优化居住建筑采暖系统的节能设计

1.严寒和寒冷地区居住建筑采暖节能设计

严寒和寒冷地区居住建筑采暖节能设计要参照现行行业标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 26—2018）的规定，本标准适用于严寒和寒冷地区新建、扩建和改建居住建筑的节能设计。

（1）供暖和空气调节系统的施工图设计，必须对每一个供暖、空调房间进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。

（2）居住建筑的热、冷源方式及设备的选择，应根据节能要求，考虑当地资源情况、环境保护、能源效率及用户对供暖运行费用可承受的能力等综合因素，经技术经济分析比较确定。

（3）居住建筑供暖热源应采用高能效、低污染的清洁供暖方式，并应符合下列规定：

1）有可供利用的废热或低品位工业余热的区域，宜采用废热或工业余热；

2）技术经济条件合理时，应根据当地资源条件采用太阳能、热电联产的低品位余热、空气源热泵、地源热泵等可再生能源建筑应用形式或多能互补的可再生能源复合应用形式；

3）不具备本条第1、2款的条件，但在城市集中供热范围内时，应优先采用城市热网提供的热源。

（4）只有当符合下列条件之一时，允许采用电直接加热设备作为供暖热源：

1）无城市或区域集中供热，且采用燃气、煤、油等燃料受到限制，同时无法利用热泵供暖的建筑；

2）利用可再生能源发电，且其发电量能满足建筑自身电加热用电量需求的建筑；

3）利用蓄热式电热设备在夜间低谷电进行供暖或蓄热，且不在用电高峰和平段时间启用的建筑；

4）电力供应充足，且当地电力政策鼓励用电供暖时。

（5）当采用电直接加热设备作为供暖热源时，应分散设置。

（6）太阳能热利用系统设计应根据工程所采用的集热器性能参数、气象数据，以及设计参数计算太阳能热利用系统的集热系统效率η，且宜符合表5-1的规定。

表5-1　太阳能热利用系统的集热系统效率η　％

（7）居住建筑的集中供暖系统，应按热水连续供暖进行设计。居住区内的商业、文化及其他公共建筑的供暖形式，可根据其使用性质、供热要求经技术经济比较后确定。公共建筑的供暖系统应与居住建筑分开，并应具备分别计量的条件。

（8）除集中供暖的热源可兼作冷源的情况外，居住建筑不宜设多户共用冷源的集中供冷系统。

（9）集中供暖系统的热量计量应符合下列规定：

1）锅炉房和热力站的总管上，应设置计量总供热量的热量计量装置；

2）建筑物的热力入口处，必须设置热量表，作为该建筑物供暖耗热量的结算点；

3）室内供暖系统根据设备形式和使用条件设置热计量装置。

（10）供暖空调系统应设置自动室温调控装置。

（11）当暖通空调系统输送冷媒温度低于其管道外环境温度且不允许冷媒温度有升高，或当输送热媒温度高于其管道外环境温度且不允许热媒温度有降低时，管道与设备应采取保温保冷措施；绝热层的设置应符合下列规定：

1）保温层厚度应按现行国家标准《设备及管道绝热设计导则》（GB/T 8175—2008）中经济厚度计算方法计算；

2）供冷或冷热共用时，保冷层厚度应按现行国家标准《设备及管道绝热设计导则》（GB/T 8175—2008）中经济厚度和防止表面结露的保冷层厚度方法计算，并取大值；

3）管道与设备绝热厚度及风管绝热层最小热阻可按现行国家标准《公共建筑节能设计标准》（GB 50189—2015）中的规定选用；

4）管道和支架之间，管道穿墙、穿楼板处应采取防止热桥的措施；

5）采用非闭孔材料保温时，外表面应设保护层；采用非闭孔材料保冷时，外表面应设隔汽层和保护层。

（12）全装修居住建筑中单个燃烧器额定热负荷不大于5.23kW的家用燃气灶具的能效限定值应符合表5-2的规定。

表5-2　家用燃气灶具的能效限定值

（13）集中供暖系统应以热水为热媒。

（14）室内的供暖系统的制式，宜采用双管系统，或共用立管的分户独立循环系统。当采用共用立管系统时，在每层连接的户数不宜超过3户，立管连接的户内系统总数不宜多于40个。当采用单管系统时，应在每组散热器的进出水支管之间设置跨越管，散热器应采用低阻力两通或三通调节阀。

（15）室内供暖系统的供回水温度应符合下列要求：

1）散热器系统供水温度不应高于80℃，供水、回水温差不宜小于10℃；

2）低温地面辐射供暖系统户（楼）内的供水温度不应高于45℃，供水、回水温差不宜大于10℃。(www.xing528.com)

（16）采用低温地面辐射供暖的集中供热小区，锅炉或换热站不宜直接提供温度低于60℃的热媒。当外网提供的热媒温度高于60℃时，宜在楼栋的供暖热力入口处设置混水调节装置。

（17）当设计低温地面辐射供暖系统时，宜按主要房间划分供暖环路。在每户分水器的进水管上，应设置水过滤器。

（18）室内热水供暖系统的设计应进行水力平衡计算，并应采取措施使设计工况下各并联环路之间（不包括公共段）的压力损失差额不大于15％；在水力平衡计算时，要计算水冷却产生的附加压力，其值可取设计供、回水温度条件下附加压力值的2/3。

2.夏热冬冷地区居住建筑采暖节能设计

夏热冬冷地区居住建筑采暖节能设计要参照行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 134—2010）的规定：

（1）夏热冬冷地区冬季湿冷夏季酷热，随着经济发展，人民生活水平的不断提高，对采暖、空调的需求逐年上升。对于居住建筑选择设计集中采暖、空调系统方式，还是分户采暖、空调方式，应根据当地能源、环保等因素，通过仔细的技术经济分析来确定。对于一些特殊的居住建筑，如幼儿园、养老院等，可根据具体情况设置集中采暖、空调设施。中央空调系统和各户分体式空调冬季采暖较常见，图5-1所示为中央空调示意，图5-2所示为分体式空调示意。

图5-1　中央空调示意

（a）室外机组；（b）室内风管安装；（c）室内送风口

图5-2　分体式空调示意

（a）室外风机；（b）室内空调器

（2）当居住建筑采用集中采暖、空调系统时，必须设置分室（户）温度调节、控制装置及分户热（冷）量计量或分摊设施。严寒、寒冷地区采暖计量收费的原则是，在住宅楼前安装热量表，作为楼内用户与供热单位的结算依据。而楼内住户则进行按户热量分摊。当然，每户应该有相应的设施作为对整栋楼的耗热量进行户间分摊的依据。要按照用户使用热量情况进行分摊收费，用户应该能够自主进行室温的调节与控制。在夏热冬冷地区则可以根据同样的原则和适当的方法，进行用户使用热（冷）量的计量和收费。

（3）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，夏热冬冷地区居住建筑不应设计直接电热采暖。盲目推广没有蓄热装置的电锅炉，直接电热采暖，将进一步恶化电力负荷特性，影响民众日常用电。因此，应严格限制设计直接电热进行集中采暖的方式。

（4）居住建筑进行夏季空调、冬季采暖，宜采用下列方式：

1）电驱动的热泵型空调器（机组）；

2）燃气、蒸汽或热水驱动的吸收式冷（热）水机组；

3）低温地板辐射采暖方式；

4）燃气（油、其他燃料）的采暖炉采暖等。

（5）当以燃气为能源提供采暖热源时，可以直接向房间送热风，或经由风管系统送入；也可以产生热水，通过散热器、风机盘管进行采暖，或通过地下埋管进行低温地板辐射采暖。所应用的燃气机组的热效率应符合现行有关标准《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》（GB 20665—2015）中的第2级。为了方便应用，表5-3列出了能效等级值。

表5-3　热水器和采暖炉能效等级

（6）居住建筑可以采取多种空调采暖方式，一般为集中方式或者分散方式。如果采用集中式空调采暖系统，如由冷热源站向多套住宅、多栋住宅楼，甚至住宅小区提供空调采暖冷热源（往往采用冷、热水）；或者应用户式集中空调机组（户式中央空调机组）向一套住宅提供空调冷、热源（冷热水、冷热风）进行空调采暖。分散式方式，则多以分体空调（热泵）等机组进行空调采暖。

集中空调采暖系统中，冷热源的能耗是空调采暖系统能耗的主体。因此，冷热源的能源效率对节省能源至关重要。性能系数、能效比是反映冷热源能源效率的主要指标之一，为此，将冷热源的性能系数、能效比作为必须达标的项目。对于设计阶段已完成集中空调采暖系统的居民小区，或者按户式中央空调系统设计的住宅，其冷源能效的要求应该等同于公共建筑的规定。

（7）具备地面水资源（如江、河、湖水）、有适合水源热泵运行温度的废水等水源条件时，居住建筑采暖空调设备宜采用水源热泵。当采用地下井水为水源时，应确保有回灌措施，确保水源不被污染，并应符合当地有关规定。具备可供地热源热泵机用的土壤面积时，宜采用埋管式地热源热泵。

（8）居住建筑采暖、空调设备应优先采用符合现行国家标准规定的节能型采暖空调产品。当技术经济合理时，应鼓励居住建筑中采用太阳能、地热能等可再生能源，以及在居住建筑小区采用热、电、冷联产技术。

3.夏热冬暖地区居住建筑采暖节能设计

夏热冬暖地区居住建筑采暖节能设计要参照行业标准《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 75—2012）的规定：

（1）居住建筑空调与采暖方式及设备的选择，应根据当地资源情况，充分考虑节能、环保因素，并经技术经济分析后确定。

（2）采用集中式空调（采暖）方式或户式（单元式）中央空调的住宅应进行逐时逐项冷负荷计算；采用集中式空调（采暖）方式的居住建筑，应设置分室（户）温度控制及分户冷（热）量计量设施。

（3）居住建筑进行夏季空调、冬季采暖时，宜采用电驱动的热泵型空调器（机组）、燃气、蒸汽或热水驱动的吸收式冷（热）水机组，也可采用有利于节能的其他形式的冷（热）源。

（4）设计采用电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组，或采用名义制冷量大于7 100W的电机驱动压缩机单元式空气调节机，或采用蒸汽、热水型溴化锂吸收式冷水机组及直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机组作为住宅小区或整栋楼的冷热源机组时，所选用机组的能效比（性能系数）应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》（GB 50189—2015）中的规定值。

（5）居住建筑设计时，采暖方式不宜设计采用直接电热设备。

（6）采用多联式空调（热泵）机组作为户式集中空调（采暖）机组时，所选用机组的制冷综合性能系数[IPLV（C）]应不低于国家标准《多联式空调（热泵）机组能效限定值及能源效率等级》（GB 21454—2008）中规定的第3级。

（7）采用分散式房间空调器进行空调和（或）采暖时，宜选择符合《房间空气调节器能效限定值及能效等级》（GB 21455—2019）中规定的能效等级2级以上的节能型产品。

（8）当选择土壤源热泵系统、浅层地下水源热泵系统、地表水（淡水、海水）源热泵系统、污水水源热泵系统作为居住区或户用空调（采暖）系统的冷热源时，应进行适宜性分析。

（9）技术经济合理时，鼓励在居住建筑中采用太阳能、地热能、海洋能等可再生能源采暖技术。