燃气采暖热水两用壁挂炉与建筑结合案例分析.pdf

582007 9 行业专栏Hangye 燃气采暖热水两用壁 燃气为主要能源的节能型燃气采暖热水两用壁挂炉 以下简称两用壁挂炉 在西方发达国家已有几十年 的发展历史 除公共建筑和大型公寓外 民用建筑采用这种 高品位 环保节能的分户采暖达到了6 0 8 0 中国家用 采暖市场的兴起也是顺理成章之事 目前 两用壁挂炉是新型采暖方式的主流产品之一 它 以天然气 液化石油气 城市煤气和电等为能源 一家一户 自成系统 同时解决热水 供暖需求 可供采暖面积在3 0 0 m 2 以内 做到一机两用 其优势是 体积小 操作灵活 可避 免冷热不均 按量收费 免除集中供暖收费的麻烦 热效率 高 环保节能等 目前在我国销售的两用壁挂炉大致分为3 大类 欧款机 型 包括欧洲原装进口机型和欧洲配件国内组装机型 如法 罗力 韩国机型 如大元 和国产热水器改装机型 如小松 鼠 经过近几年来的市场竞争以及消费者随着对壁挂炉的认 识不断加深 欧款机型在国内市场的市场占有率超过了7 0 壁挂炉行业走欧式风格的趋势已基本形成 我国的两用壁挂炉市场目前主要集中在华北 西北 河 南等地区 这些区域壁挂炉市场已经过了初期的市场培育期 发育得比较完全 消费者已经接受这种新型采暖方式 到了 选择品牌的阶段 在市场表现方面 由于近年来市场容量的 增大 预计全国约有1 0 0 0 1 0 4 m 2住宅建筑采用了这种采暖 方式 使用总量约为1 0 万台 因此今后各个壁挂炉厂家的业 绩都会有所提高 目前 集中供暖 集中供暖分户计量以及分户供暖已经 成为北方市场的主要供暖方式 其中能够享受集中供暖的住 户约占总数的一半 接下去是分户供暖和集中供暖分户计量 建筑和暖通专家表示 任何一种供暖技术都有其优点 也都 有其局限性和弊病 并不存在最好的 只是在现实工程条件 下 比较适合 的 很难进行最优化选择 因为目前的住宅 本身节能性能不高 所以为确保今后的供暖效果 建筑在设 计初期就应扬长避短 充分发扬特定供暖技术的优点 尽可 能减少其局限性和弊病 根据住宅所处环境的不同和建筑式 样的不同 既要突出合理利用运行方式 又要结合当地能源 的多寡 多元选择合适的热源 保证建筑节能是未来建筑的 发展方向 只有满足了节能的要求 各种辅助的采暖方式才 有发展的空间 要不断优化住宅设计 突现建筑最大限度节 约能源 壁挂炉安装问题 但调查发现 目前安装使用两用壁挂炉分户采暖的小区 采暖壁挂炉的安装位置有两种 一种是在厨房外面设计了一 个阳台 将采暖壁挂炉安装在北阳台上 一种是直接安装在 厨房内 排气筒直接从墙上或窗户上直接插出排放 从目前 使用两用壁挂炉的安装情况来看 存在如下问题 1 居民对壁挂炉的安全存在一定的心理压力 面对安装 在厨房或封闭阳台内的燃气采暖热水两用壁挂炉 听着呼呼 的燃烧声 使得许多居民对燃气热水器产生了一定的安全心 理压力 住户外出或睡觉时间 心理总感到不塌实 许多老 人都坐在厨房或阳台内看着燃烧 生怕熄火或有其它安全隐 患 2 影响厨房布置和美观 将壁挂炉安装在厨房内 必然 占据一定的空间 特别是燃气管 进水管 洗浴出水管 采 暖回水和进水管 溢流管共计6 根管子 不能隐蔽安装和装 修 对厨房内其他设施的布置 摆放造成了一定的限制和影 响 如果将壁挂炉安装在阳台内 厨房变成了过道 增加了 交通联系面积 严重影响厨房的完整性和采光 通风效果 3 废气直接外排对小区环境造成了污染 壁挂炉的耗气 量为 7 8 m 3 m2 a 对于一个建筑面积为 2 0 1 0 4 m2的 住宅小区 其总耗气量为1 4 0 0 0 0 0 1 6 0 0 0 0 0 m 3 a 天然气燃 烧耗新空气量为1 4 0 0 0 0 0 0 1 9 2 0 0 0 0 0 m 3 a 所以平均每天需 要消耗新鲜空气量为1 4 0 0 0 0 1 6 0 0 0 0 m 3 d 这样 在无风状 态下 小区内低空环境的空气几乎处于静止状态 随着燃烧 时间的持续 小区内近楼房空间处空气内的氧气不断被消耗 废气不断排放 会造成局部缺氧和废气含量增高 空气质量 严重下降 缺氧会造成天然气不完全燃烧 使一氧化碳 C O 的浓度升高 同时使楼房近距离空气污染 通过窗户渗透到 室内 对住户的室内空气质量造成一定的影响 由于二氧化 碳比空气重 会造成人为活动空间二氧化碳含量高 氧气含 量低 不利于人们的生活和健康 壁挂炉是从窗户直接外排 属低空 多点持续排放 燃烧废气对小区局部环境及室内空 气容易造成严重污染 笔者曾经参与了中原油田林海花园住宅小区的采暖施工 图设计及调研工作 调查发现 两用壁挂炉具有经济 方便 的突出优点 但存在着安全安装和废气对小区低空局部环境 严重污染的新情况 比如 在北京回龙观小区 采用燃气壁 挂式采暖洗浴两用热水器 虽然用户普遍反映效果较好 但 以 卫浴电器 Weiyudianqi 59 营销参谋 渠道顾问 王凤蕊 挂炉与建筑结合案例分析 在冬天小区内的空气质量受到了严重影响 由于低空多点 长时间燃烧废气持续排放 一进小区就有一股液化气味 众 所周知 燃气废气的成分是 C O C O 2和氮氧化合物 这些成 分对人体健康都是有害的 住宅小区低空环境是居民生活活 动的主要空气空间 楼群之间空气流动性差 自净能力较弱 遇到无风或多雾天气 燃气废气对人体的危害会更加严重 燃气安全是事关居民生命和财产安全的一件大事 是国 家施工图审查的重要内容 自1 9 9 8 年以来 燃气热水器的使 用安全问题一直受到政府的重视 1 9 9 9 年颁布实施的 住宅 设计规范 G B 5 0 0 9 6 1 9 9 9 对燃气热水器的安全安装提出了 明确的要求 但设计人员真正在设计时却无法很好的执行 原因是缺乏有效的技术平台和配套产品 两用壁挂炉的燃烧 负荷大 单位时间内的燃烧废气排放量以及燃烧时间都远远 超过一般的燃气热水器 因此两用壁挂炉的安全使用问题比 一般热水器给用户造成的心理压力更大 安全安装要求更高 我国对燃气壁挂炉的安装要求 我国目前市场上的两用壁挂炉 都是近几年来从国外引 入技术 主要有欧洲技术标准和日本韩国技术标准的两种产 品 我国对两用壁挂炉的安全安装及废气排放的研究才处于 起步阶段 依据 住宅设计规范 G B 5 0 0 9 6 1 9 9 9 对燃气热水器的 安装要求 套内燃气热水器的设置 应符合下列规定 安 装热水器的厨房或卫生间 应预留安装位置和给排气的孔洞 燃气热水器的排烟管不得与排油烟机的排气管合并接入同 一管道 单独接出室外时 其给排气技术条件应符合现行国 家标准 燃气燃烧器具安全技术通则 G B 1 6 9 1 4 的有关规 定 住宅内燃气管道和其它用气设备的设置 应符合现行 国家标准 城镇燃气设计规范 G B 5 0 0 2 8 的有关规定 城镇燃气设计规范 有关规定 第7 7 1 燃具燃烧所产生的烟气应排出室外 第7 7 3 浴室用燃气热水器的给排气口应直接通向室 外 排气系统与浴室必须有防止烟气泄漏的措施 第7 7 4 用气设备的排烟设施应符合下列要求 1 不得与使用固体燃料的设备共用一套排烟设施 2 每台用气设备宜采用单独烟道 当多台设备合用一 个总烟道时 应保证排烟时互不影响 3 在容易聚集烟气的地方 应设置防暴装置 4 应设有防止导风的装置 第7 7 7 当用气设备的烟囱伸出室外时 其高度应符 合下列要求 1 在任何情况下 烟囱应高出屋面0 5 m 2 当烟囱的位置邻近高层建筑时 烟囱应高出沿高层 建筑物4 5 度的阴影线 小康住宅设计通则 1 9 9 8 年 有关规定 使用燃气热水器的住宅 应考虑热水器的安装位置 并 保证有良好的通风换气措施 住宅设计规范 G B 5 0 0 9 6 1 9 9 9 有关燃气热水器的 安装技术要求 第6 3 1 使用燃气的住宅 每套的燃气用量 应至少按 一个双眼炉灶和一个燃气热水器计算 第6 3 2 每套应设燃气表 安装在厨房内的燃气表位置 应有利于厨房设备的合理布置 第6 3 3 套内燃气热水器的设置 应符合下列规定 1 除密闭式燃气热水器外 其它燃气热水器不应设置 于卫生间和其它无自然通风的部位 宜设置在有机械排气装 置的厨房内 2 安装热水器的厨房或卫生间 应预留安装位置和给 排气的孔洞 3 燃气热水器的排烟管不得与排油烟机的排气管合并 接入同一管道 单独接出室外时 其给排气技术条件应符合 现行国家标准 燃气燃烧器具安全技术通则 G B 1 6 9 1 4 的 有关规定 第6 3 4 住宅室内燃气管道和其它用气设备的设备 应 符合现行国家标准 城镇燃气设计规范 G B 5 0 0 2 8 的有关 规定 家用燃气燃烧器具安装及验收规程 C J J 1 2 9 9 为 强制性行业标准 有关规定 第3 1 2 设置吸油烟机等机械换气设备的房间及其相连 同的房间内 不宜设置半密闭自然排气式燃具 室外安装缓解安装问题 大量事实表明 燃气热水器具安全事故的一个共同特点 就是不正确安装和使用 从我国现行有关强制性标准的技术 要求可以得出如下结论 造成燃气采暖热水器具发生安全事 故的直接的 表面的原因是不正确安装与使用 造成不正确 602007 9 行业专栏Hangye 安装的原因是住宅建筑不能提供满足燃气采暖热水器具正确 安装所需要的技术条件 也就是当前住宅楼房根本无法正确 安装燃气采暖热水器具 所以 住宅设计先天不足是造成燃 气采暖热水器具产生各种事故的根本原因 正是意识到了问 题产生的根源 因此 国家在1 9 9 9 年连续颁布了与燃气热水 器使用安装相关 住宅设计规范 家用燃气燃烧器具安装 及验收规程 燃烧器具安全技术通则 三部强制性标准 目 的就是从根本上解决安装使用问题 确保居民身心健康和生 命财产安全 从笔者的调查和收集的资料表明 造成燃气采暖热水器 具使用中的各种恶性事故的根本原因是 室内安装 所致 所 谓 室内安装 不仅包括在浴室内的热水器安装 也包括单 元住宅内安装处与各房间有空间连通的热水器安装 1 室内安装方式使伤亡事故频发 给使用者带来严重 的伤害和隐患 2 室内安装通风换气不畅 是导致浴室发生恶性事故 的主因 3 住宅设计功能与燃气热水器安装使用要求不能相互 满足 使用户处于担心而又无奈的地步 就目前而言 无论是原有住宅还是在建住宅 多半是经 济适用型楼房 大多没有考虑燃气采暖热水器具的具体安装 位置与通风换气构造措施 就是个别的单元住宅设计考虑了 此项要求 也多半因为采暖热水器具规格的多样性和分散采 购的随意性 也不易使安装位置的预留满足采暖热水器具的 安装要求 以烟道式采暖热水器具的安装条件来讲 安装说 明书都是以坡屋顶的平房为例的 这种安装方式对于以居住 楼房占大多数的城镇居民来说 除了顶层住户有可能满足要 求外 大多数住户是无法满足安装条件的 4 居民缺乏采暖热水器具室内安装的专业知识 也是 造成事故的重要因素 国家行业标准 家用燃气燃烧器具安装及验收规程 C J J 1 2 9 9 的第3 1 2 条规定 设置吸油烟机等机械换 气设备的房间及其相连通的房间内 不宜设置半密闭自然排 气式燃具 然而 在我们的调查中发现 许多住户都是在使 用烟道式采暖热水器具时 打开吸油烟机进行通风 他们都 以为这样 更安全 设计方案选择 随着国民经济的发展和居民生活水平的提高 各家各户 安装洗浴设备是居民生活常事 根据目前居民的经济状况和 燃气采暖热水器具的安装简便 造价低廉 液化气 煤气 天 然气供应的普及 一般居民首选的供应方式必然是燃气采暖 热水器具 因此 在住宅设计中必须解决燃气采暖热水器具 使用的安全问题 使燃气采暖热水器具的使用达到安全 简 便 经济的效果 现行住宅设计规范 G B 5 0 0 9 6 1 9 9 9 中的对热水器接 口设计的技术要求 涉及到通风 水 电 燃气 建筑 结 构 6 个专业 因此 燃气采暖热水器具是住宅中接口最多的 产品 主要接口有冷水 热水 多处 燃气 电气 给气 排气等 在有限的厨房或卫生间空间内 要符合给排水 燃 气 电气 通风及建筑设计各种规范要求 合理完成这些连 接 是复杂有困难的工作 如果保证通风 势必会增加机械 通风设施 进而影响卫生间或厨房的空间布局 由于燃气采 暖热水器具的型号 价格 安装方式要求的差异 设计人员 费了许多精力设计出的预留接口和穿墙洞位置 大小不能满 足用户自由选择产品的需求 因此 设计人员要真正设计出 令住户满意的 满足技术规范要求的 兼容性的安装接口和 位置 不借助一些功能设备 几乎是不可能的事情 因此 借 助设备室外安装 是解决问题的最佳选择 燃气采暖热水两用壁挂炉燃烧热负荷比普通燃气热水器 大 燃烧时间比普通热水器长 一个采暖季要连续燃烧1 0 0 1 2 0 天 把这样连续燃烧的燃气设备安装在厨房 无论设备的 密封性多好 还是不免让许多使用者存在一定的安全忧虑和 担心 给这样的危险设施一个专用的安全安装空间 需要的 投资 仅仅是住户购买一套住房的0 5 而一旦发生中毒或 爆炸事故 造成人员伤亡的损失无法估计 因此 设计专用 燃气采暖炉的安装空间 从我国居民的安全健康和经济承受 能力方面考虑 是可行的 必要的 实用案例 为检验的可行性 在中原油田林海花园施工图中对燃气 采暖热水两用壁挂炉安装及废气集排系统进行了应用设计 在施工图中 对系统与建筑之间的协调 平面位置 安装连 接做法 安装技术要求等有关事项都进行了详细的设计 平面位置 林海花园小区有7 种户型 按照厨房与模块系统位置 可 以分为两种 7 0 A 型是一种 图1 其他6 种户型为一种 图 2 图1 7 0 A 型平面位置图 61 营销参谋 渠道顾问 图2 其他楼型平面位置图 对建筑布局的影响分析 如图1 2 所示 安装箱布置在厨房和卫生间的外侧 充 分利用了窗间墙的位置 对卫生间和厨房的通风采光没有影 响 不会对卫生间产生视线干扰 保证了 明厨明厕 安装 箱的设置对厨房的布置和使用没有任何影响 热水器配水管 线线路短 在室内看不见热水器的连管 室内美观整洁 安装及使用要求 燃烧室设计 燃烧室是安装燃气采暖两用壁挂炉的专用 空间 在燃烧室的顶部和底部设有通风换气用百叶窗 在燃 烧室的一个侧壁上设有安装壁挂炉的专用预埋件 燃烧室空 间大小以必须具备良好的通风换气能力为前提 依据 家用 燃气燃烧器具安装及验收规程 C J J 1 2 1 9 9 9 燃具的安装间 距及防火要求 确定燃烧室的最小尺寸为 宽 设备宽 2 侧方间距 侧方间距不小于 4 5 1 5 0 m m 厚 设备厚 前 方距离 前方距离不小于4 5 m m 高度 2 4 m 燃烧室净空 尺寸 宽 8 0 0 m m 厚 5 0 0 m m 高 2 4 0 0 m m 排气道设计 排气道为一个矩形通道 在排气筒接入位 置设有变压了冷凝水引流装置 排气道内采取了防水设计 主要技术措施是在混凝土中加入了抗渗剂 在内表面采用耐 高温和酸碱涂料粉刷涂层 用以防止冷凝水对排气道的破坏 排气道的尺寸应能满足排气通畅的要求 由排气量 风速 噪 音 设备风机静压等因素综合确定 壁挂炉燃烧热负荷及 废气排量 以小区户型建筑面积8 0 1 1 0 m 2为例 按照生产 厂家提供的技术参数可查得所需最大热负荷为2 0 k W 其稳定 燃烧排气量为7 7 5 m 3 h 出口风速 气体在排气时 速度 越小 噪声越小 但速度小 烟到面积就大 而且风速与机 械排风风机压力有关 经计算 确定其出口风速为1 5 m s 依据壁挂炉试验改进后的专用壁挂炉的技术参数 主要是 风级压力和压差 综合以上因素 结合建筑设计 风道净排 风尺寸最终确定为 0 2 5 5 m 0 3 4 m 0 0 8 6 7 m 2 进气道设计 进气道为一个矩形通风道 是燃气壁挂炉 进气筒插入的管道 在进气筒的侧壁上设有通风进气百叶窗 以保证美观和进气能力 依据燃气具燃烧热负荷计算 每小 时耗空气量为7 7 7 5 m 3 h 因此 进气道要保证每小时进气量 不低于7 7 7 5 m 3 h 进气速度按照0 8 m s 计算 需要进气道 面积 7 7 5 0 8 3 6 0 0 0 0 2 7 m 2 结合建筑模数设计要 求 实际面积为0 0 3 9 m 2 实际进气速度为0 5 5 m s 在设计燃烧室和进排气道室时 提出了3 个技术方案 并 对每个方案的技术 经济指标进行了比较 表1 表1 燃烧室和进排气道室模块设计方案对比 由表 1 可以看出 模块化预制是最佳方案 将燃烧室和 进排气道采用混凝土工厂整体成型浇筑 作为预制构件现场 直接安装 安装条件 燃气罐及燃气热水器室外安装箱 多功能燃 气具室外安装箱主要是指燃气罐及燃气热水器室外安装箱 其中燃气热水器包括燃气采暖 热水两用壁挂炉 可应用于 新建住宅 亦可用于老住宅改造 其适用地区为全国各地以 液化石油气 天然气 煤气为家庭生活燃料的地区 尤其适 用于最低气温在 5 以下天数较少 时间较短的地区 对于 没有集中供暖的小区来讲 更方便安装使用单户取暖炉 既 可以保证经济性又可以保证居民安全使用 安装方式 燃气罐及燃气热水器室外安装箱的安装位置 宜靠近厨房和卫生间 安装方式有两种 方式一是附于建筑 主体正侧面 见图3 方式二是附设于建筑主体侧面 见图 4 优点是既保证了 危险设施与建筑主体彻底隔离 又增 加了使用面积 美化室内空间 安装方法简单 用户从室内 操作简单易行 图3 图4 注意事项 室外安装箱不利的一面是 寒冷的冬天 热 水器容易因使用不当造成冻结 不过 自1 9 9 0 年以后出厂的 合格热水器 都具有防熄火 防干烧 防冻结保护装置 壁 挂炉燃烧烟气出口温度按国家标准规定不能低于1 1 0 从网 上查阅的资料来看 阿里斯顿的壁挂炉排烟温度为1 2 4 8 序号方案技术指标造价指标综合效果评价 1 设备间和 成品烟道 组合 1 设备间面积 2 m 2 2 设备间位置 靠近外墙 对外开窗 3 增加交通面积1 2 m 2 4 烟道尺寸3 0 0 x 5 0 0 用户支出4 4 8 0 元 开发商投入2 7 7 9 元 1 影响厨房或卫生间的 采光和通风 2 影响厨房或卫生间的 布局 2 设备间和 砖砌烟道 现场组合 施工 1 3 条同上 4 砖砌烟道 外墙凸出或 房间内凸出 削弱结构抗震 能力 5 烟道尺寸5 4 0 x 9 6 0 用户支出4 4 8 0 元 开发商投入2 6 0 0 元 1 2 条同上 3 不利于抗震 4 烟道占用面积大 影 响建筑布局 3 模块化预 制 1 预制模块面积0 7 2 2 m 2 2 模块可附着于厨卫窗间 墙外 用户支出1 0 1 1 元 开发商投入1 1 0 0 元 1 不影响建筑布局 2 不增加占用面积 3 不影响结构抗震 62 2007 9 行业专栏Hangye 爱普生的壁挂炉排烟温度为1 3 4 这两家设备分别可以代表 国外和国内壁挂炉的排烟温度 均符合国家标准规定 燃烧 废气从壁挂炉排气筒进入排气道后 温度迅速降低 产生冷 凝水 迅速完成水气分离 因此排气道内必须进行冷凝水防 护处理 具体做法是 在混凝土浆料中掺入防渗剂 在 排气道内壁板表面涂刷防水层 在排气道内设引流和排水 管 中原油田林海花园的壁挂炉的安装按以上的设计方案不 需要穿墙打洞 直接可以将热水器挂到安装箱内的挂钩上固 定 将预留水管线接头连接可靠即可 图5 配水设计时管 线可以明确预留 放水防冻造作措施已经预留 布置紧凑 空 间利用率高 通风循环良好 对室内无噪音和废气污染 不 消耗室内的氧气 图6 应用安装效果 本技术在中原油田林海花园小区实施 应用证明 产品 设计达到了预期设计目标 见图7 1 0 图7 安装后楼层外观图 图8 出屋面外观图 图9 室内效果 图1 0 安装壁挂炉工作效果 住宅单体节省投资效益显著 由表1 比较可见 采用模块化分户采暖两用壁挂炉废气 集排系统 比采用设备间 设置北阳台等安装方式每户节约 投资1 3 0 0 1 6 0 0 元 住户购房费节约住户节约购房资金3 4 0 0 元 以林海花园小区1 9 6 8 户计算 建设单位共节约投资2 6 0 3 1 0 万元 平均每平方米建筑面积节约投资1 3 1 6 元 住户 购房费节约6 7 0 万元 平均每平方米建筑面积节约2 6 3 1 元 采暖方式比其它方式经济效益明显 采暖是北方地区住宅的必不可少的功能之一 随着人民 生活水平的提高 过渡地区也逐步要求采暖 采暖方式有集 中供热方式 独立燃气采暖方式 电采暖方式等 不同采暖 方式直接投资比较见表2 表2 不同采暖方式直接投资 含增容费 的对比 林海花园小区总建筑面积为 1 9 8 0 0 0 m 2 住宅总套数为 1 9 6 8 套 从一次性资金投入和每个采暖季用户支出费用的比 较中 表3 可以得出结论 林海花园采用分户采暖废气集 排创新研究成果经济效益显著 表3 经济效益比较统计表 环境经济效益显著 采用分户采暖废气集排系统后 小区内无须建设暖气管 网 不但美化了小区环境 而且可以节约楼房横向距离 增 加居住密度 节约耕地 更有利于小区楼房布置 模块化分 户燃气采暖热水两用壁挂炉及废气集排系统的推广应用 是 小区内省去了换热站及管网敷设用地和占用的空间 可以提 高建筑密度 节约用地 降低每平米建筑面积的耕地占用费 提高了开发利润 对国家和开发商都十分有利 环保节能型分户采暖设备及安装模式有利于燃气分户采 暖产业和设备的发展 分户燃气采暖热水两用壁挂炉经过在北京回龙观小区 珠江国际城 万和世家等住宅小区的应用 充分体现了分户 燃气采暖的优点 在几个小区的应用中 也发现了以下缺点 热泵启动 工作 时产生一定的噪 音 影响厨房内的 环境质量 低空 多点直接废气室外 独立燃气采暖电采暖 4 3 3 4 3 5 1 2 6 1 1 2 9 0 6 6 0 9 7 4 5 7 5 2