要提高锅炉操作人员的规范化操作水平，放弃“看天烧火”的经验主义做法，根据室外温度合理确定供暖期每日的锅炉运行参数，使锅炉运行科学化、程序化，做到既保暖又节煤。
3.小结
冬季我国北方很多地区使用集中供暖是居民取暖的重要方式，伴随着供暖面积的扩大，提升供暖系统的节能效果就显得非常重要。在进行建筑集中供暖采暖节能设计的过程中药注重环境和运行成本两个方面的综合考虑，这是开展集中采暖节能设计的重点。本文主要对建筑集中供暖采暖系统基本理论进行了阐述，进而分析了了供暖采暖节能设计的主要措施，以期可以更好的做好集中供热采暖工作，保护环境造福人民群众。
参考文献
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能源是社会和经济发展的重要物质基础，做为不可再生资源，其重要地位不言而喻，世界范围内的能源危机已让各国在节约能源，提高能源的利用效率等问题上达成共识。城市建筑集中供热采暖的能源消耗量大，如何通过有效的节能措施，提高集中供暖的效率，降低能源的使用量，保证供暖的效果是一项重要的研究课题。
1.建筑集中供热采暖节能相关理论
1.1建筑集中供热采暖节能的必要性
我国面积幅员辽阔，气候类型多样，统计资料显示，在冬季期间，我国三分之二多的东北、华北和西北地区，日平均气温小于5℃的天数超过90，寒冷的天气给居民的工作和生活带来了极大的不便，因此，集中供暖成为必然的选择。由于集中供暖对能源的消耗量大，随着我国需要集中供暖建筑面积的不断攀升，能源的利用率成为迫切需要解决和重视的问题，因建筑围护结构的保温性和门窗气密性差、供暖锅炉的燃烧率低、供热管网漏气、漏水、保温性能降低等原因造成的热损失给集中供暖的整体效果带来重大冲击。同时，由于能源消耗带来的环境问题日益突出，温室气体排放问题已得到世界范围内重视，所以，对建筑集中供热采暖节能效果进行分析，并采取的一定的措施降低热损失和对环境的影响，提高能源利用效率，是很有必要的。
1.2建筑集中供热采暖存在的问题
在我国，建筑集中供热采暖工作开展的较晚，对节能技术的重视程度不够，起步较晚，因此，在发展中存在一定的问题：首先是建筑自身的节能保温隔热性能较差，建筑物能耗设计达标的低，单位采暖建筑面积能耗是欧美国家的2-3倍以上，采用粘土实心砖或单一的混凝土砌块的墙体材料，建筑热工性能根本达不到建筑节能设计标准，甚至达不到国家规定的最低的热工标准，其外墙热损失是欧美国家的3-5倍；同时建筑物窗体的保温、隔热、密封性能较差，使得大量的热量到达建筑物后通过窗体散失，窗体的热损失为欧美国家的2倍以上。其次是热力网的热损失严重。热力站的设备老化成就，自动化和机械化水平低，智能控制技术的使用率极低，专用设备的研究和开发周期长，产业化速度慢，造成热力工况的调节不能准确、及时；热力管理网年久失修，多为隐蔽工程，失水、补水量大，管网的保温和防水工作不到位，造成大量的能量浪费，同时由于水质问题，造成管网的腐蚀严重，大流量小温差和“跑、冒、滴、漏”现象仍普遍存在。最后热源的问题。热源在一般城市都采用煤作为燃料，燃烧造成的空气和环境污染问题严重；同时，由于供热锅炉的性能问题，热效率一直处于较低的水平，对燃料的消耗量大，供暖采暖的成本较高；城市供暖供热项目由于缺乏专业的科学的规划和审批，热源的分布不对称、不均匀，最终导致热源建成后热负荷不足的“大马拉小车”的严重浪费现象。
2.城市集中供热采暖节能设计研究
2.1热用户采暖节能设计
热用户是供热采暖系统中的最后一个环节，也是热能的最终消耗环节，因此，该环节的节能设计显得尤为重要。首先，建筑本身需要进行节能设计和改造，新建建筑应选用双层隔热玻璃，合理选用原片玻璃，控制通过门窗的辐射传热，改进中空玻璃间隔层内气体性能、选用低传导间隔层和隔热性能好的窗框材料降低窗体热量的损失；同时，在建筑物的围护结构的设计上，目前我国已针对不同气候地区出台相应节能设计规范，建筑围护结构的构造做法，传热系数等限值给出了明确参考和规定，外墙保温隔热做法，解决防湿、防结露、防热桥等问题的设计上已趋于成熟。其次是针对采暖需求要建立按热量的使用量计量系统，积极采用热能计、热量分配表等设备，逐步建立和完善对热用户按耗热量计取热费的体系，针对新建和新增加采暖系统的建筑，建议采用分户独立、一户一表的供热采暖计量方式，对于老旧供暖系统改造的建筑，可采用热分配表式，将用户的使用数量与费用直接挂钩，提高用户的节能意识，同时，需要按照节能要求，在供暖采暖系统，推广使用散热器、恒温控制器、平衡阀、压差控制器等先进的室温控制设备，避免热用户水力失调和热能浪费，实现按热用户需求供热。最后是不同的热力站之间应该用间接连接方式，以保证量调节的实现。热力站是集中供热采暖系统一次网和二次网的连接纽带，是一次网实现量调节和使一二次网分离减少热网漏水损失的核心。在热力站中应积极推广采用高效板式换热器机组，并配以自动调节装置，实现热力站按热用户的需求和气候变化进行实时调节。通过改变供水温度或供水量，达到节能的目的。
2.2热力网供暖节能设计
热力网节能是供热采暖系统的关键环节，热力网联接着热力站和采暖用户，中间环节的节能措施至关重要。首先要根据城市水文、地理及建筑物特点，做好热力网的规划设计。热网设计应在综合考虑经济、技术效果的前提下，确定优化方案，并进行详细的水力平衡计算，以期达到最佳设计效果。热力管网布置及走向应服从小区的统一规划，根据小区具体情况，进行科学论证，推广使用保温性能好，占地面积下，同时施工简单、成本低的硬质聚氨酯保温直埋技术，热网主干线的敷设要靠近热负荷密集区，尽量降低管网的长度，选定合理的热指标，管网参数设计要合理，热网支管及用户入口管径的设计，应按外网总压力平衡计算来确定，并核算其流通能力。其次要做好热力网的控制与管理节能。要放弃传统的热力网的手动调节方式，实行科学的管理和自动化控制。研究热网监控系统或其它自控方式的可行性，采用热网微机监控系统，提高自控系统的可靠性。同时，要提高运行管理人员技术水平和整体素质，参与到自控系统的设计和实施过程中，以保证整个热力管网的自动化管理水平，提高管理效率和水平。最后要提高热网的设施与材料的节能水平。逐步放弃使用保温性能较差的珍珠岩瓦、岩棉管等保温材料，推广使用聚胺酣保温材料。逐步放弃使用调节功能很局限的调节闸阀，在各个供热干管上安装调节性能优良的平衡阀或自力式流量控制器，使管路或用户的流量符合要求，从而消除管网水力失调，解决暖气局部过热、局部不热的问题。
2.3热源节能设计
热源的节能设计对改善供热环境，提高供热水平，节约燃料，降低供热系统对环境的污染效果明显。首先是严格限制高硫煤的开采和大力推行煤炭的洗选加工，开发和推广清洁煤技术和循环流化床锅炉，积极推广使用除尘设备和电厂脱硫技术及其成套装备。其次采取合理的运行管理措施，根据实际情况选用集中质调节，量调节，分阶段改变流量质调节及间歇调节方式，避免运行过程中的冷热失调，提高控制和调节水平。在操作方面要提高锅炉操作人员的规范化操作水平，放弃“看天烧火”的经验主义做法，根据室外温度合理确定供暖期每日的锅炉运行参数，使锅炉运行科学化、程序化，做到既保暖又节煤。
关键词：建筑工程 暖通 节能 设计
空调和采暖是建筑能耗中的主要消耗，通常情况下其能耗占总能耗的一半以上。给世界技术先进或者气候条件相似的发达国家比起来，我国每平方木建筑采暖能耗要比发达国家多出3倍左右，虽然能好多，但舒适程度不如别人。采暖通风工程的设计作为节能建筑发展中的重要环节，采暖通风工程的设计直接关系到节能建筑的能耗指标与入住舒适度，因此，采暖通风工程的设计在房屋建筑中是一项重要工作。
一、节能建筑采暖通风设计的相关原则
随着社会观念的不断更新和变化，人们对于节能的人事也在不断变化，对于现代节能建筑的认识，人们不仅仅是注重冬季建筑的保暖，还要注重夏季室内良好的通风情况，这样才能够使得夏季的室内温度更加清凉，同时还能对降低建筑的隔热效果发挥作用，减少室外温度对室内温度的影响。从这些情况来看，在进行节能建筑暖通工程的设计过程中需要按照一定的原则进行设计。根据地热采暖的相关特点来看，其特点具体包括了：节省居室年纪和能源、环境舒适、运费低、隔音效果好等，这些使得地热采暖现在正逐渐变为节能建筑的第一供热方式。设计节能建筑暖通工程时，应该根据《采暖通风及空气调节设计规范》相关规定并按照工程的具体情况开展设计工作。对于不同地区存在的差异进行技术参数分析后进行复核实际的设计与施工。节能建筑暖通工程相关设计参数包括了：第一，传媒：低于65℃，低温为30℃-40℃。第二，供回水温差：10℃-17℃，地暖系统工作压力小于0.8Mpa。设计工程中对于基本耗能量的计算需要参照《采暖通风与空气调节设计规范》中的具体规定进行，以及按照辐射采暖特点做进一步修改，最后计算出地热房间的单位耗热指标。采暖地面构造厚度要控制在80毫米以上，管间距最好在150-300毫米之间，热管距外墙内表面为70-100毫米。待这些参数准备到位后，应该然布置供热房间管道。每户设置一组分水器，根据房间多少安排支环路个数。
二、建筑中采暖通风设计的具体应用
首先，电热供暖，电热供暖的实施需要根据具体的实际情况进行，这主要是参考各个地方的经济、文化、以及人们的生活方式进行选择，具体方法可以根据以下几点进行：
①按照不用的场所需要，例如：局部供暖、特殊供暖、环保需要等各类场所。
②对于距离集中热源较远的建筑物，应该进行电热供暖来进行取暖。
③采用热泵系统，还主要是为了使热能利用率得到提高。
④通过相关的建筑技术来实现供暖，如：低谷电、蓄热技术，在保证技术经济合理的情况下，电热供暖需要具备相应的可控性及安全性。其次，热水地板辐射供暖。在进行地板辐射供暖的设计过程中，除了对设计进行详细地理论计算外，其他的相关因素也要考虑在内，例如：施工安装、材料选择、运行状况、热舒适度、运行费用等各个方面的因素。随着房地产建筑业的发展，低温热水地板辐射供暖在人们的日常生活中不断被人们所喜爱，并在实际的运用过程得到了大力的推广和运行，由于地板辐射供暖具有多项优点，给人们的生活环境和居住条件带来了改善，因地让广大用户对此十分欢迎，使用的人数越来越多。地板辐射供暖优点体现在：第一，调节性良好，对于民用住宅建筑的用户来说，只要参照个人的生活需求进行调节控制，就可实行分户计量。第二，蓄热能力大，能够让室内温度处于稳定状态。尽管具备诸多优点，但是地板辐射供暖还存在许多需要完善的地方，例如：工程设计、理论计算等方面，这就要求相关部门对于相关的设计规程和施工验收工作进一步规范；此外，对于地板辐射供暖应该配有地面装修方案，这样才能使地板供暖系统施工安装质量得到保证，使得系统在一个良好的状态下安全运行。最后，燃气供暖。在提到节能这一观念，使用环保节能的新型燃料是必须要倡导的，天然气作为当今社会的一种清洁能源，具有废弃物排放少、污染小的特点，对于减少温室气体污染的总量有着无可替代的作用。使用燃气供暖这一方式对于燃料输送、减少损失、各户调控等各方面具有明显的作用。但对于一些不好的情况，我们不可排除，这些隐患将影响到以后的使用情况，在使用燃气供暖应时应该将以下方面考虑到：①要与城市规模发展控制的总体标准相适应，按照长远发展的计划和目标进行，进行燃气供暖时可以适当利用燃气空调，其作用在于解决了天然气供应稳定以及冬夏季谷峰情况，对于夏季城市供电高峰的环节作用明显，在气电峰谷互补的同时保证燃气供给平衡。②将不同地区的燃气供应条件的价格情况考虑在内。③对于面积较大的区域应避免以下方式：一户一炉、烟气直排，这样可以降低烟气排放给环境带来的负面作用。④在使用过程中要考虑安全性、卫生性、检测手段。
三、我国采暖通风设计的发展趋势
首先，更新设计观念和想法。①设计观念的转变在今后将逐渐转向综合化、规范化等方面。对于我国的发展而言，对于建筑节能方面的考虑是把提高建筑维护结构热工性能，降低热负荷作为主要目标，确保供暖热源和系统的能源效率能够达到标准。此外，还要把我们所设计的成果会给国家能源资源和环境保护带来的各种影响考虑在内。②将静态观念转向动态观念。对于建筑使用而言，其主要过程是有内至外的动态变化，单单靠稳定设计工况是无法满足使用需要的。我们可以采用高科技的先进方法，如：建筑动态负荷分析方法和计算流体动力力学方法等，便于方案、计算的顺利进行，这样设计出来的结果将会更加符合建筑需要。
关键词：低温热水 地面辐射 采暖系统
中图分类号：TU832.1+6 文献标识码：A
一、低温热水地面辐射采暖系统概述
低温热水地面采暖系统是一项复杂而又系统化的基础工程，也是目前综合性的一项采暖系统模式。在施工的过程中，由于其施工技术是一个多项专业的交叉工作模式，在施工中其隶属于土木工程。在工作的过程中是利用地面作为散热器，在布置过程中要在温度不高过60℃的热水流动进行加热。
1、低温热水地面采暖系统工作原理
在低温热水地面采暖系统中，工作中是以整个地面作为散热器，通过地面辐射采暖中以内层的管道为基础以水质的流动为热媒给地面均匀的加热，从而利用自身的蓄热和热能来对室内进行加热，从而达到供热的目的和要求。在室内，由于热空气上升与冷空气下降的温度存在，使得室内能够形成一个微型的空气系统的循环流动环境，这对于现代的养生理念有着良好的应用效果与优势，也是的人们在生活中存在着重要的较为适宜的舒适感。
2、应用优势
2.1 舒适性高
由于低温地面热水辐射采暖系统是一个由下而上供暖的工作系统模式，因此在供暖的过程中存在着极为重要的系统理念和工作环节。由于空气中本身存在着冷空气下沉和热空气上升的性能，因此在供暖的过程中其在地面附近空气受到热量的影响温度升高而逐步上升，而室内上部冷空气逐渐下降，这就形成了一种微型的空气对流模式，从而给室内居民生活带来一定的影响。对于人们居住的舒适性有着良好的要求。在现代化社会发展中，低温热水地面辐射采暖系统的应用不但避免了传统采暖系统中存在的供热不均的问题，更是有着头冷脚暖的养生原理。
2.2 不占用室内面积
随着目前社会的不断发展，人们在生活中对各种房屋建设要求不断提高，以节能环保为基础的大居室、大空间和宽敞明亮的采光要求成为当前人们居住要求的关键，同时也是目前建筑工程施工建设的主要依据。但是由于受到过去供暖技术的影响，长串的暖气片不仅占用大量的使用空间，还给目前房屋的装饰和人们的生活带来了极大的不变，这就使得在房屋的使用中存在着较大的影响。而在目前采用地暖进行加热，是通过将加热管设置在混凝土垫层之中，提高了室内的使用面积，同时也为目前房屋的改装提供了依据。在当前的建筑工程之中，要合理有效的针对房屋建设要求进行布置，同时能够省去业主对房屋进行的二次维修和控制，使得房屋在装置中能够节约资源，做到环保要求。
2.3 安全性好
由于低温地面热水采暖系统是一个地下供热技术，且其水温不得超过60℃，因此其在应用的过程中相对于传统的采暖系统具备着良好的安全性，避免了传统供热系统发生渗漏而造成的室内居民烫伤、房屋家居损毁的现象。
二、系统设计与施工
低温热水地面辐射采暖技术是目前国际上较为先进的采暖技术之一，其在应用的过程中具备着满足现代人们居住和生活的要求。在发达国家，这种采暖技术使用尤为广泛，成为各个建筑结构中采暖工作的一项主要的技术手段。而在我国则应用时间段、研究起点低，在目前主要应用在各种高档建筑结构中。而随着近年来我国塑料工业的高速发展，各种抗老化、耐腐蚀、成本低的管道结构不断涌现，这就为低温热水地面辐射采暖系统的应用与发展提供了基础前提和理论依据。
1、设计
低温热水地面辐射采暖系统在应用的过程中由于室内温度均匀性好、舒适度高、安全性小、卫生、节能等优势受到人们的高度重视，因此其在目前的应用过程中得到了高速的发展。在设计工作中我们主要是从以下几个方面进行分析与总结：
2.1 在设计的过程中，通常都是以分户独立式热源为主进行的，而对于集中采暖的负荷要求则必须要采用九成以上的温度损耗计算，而对于房间温度则是降低2℃进行计算。在目前的住宅建设应用中，应当首先考虑家具对于热量的影响，因此在工作的过程中我们要适当的对于热量的应用总结进行修正系数分析和探讨，从而确定房间所需要的散热量。
2.2 一般情况下，为了确保地面管道的使用质量要求，在应用的过程中对于管道之间的间距不得小于100mm，且在局部过于密集的地方要设置管道外部保护膜和钢丝网，从而让地面温度实现均匀性。
2.3 在设计的过程中要特别注意工作参数的选择和分析，并对于管道内部水流的流量进行严格的处理，确保其在应用的过程中不得超过0.5m/s，否则由于管道水流过快而引起室内温度不佳，但是也不得小于0.35m/s，一旦小于这个值，极容易造成管道内部气塞现象，进而造成管道爆裂。
3、地面辐射供暖系统的施工
3.1 施工流程
安装准备一备料一铺防水膜一铺聚苯板一铺钢网一固定钢网一排管一打压试验一捣混凝土一安装分配器一调试
3.2 施工程序
（1）在施工的过程中首先要针对场地进行清理，这个清理不仅仅是对场地中存在的种种污物、杂物。还要对场地的分界面进行整平和处理工作，避免管道在布置的过程中出现上下凹凸现象，从而引起水流堵塞。
（2）敷设δ= 20～40㎜的复合聚苯板或聚乙烯泡沫板， 粘贴铝箔纸反射膜，形成热保温层整体。加热盘管按设计要求间距敷设，加热盘管用尼龙扣固定在保温层上，加热管固定卡的间距，直管取≯700㎜，弯曲管取3≯350㎜，在180°拐弯处，应有五个固定卡子。
（3）加热盘管拐弯可采用冷弯，弯曲半径不宜0.05MPa，接口无渗漏。
三、结束语
建筑水暖工程是一个建筑单项工程的组成部分，水暖工程的施工技术及质量好坏，将直接影响使用用户的生活质量。因此在施工中做好相关的施工技术工作十分有限，这对于促进建筑施工技术进步和提高施工质量有着重要作用与意义。
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关键词： 水源热泵 制热性能系数 COP 供暖 供水温度
引言
因为水源热泵供暖系统能够将通常情况下不能被直接利用的低位热能从水源（如地下水，湖水，海水，城市污水或工业废水等等）中取出，提升后并加以利用，具有良好的节能环保特性，故近年来在国内的研究及应用愈来愈多。本文拟针对利用水源热泵系统进行供暖时，其供水温度的选择问题进行分析讨论，以便使该系统的优越性得到最大限度的发挥。
供水温度对水源热泵机组运行的影响
在冬季供暖工况下，如果水源热泵低温热源侧的进出口水温不变，则水源热泵的供水温度越高，其制热性能系数（COP值）就越低，提供相同的热量所需的运行费用就会越高。以某一厂家HP—4000型机组为例，通过对厂家测试数据的回归分析，我们可以得到如下的COP值关系式：
COP=38.136Δt-0.633（1）
其中，Δt=热泵机组采暖用热水侧水的平均温度－热泵机组低温水源侧水的平均温度，即：
Δt=(th，i+th，o)/2－(tc，i+tc，o)/2
th，i——热泵机组供暖用热水的回水温度，℃；
th，o——热泵机组供暖用热水的供水温度，℃；
tc，i——热泵机组低温热源侧的进水温度，℃，这里取10℃；
tc，o——热泵机组低温热源侧的出水温度，℃，这里取5℃；
由回归关系式（1）可以得到在低温热源侧水的进、出口温度不变的情况下，不同的采暖供、回水温度时，水源热泵机组的COP值，见表1。
从表1中看到，当低温热源侧水的进、出口温度不变时，热泵机组的供水温度和供、回水温度的差值对机组的COP值都有影响，但供水温度的影响更大一些，这也说明热泵供水温度的选择更加重要。
表1. 不同采暖供、回水温度下水源热泵机组的制热性能系数（COP值）
合理的热泵供水温度的选择
通过上面的计算与分析可知，利用水源热泵机组进行冬季供暖时，供水温度越低，机组的COP值越大，经济性越好，但供水温度也不能过低，否则将导致末端散热设备过大或无法满足散热设备对供水温度的内在要求。显然，合理的供水温度应该是既能满足用户的用热需求，同时又有最佳的经济性。下面将结合两种典型的、经常与水源热泵系统相结合的采暖方式，分别加以讨论。
2.1 采用全空气处理机进行采暖与空调的建筑
这里以大连市某一工程为例来讨论。大连地区的建筑物，其夏季的冷负荷指标通常都大于冬季的热负荷指标，本工程也不例外，冷、热负荷指标分别为150w/m2和100w/m2。由于单位面积的冷负荷大于热负荷，故在选择空气处理机的时候，应根据夏季的冷负荷来进行。现以一台额定处理风量为10000m3/h的空气处理机为例进行计算：
该机组在标准制冷工况下的额定制冷量为70kw，我们按150w/m2的冷负荷指标选定一个该空气处理机刚好能够承担的基本空调单元，其面积为M，则M=70×103/150=467（m2）；而该空调单元上的热负荷为Qh=100×467=46.7(kw)，当该空气处理机的处理风量为10000m3/h，空气进口温度为20℃时，其在不同的供、回水温度下的制热量见下表2：
根据表2，即使供水温度为40℃，空气处理机的制热量也满足了室内热负荷（46.7kw）的需要，但是，对于全空气系统来讲，冬季室外新风的热负荷也应该由空气处理机来承担，对于一般的舒适性空调系统，新风量经常占总送风量的10~20%，这里应按不利的情况来考虑，即新风百分比为20%，此时由新风所带来的热负荷（大连地区冬季空调室外空气计算温度为－14℃，相对湿度58%，室内空气温度取为20℃，相对湿度60%）为：
Qo=cp·ρ·V·Δt=1.01×1.2×10000×20%×(20+14)/3600=22.9(kw)
故空气处理机实际应承担的热负荷为Qh+Qo =46.7+22.9=69.6(kw)。从表2中可知，空气处理机的供水温度至少应为45℃，另外，通过对水源热泵经济性的模拟分析[1]，我们也得出了供水温度越低，经济性越好的结论，但45℃是否就是经济合理的选择呢？我们认为还应校核空气处理机的出风（或送风）温度，即为避免可能出现的冷吹风感，送风温度最好还要高于人体的平均皮肤温度。根据Rohlesh Nevins的关于人体平均皮肤温度tsk的实验回归公式[2]：
tsk=35.7-0.0275（M－W）（2）
式中：M—成年男子的代谢率，W/m2；
W—人体所做的机械功，W/m2。
根据该工程的实际情况，M值按办公室工作选择为70 W/m2（[3]），此时人体所做的机械功近似为0，即W=0，故得到 tsk=33.8℃。下面再来计算当热泵的供、回水温度为45/40℃时，室内、外的混合空气经空气处理机加热后的送风温度：
首先根据空气处理机的制热量Q，算出混合空气被加热后的温升：Δt= Q/（cp·ρ·V）=72.88/（1.01×1.2×10000/3600）=21.6（℃）；然后，根据前面提到的室内、外的空气状态参数（分别为20℃，60%和－14℃，58%）及新风百分比20%，在湿空气的焓－湿图上查出混合风的状态点为：tm=13.2℃，φm =76%；最后，我们得到经空气处理机加热后的送风温度为ts= tm +Δt= 13.2+21.6=34.8℃> tsk=33.8℃。应该指出，我们前面已经提到空气处理机的制热量是在空气进口温度为20℃情况下得到的，而这里实际的空气进口温度为13.2℃，故空气处理机的实际制热量会略有升高，正好可作为一定的富裕量。
因此，根据夏季的冷负荷而选用的空气处理机，在冬季当供、回水温度为45/40℃时，仍能够满足热负荷及送风温度的要求，也就是说，对于末端设备采用全空气处理机的采暖空调建筑而言，45/40℃的热泵供、回水温度的确是经济而合理的选择。
2.2 采用低温地板辐射采暖的建筑
对于采用低温地板辐射采暖的建筑来说，供、回水温度的选择既要满足室内热负荷的要求，又不能使地表面的温度过高[4]，也就是说在满足热负荷的前提下，供、回水的温度尽可能的低。因此，我们的主要目的就是选择一个能够满足热负荷要求的最低供水温度。由于辐射采暖的特性，室内空气温度可以比采用散热器等对流采暖的房间温度低1~3℃[3]，而仍然能达到相同的舒适度。对于采用低温地板辐射采暖的住宅，室内温度按18℃计算，同样可达到《住宅设计规范》（GB50096—1999）规定的20~22℃的采暖效果。根据文献[5]的计算与分析，将不同的供、回水温度在各种管间距下的散热量整理成表3。
由于现在住宅的围护结构保温设计必须满足《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26—95），这样，住宅的平均采暖热负荷指标还不到50W/m2，如果按30%来考虑室内家具的覆盖率，则实际地板散热指标应为50/（1－30%）=71.4 W/m2。从表3中看到，供、回水温度为45/35℃或45/40℃时，只要选取适当的管间距，都可以满足要求，并有一定的裕量。
当采暖建筑为其它公用建筑时，一般的热负荷指标也都在100 W/m2以内，而且室内温度也可降至16℃，因而单位地板面积的散热量也会增加，具体数值参见文献[5]，45℃的供水温度同样可以满足要求。
结论与建议 3.1 结论
通过本文的计算与分析，可得到如下结论:
（1）对于位于象大连这样寒冷地区的建筑，如果采用水源热泵系统进行全年的空调和采暖，当末端设备采用全空气处理机时，冬季时热泵的供、回水温度最好选为45/40℃，以取得最佳的经济效果；
（2）对于采用低温地板辐射采暖的建筑，热水供、回水温度为45/40℃或45/35℃时，一般都可以满足供暖要求。也就是说，对于采用水源热泵机组供暖的建筑，采暖热水的供水温度为45℃时，既能满足冬季供暖要求，又能获得良好的经济效益。
3.2 建议
（1）由于水源热泵系统具有节能与环保的特点[1]，故对于附近有低温水源地区的建筑，若其全年需要空调与采暖，建议优先考虑水源热泵系统作为该建筑暖通空调系统的冷热源；
（2）严寒地区，如采用水源热泵系统进行采暖与空调，其冬季的供水温度可参照本文中的方法进行校核，选取能够满足建筑采暖要求的，并尽可能低的供水温度作为供暖设计供水温度。
参考文献
1 Jinyang Zhang， Lin Duanmu， Haiwen Shu， Jinling Zhao. The Analysis about Economics and Energy-saving of Using Sewage-source Heat Pump in Dalian. The 4th International Symposium on HVAC，2003.
2 金招芬，朱颖心. 建筑环境学. 北京：中国建筑工业出版社，2001，12
3 陆亚俊，马最良，邹平华. 暖通空调. 北京：中国建筑工业出版社，2002
关键词：建筑节能;建环专业;课程设计;毕业设计
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0069-02
一、引言
随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%，上升到27.45%，逐渐接近三成。这其中用于供暖、通风、空调系统的能耗约占到建筑能耗的30%～50%。随着人们对居住环境质量要求的不断提升，该比例还有进一步加大的措施。如果不开始注重建筑节能设计，将直接加剧能源危机，同时也会间接带来严重的环境问题[1，2]。
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗[3]。由于暖通空调系统是建筑耗能的大户，对暖通空调系统的进行节能设计和节能运行就成为降低建筑能耗的关键，其中节能设计是系统能节能运行的基础。
培养能从事建筑物采暖、空调、通风除尘、空气净化和燃气应用等系统与设备以及相关的城市供热、供燃气系统与设备的设计、安装调试与运行工作，具备建筑节能设计、建造、运行管理的基本理论与专业技能的专业技术人才是建筑环境与能源应用工程专业的人才培养目标之一[4]。作为培养暖通空调系统设计和运行专业人才的对口专业，建环专业在人才培养过程中应从各教学环节有意识地培养学生的节能概念和节能意识，以便为其将来从事建筑节能工作奠定基础。
培养学生的建筑节能观念可以通过相关专业课理论教学与实践教学来实现。但相关理论课教学可能涉及的问题都是局部的，很难从系统整体入手揭示建筑节能本身的规律，而实践教学中的课程设计和毕业设计环节为建筑节能整体观念的培养提供了良好的教学平台。
二、课程设计和毕业设计中节能概念的培养
我校建环专业的课程设计为综合课程设计，非传统意义上的完成单科的大作业。其目的在于培养学生将大学前期所学的与本学科相关的专业理论基础知识和专业知识、工程设计方法和原则，综合应用于实际工程设计的能力。其主要内容是每个同学独立完成针对某城市办公楼的建筑设备（通风、空调、供暖、锅炉房、制冷、室内给排水、建筑控制系统）的工程设计。而毕业设计是在生产实习与综合课程设计的基础上，通过对完整的、实际的、建筑设备工程的设计和专题研究，培养学生综合运用及深化所学基础理论、专业知识和基本技能;培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力，并且受到工程师的基本训练。学生在指导教师和设计院工程师的指导下应独立完成供热（含供暖）、通风（含除尘）、空调（含净化）、制冷（含中、小型冷库）、中小型供热锅炉房（含热力站）工艺、小区给排水（含建筑消防）等建筑设备系统的工程设计，毕设的题目全部来源于设计院的实际工程。相对而言，毕业设计涉及的工程类型更广，学生受到的锻炼更广泛。
对某工程的暖通空调系统进行设计，其设计的主要内容涉及：冷热负荷的计算、空调采暖方案的确定、水系统与风系统的水力计算、房间的气流组织计算、设备的选型、控制方案的确定等。如何将节能概念贯穿在各设计阶段，是设计节能系统的前提。
1.确定冷热负荷时的节能考虑。单纯的冷热负荷计算看似简单，但学生在此阶段应该了解设计对象围护结构的热工参数、体型系数、窗墙比等是否符合相关的节能标准;建筑物的朝向可能对冷热负荷的影响;遮阳对夏季空调负荷的影响;室内设计参数取值的高低，与能耗的多少有密切关系。加热工况下，室内计算温度每降低1oC，能耗可较少5%～10%;在冷却工况下，室内计算温度每升高1oC，能耗可较少8%～10%。为了节约能源，学生在此阶段应了解在保证室内人体舒适的前提下冬季应避免采用过高的室内温度，夏季采用过低的室内温度。负荷计算完成后，通过各负荷分项分析，提出节能的改进建议。
2.系统的方案确定阶段的节能考虑。应考虑当地的资源、环境等因素以及建筑物的使用功能、结构特点，并通过技术经济比较来选择并确定适合所设计建筑物的空调系统方式、冷热源方式、以及空调系统控制方式。
在冷热源的方式选择上，应根据建筑的规模、使用特征、结合当地的能源结构及价格政策、环保规定等尽可能地利用基于太阳能、地热、废热等可再生能源或低品位能源驱动的冷热源，减少电能的直接利用。
在选择空调、采暖系统时，应考虑建筑物的使用功能、建筑物本身的结构特点、当地的气候特点、负荷的特点，选择合理的采暖及空调方式，达到运行节能的目的。对于公共建筑的高大空间的采暖，尽可能采用辐射供暖的方式。建筑高度大于或等于10m，体积大于10000m3的高大空间建筑，应采用分层空调系统。空调系统有集中排风系统时，应考虑设置排风热回收装置。有条件时，可采用自然通风来消除建筑物内的余热、余湿。
3.风管、水管系统、房间气流组织设计的节能考虑。风管、水管系统设计时应考虑尽量减少阻力损失，在管路通过不需采暖或空调的房间或空间时，相应管路需设置保温措施以防止冷、热量的散失。对于复杂或高大空间的气流组织，应尽可能借助于数值模拟来优化空调房间的送、回风方式，以达到优化节能的目的。
4.设备选型的节能考虑。在空调系统中，冷水机组的能耗是最大的。选择冷水机组时，机组的COP值应满足标准的要求。然而，实际测试表明，冷水机组的COP随部分负荷的大小和机型的不同而变化。存在冷水机组在部分负荷下运行COP值不高这个问题的原因是多方面的。众所周知，机组实际运行性能系数COP是由机组内部因素和外部条件共同影响的，而通常在部分负荷下运行时，其外部条件较满负荷时优越，环境温度相对较低。在不考虑传热性能变化影响的情况下，可充分利用环境温度的降低来降低冷凝温度、缩小压缩机的高低压力差以改善系统性能系数，COP最大能提高20%。
冷水机组的单台容量及台数的选择应能适应空调负荷全年变化规律，满足季节及部分负荷的要求，当空调负荷大于528kW时，所选择的机组不宜少于2台。
在供暖系统中，严寒地区的燃油、燃气或燃煤锅炉选择时应保证单台锅炉的容量确保在最大热负荷和低谷负荷时都能高效运行，以充分利用锅炉产生的多重余热，锅炉台数不宜少于2台（除小型建筑）。锅炉的额定热效率燃煤、蒸汽热水锅炉不小于78%，燃油、燃气蒸汽热水炉额定热效率不小于89%。
在空调系统中，一般系统设计输送能耗约占空调总能耗的20%，而实际运行能耗占到了空调总能耗的30%～40%。在系统中，经常遇到的问题是水泵选择扬程过大，造成“大马拉小车”，高扬程的泵用于低扬程场合，便会出现流量过大，导致电机超载。若长时间运行，电机温度升高，绕组绝缘层便会逐渐老化，甚至烧毁电机。因此该环节中，要重视变频系统的选用。但也应注意到在冷冻水系统中，对于水泵选择变频技术固然有利于水泵运行节能，但是，过小的流量会造成制冷机效率的严重下降，而制冷机是系统的主要耗能设备，因此必须从整体上考虑系统的用能情况。
当通风系统使用时间较长且运行工况（风量、风压）有较大变化时，应考虑采用双速或变频调速风机。
通过上述各个设计过程对节能概念的灌输，学生可实现从课本上介绍的常规空调系统设计到节能空调系统设计的转变。经过课程设计和毕业设计两个设计环节的锻炼，在综合运用所学专业知识的基础上，学生对暖通空调系统设计过程中各环节的节能设计有了一定程度的认识，这将对其以后从事暖通空调实际工程的设计和运行将会有较大的帮助，对一些节能概念和理论的理解也会随着实际工作的逐步开展进一步加深，为设计更好、更节能的空调系统奠定基础。
三、结论
随着建筑耗能量的逐年提高，实施建筑节能已刻不容缓。建筑节能中的关键是暖通空调系统的节能，对暖通空调系统的节能设计是降低其能耗的基础。作为培养暖通空调系统设计和运行专业技术人员的建环专业，应从各教学环节注重培养学生的节能观念和节能意识。本文从毕业设计和课程设计两个环节出发，探讨了在系统设计过程的各个阶段如何培养学生的节能意识、设计节能系统，以便为其将来从事建筑节能工作奠定基础。
参考文献：
[1]江亿.中国建筑能耗现状及节能途径分析[J].新建筑，2008，（2）.
[2]余晓平.建筑节能科学观的构建与应用研究[D].重庆大学博士论文，2011.
