一級建筑師輔導(dǎo)精華:熱源與鍋爐房設(shè)置

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五、熱源與鍋爐房設(shè)置
    (一)熱源
    采暖消耗的能源形式一般為煤、油、燃氣、電力等,集中采暖的熱源形式為:熱電
    廠、區(qū)域鍋爐房、局部鍋爐房、熱泵、直燃溴化鋰吸收式冷熱水機組等形式。分散式采暖
    以電力直接供暖或單戶鍋爐作為熱源。
    1.局部鍋爐房
    局部鍋爐房指的是為一個或幾個建筑物服務(wù)的鍋爐房??稍O(shè)置在建筑物內(nèi)或附近的獨立房屋內(nèi)。配備一臺或幾臺功率不大的小型鍋爐。燃煤的小型鍋爐熱效率低,自動化程度低,因此供給相同熱量所消耗的燃料多,燃燒排放物多,不利于環(huán)保和節(jié)能,但鍋爐房初投資低。用于沒有集中供熱系統(tǒng)和當?shù)丨h(huán)保部門對燃煤鍋爐應(yīng)用無限制的地方,或用于資金有限以及對供熱有特殊要求的熱用戶。
    2.區(qū)域鍋爐房(集中供熱鍋爐房)
    在當?shù)貨]有熱電聯(lián)產(chǎn)和工業(yè)余熱、廢熱可利用的情況下,應(yīng)建以集中鍋爐房為熱源的供熱系統(tǒng)。集中鍋爐房的單臺容量不宜小于7.0MW,供熱面積不宜小于10萬m2。對于規(guī)模較小的住宅區(qū),鍋爐房的單臺容量可適當降低,但不宜小于4.2MW。區(qū)域鍋爐房指的是為城市(鎮(zhèn))或其中某些區(qū)域熱用戶供熱的大型鍋爐房。用室外熱網(wǎng)將一個或幾個熱源與眾多熱用戶連成一體。所配備的鍋爐功率大,自動化程度高,熱效率高。因此供給相同的熱量所消耗的燃料少,燃燒排放物少,減少單位供熱量鍋爐房的占地面積和城市運煤、運灰渣量,減少管理人員,有利于節(jié)能和環(huán)保。
    3.熱電廠
    居住建筑的采暖供熱應(yīng)以熱電廠為主要熱源。在工廠區(qū)附近,應(yīng)充分利用工業(yè)余熱和廢熱。熱電廠是同時生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠。由熱電廠作為熱源供熱,又稱為熱化。熱電廠供熱的特點是:鍋爐容量大,自動化水平高,熱效率高達90%以上,熱水(蒸汽)溫度高,熱力網(wǎng)管線長,供熱范圍廣。在熱電聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上的集中供熱比區(qū)域鍋爐房還要節(jié)約燃料,減少有害物排放量,供熱范圍大,熱電廠可建在遠離負荷中心處,更加有利于節(jié)能與環(huán)保。供熱水(蒸汽)溫度一般在110~130oC,甚至更高。熱電廠供熱一般不直接送入散熱器,而是通過熱力站換熱后供給各建筑。
    4.熱泵
    熱泵是消耗一部分高位能量使低位熱源(如空氣、水所含熱量)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呶粺嵩吹难b置。所供的熱量是所消耗高位能量的幾倍。在一定條件下是一種節(jié)能的熱源。熱泵設(shè)備實質(zhì)上是一套制冷設(shè)備,因此熱源與冷源可合為一套設(shè)備。我國長江中下游及其周圍地區(qū)屬夏熱冬冷地區(qū),夏季需供冷,冬季需供暖,這種熱源尤為適用。
    5.直燃溴化鋰吸收式冷熱水機組
    夏季用直燃機供冷凍水,冬季用直燃機供熱水,省掉鍋爐房或熱力站。一機兩用,甚至一機三用(供熱、供暖和生活熱水),與獨立燃煤鍋爐房相比,直燃機燃燒效率高,對大氣環(huán)境污染小,可省去熱源機房,同時,該設(shè)備體積小,機房用地??;若用燃氣型直燃機,還可緩解城市燃氣的季節(jié)性峰谷差問題。但是,設(shè)計中選擇機組時應(yīng)注意冬夏季負荷合理匹配。這種供熱方案對于電力緊張,又不允許設(shè)鍋爐房的地方;以及區(qū)域熱源不可靠或遠離熱源的建筑尤為適用。
    若當?shù)赜杏酂?、廢熱或區(qū)域性熱源可利用時,可用熱水(或廢蒸汽)驅(qū)動的吸收式機組采暖和供冷。
    6.電力直接供暖
    除電力充足和供電政策支持外,嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的住宅內(nèi)不應(yīng)采用直接電熱采暖。
    《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》規(guī)定:除了符合下列情況之一外,不得采用電熱鍋爐、電熱水器作為直接采暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱源:
    (1)電力充足,供電政策支持和電價優(yōu)惠地區(qū)的建筑;
    (2)以供冷為主,采暖負荷較小且無法利用熱泵提供熱源的建筑;
    (3)無集中供熱與燃氣源,用煤、油等燃料受到環(huán)?;蛳绹栏裣拗频慕ㄖ?BR>    (4)夜間可利用低谷電進行蓄熱,且蓄熱式電鍋爐不在日間用電高峰和平段時間啟用的建筑;
    (5)利用可再生能源發(fā)電地區(qū)的建筑;
    (6)內(nèi)、外區(qū)合一的變風(fēng)量系統(tǒng)中需要對局部外區(qū)進行加熱的建筑。
    7.分戶式供暖
    分戶式供暖以戶內(nèi)燃油、燃氣小鍋爐、燃煤爐為熱源。
    (二)室外管網(wǎng)的敷設(shè)與布置
    集中供暖的特征就是熱源和各用戶是通過管網(wǎng)來連接的。管網(wǎng)敷設(shè)方式的確定,應(yīng)考慮所在地區(qū)的城市規(guī)劃、氣象、水文地質(zhì)、負荷分布、熱源位置等多種因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定,一般有如下原則:
    考慮遠近結(jié)合,以近期為主,應(yīng)有與城市或區(qū)域供熱管網(wǎng)相連接的可能;
    供熱管道的輸送距離(即供熱半徑),蒸汽管網(wǎng)一般不大于4km,熱水管網(wǎng)一般不宜超過l0km; 對不允許中斷供熱的用戶,應(yīng)考慮兩個熱源供應(yīng),熱網(wǎng)干線間宜連通。有條件時,熱網(wǎng)干線可連成環(huán)狀管網(wǎng)。
    供暖管道的敷設(shè)方式分為地上架空敷設(shè)和地下敷設(shè)。
    (1)地上架空敷設(shè)
    適用于地形復(fù)雜或鐵路密集處,地下水位較高地區(qū)、土壤腐蝕性大的地帶等。地上架空敷設(shè)方法依支架高低還可分為下列三種:
    1)低支架敷設(shè)
    管道保溫層外表面至地面的凈距一般應(yīng)為o.5~1.Om,這種管道支架造價較低,施工和維修都較方便。
    2)中支架敷設(shè)
    管道保溫層外表面至地面距離一般為2~2.5m,中支架的材料一般為鋼材、鋼筋混凝土等。
    3)高支架敷設(shè)
    曾道保溫層外表面至地面的凈距一般為4.5m以上,耗鋼材和基建投資都較大。
    (2)地下敷設(shè)
    1)地溝敷設(shè)
    管道敷設(shè)在地下砌筑的專用建筑結(jié)構(gòu)中。按地溝的尺寸又可分為:
    通行地溝敷設(shè):通行地溝的凈高不低于1.8m,寬度不少于0.7m,操作維修人員可經(jīng)常進入地溝內(nèi)工作,里面設(shè)有電氣照明設(shè)備。
    半通行地溝敷設(shè):半通行地溝的高度一般為1.2~1.4m,通道凈寬在0.5~0.7m。維修人員可進入地溝內(nèi)工作。
    不通行地溝:不通行地溝是應(yīng)用較廣泛的一種敷設(shè)形式,它適用在土壤干燥、地下水位低、管道根數(shù)不多且管徑較小、維修工作量不大的場合。
    總的來說,城市集中供熱中重要地段、不允許再開挖的地段、綜合管溝等多采用通行地溝。一般地段,為了節(jié)省造價多采用半通行或不通行地溝。
    2)無溝敷設(shè)
    無溝敷設(shè)是將供熱管道直接埋于地下,管道的保溫材料直接與土壤接觸。這種敷設(shè)方式的建設(shè)投資最小,其特點是發(fā)現(xiàn)事故難。無溝敷設(shè)的類型有填充式無溝敷設(shè)、澆灌式無溝敷設(shè)、管中管直埋敷設(shè)等三種。通常對于De≤500mm的熱力管道宜采用直埋。
    (三)鍋爐房設(shè)置
    1.鍋爐分類
    (1)按熱媒種類,分為熱水鍋爐和蒸汽鍋爐。
    蒸汽鍋爐:表壓大于70kPa為高壓鍋爐;表壓小于等于70kPa為低壓鍋爐。
    熱水鍋爐:水溫高于115oC為高壓鍋爐;水溫低于等于115oC為低壓鍋爐。
    (2)按燃料種類,分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐和燃氣鍋爐。
    燃煤鍋爐的運行成本低,但占地面積大,除鍋爐房,還要考慮室外的堆場面積,且對環(huán)境污染嚴重。
    目前城市中的大型公共建筑、高層建筑的自備熱源一般采用燃油或燃氣鍋爐。這類鍋爐熱效率高,自動化程度高,對環(huán)境的影響比燃煤鍋爐小,但也要考慮氮氧化物對大氣質(zhì)量的影響。
    2.鍋爐房的組成
    大中型燃煤鍋爐房一般由以下功能間組成:鍋爐間、水泵及水處理間、除氧間、鼓風(fēng)機間、引風(fēng)機及除塵器間、化驗室、儀表控制間、換熱器間、生活間(值班、辦公室、浴廁間等)及變配電房等。一般都為3層左右的單獨建筑物。此外,室外還應(yīng)配套設(shè)有運煤廊及煤倉、堆煤場、出渣通道及堆渣場、煙道及煙囪等。
    3.鍋爐房的平面布置
    在建筑小區(qū)規(guī)劃設(shè)計中,設(shè)置鍋爐房的位置應(yīng)考慮以下因素:
    (1)鍋爐房總蒸發(fā)量<4t/h,采用一、二級耐火等級有困難時,可采用三級耐火等級。
    (2)鍋爐房應(yīng)靠近主要負荷中心且地勢較低的地區(qū)。
    (3)鍋爐房應(yīng)位于常年主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)側(cè),燃煤鍋爐房煙囪高度應(yīng)高出200m范圍內(nèi)建筑物3m以上。
    (4)鍋爐房宜為獨立的建筑,它和其他建筑物的距離應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。詳見表5—l。
    1 )燃油和燃氣鍋爐房應(yīng)設(shè)置在首層或地下一層靠外墻部位,但常(負)壓燃油、燃氣鍋爐可設(shè)置在地下二層,當常(負)壓燃氣鍋爐距安全出口的距離大于 6m 時,可設(shè)置在屋頂上。采用相對密度(與空氣密度的比值)大于等于0.75 的可燃氣體為然料的鍋爐,不得設(shè)置在地下或半地下建筑(室)內(nèi);
    2 )鍋爐房的門應(yīng)直通室外或直通安全出口.外墻開口部位的上方應(yīng)設(shè)置寬度不小于 lm 的不燃燒體防火挑檐或高度不小于1.2m 的窗檻墻。
    3 )鍋爐房與其他部位之間應(yīng)采用耐火極限不低于2h的不嫩燒體隔墻和 1 .5h 的不燃燒體樓板隔開。在隔墻和翻反上不應(yīng)開孔,當必須在隔墻上開設(shè)門窗時,應(yīng)設(shè)置甲級防火門窗;
    4 )當鍋爐房內(nèi)設(shè)置儲油間時,其總儲存量不應(yīng)大于 1 時,且儲油間應(yīng)采用防火墻與鍋爐房隔開.當必須在防火墻上開門時,應(yīng)設(shè)置甲級防火門.
    5 )燃氣鍋爐房應(yīng)設(shè)置防爆泄壓設(shè)施,燃氣鍋爐房應(yīng)選用防爆型的事故排風(fēng)機姍氣、燃油鍋爐房應(yīng)設(shè)置獨立的通風(fēng)系統(tǒng),當設(shè)置機械通風(fēng)設(shè)施時,該機械通風(fēng)設(shè)施應(yīng)設(shè)置導(dǎo)除靜電的接地裝置,通風(fēng)量應(yīng)符合下列規(guī)定
    ① 燃油鍋爐房的正常通風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于 3 次/ h 確定;
    ② 燃氣鍋爐房的正常通風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于 6 次/ h 確定;
    ③ 燃氣鍋爐房的事故排風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于 12 次/ h 確定。
    
    (5)鍋爐房的平面尺寸:深度10~15m,鍋爐排列方向6m一臺。
    (6)鍋爐間操作面或輔助間應(yīng)布置在主要道路邊。
    (7)煙囪、煙道、排污降溫池一般布置在鍋爐房主廠房的后面。
    (8)煤堆、灰堆宜布置在鍋爐房發(fā)展端一側(cè),灰堆距鍋爐房間距一般不小于10m。
    (9)單層布置鍋爐房的出入口不應(yīng)少于2個;當爐前走道總長度不大于12m,且面積不大于200m2時,其出入口可只設(shè)1個。多層布置鍋爐房,各層的出人口不應(yīng)少于2個,樓層上的出入口,應(yīng)有通向地面的安全梯。
    (10)鍋爐房通向室外的門應(yīng)向外開啟,鍋爐房內(nèi)的工作間或生活間直通鍋爐間的門應(yīng)向鍋爐間內(nèi)開啟。