摘要多层民用建筑采暖垂直失调的原因，主要有设计方面的热负荷计算，冷风渗透，朝向修正，楼梯间与相邻房间的耗热量，供暖系统的选择形式。还有运行调节，按室外温度变化，在流量不变，只改变供水温度时，进行的质调节，以及解决问题的措施。
关键词垂直失调 设计热负荷 供暖系统 运行质调节
Abstract: The reason of multi-storey civil heating vertical imbalance, mainly is the design of heat load calculation, cold air infiltration, orientation correction, stairwells and the heat loss of the adjacent room, the choice of form of the heating system. Operation and adjustment there, according to outdoor temperature changes in the flow rate unchanged, only to change the water temperature, quality adjustment, and problem-solving measures.
Key words：vertical imbalance, the design heat load, heating system, run the quality of regulation
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
在严寒和寒冷地区，我国多层民用建筑室内温度均存在着不同程度竖向失调，掌握各种参数变化对室内温度失调程度的影响，对提高供热质量、降低运行费用是十分必要的。现就室内温度竖向失调原因分析如下：
1设计方面
1.1热负荷计算
1.1.1冷风渗透耗热量
根据规范和《实用供热空调设计手册》对通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量，计算公式如下：
QCPVW（tn－tw）
式中： 多层民用建筑采用缝隙法的冷风渗透量V∑（l×L1×n）
高层民用建筑的冷风渗透量 V＝∑（l×L0×mb）
这里冷风渗透量所不同的是多层民用建筑没考虑热压作用，而高层民用建筑考虑热压作用。现以一栋六层3.0米层高的住宅楼为例，已知外窗缝隙长度均为9.0米，室内计算温度18℃，室外计算温度为-7.5℃，将此建筑分高层（考虑热压作用）和多层（不考虑热压作用），冷风渗透耗热量分别计算见表1。
从表1看出下部1至3层冷风渗透耗热量不考虑热压作用计算值比考虑热压作用计算值少，而上部4至6层的冷风渗透耗热量不考虑热压作用计算值比考虑热压作用计算值多，由此造成建筑物上部过热下部过冷。
1.1.2朝向修正
当建筑物高度小于被遮挡物，且有一定距离时，也就是说建筑物只有部分被遮挡（下部）人们往往忽视这种情况，仍按和上部一样的朝向进行0～25?的朝向修正，使得下部被遮挡的房间热负荷减少。
1.1.3楼梯间和相邻房间的热损失
楼梯间可分为采暖和不采暖两种，在严寒地区民用建筑的楼梯间一般都采暖，对采暖楼梯间一般在楼梯间热损失计算时楼梯间内计算温度取14℃，这样按规范其相邻房间和楼梯间的温度差≤5℃，故设计人都不进行传热计算，而经过实测确有较大的不同。
经过实测某地区楼梯间（以六层为例）1至2层温度一般为5℃～8℃，而5至6层为14℃～16℃，温度梯度一般为0.3～0.8℃／m（梯度值和门窗密封程度有关），这样和楼梯间相邻的下部房间对楼梯间便有了热损失，而上部没有。但是有些设计人，经常忽略对楼梯间热损失值的计算，造成底部房间过冷。
1.2供暖系统
1.2.1双管系统
由于双管系统各层散热器之间是并联环路，各层之间存在的自然作用压力不同，这个作用压力使得流经上层的热水流量增加；而在设计中，即使在平衡计算时考虑这个压力，由于我国管材一般最小只能到DN15，这样就很难将其调平，于是造成流经上部的热水量总是大于流经下部的热水量，上部出现过热。
1.2.2水平串联系统
水平串联系统和双管系统一样各层之间也存在着一个自然作用压力，这个作用压力一般设计人都按单管系统的计算方法忽略不计，这样上部环路的房间比下部环路的房间多了一个作用力，使得上部热水流量增加，造成竖向水力和热力失调。
1.2.3垂直单管系统
上供下回垂直单管系统，热水先经过顶层房间后再到底层房间，与垂直管路里的水的自然作用压力相反，这样上部房间的散热器进口热媒温度就比下部房间散热器进口热媒温度高，形成上热下冷垂直温度失调。
据调查大部分设计院在计算散热器或热负荷时，一般设计人均将计算片数进位以求得整数，这样上部房间的实际散热器片数的小数比需求量更多。
2运行调节
运行调节是指当热负荷发生变化时，为实现按需供热，而对供热系统的流量、供水温度等进行的调节。由于室外空气温度不断变化,供热系统应采用适当的调节方式供热。
2.1质调节
在进行质调节时，只改变供暖系统的供水温度，而用户的循环水量保持不变，即=1,可得供暖热负荷供热调节的基本公式。
＝（1）
当=1得 tg＝tn＋℃ （2）
th＝tn＋℃ （3）
当采用散热器时，根据热平衡方程式可得下式
s＝ （4）
以上式中：为相对供暖热负荷比；为相对流量比；为供暖室外计算温度；为供暖室内计算温度；为进入供暖热用户的供水温度；为供暖热用户的回水温度；某一室外温度；为用户散热器的设计平均计算温差；为用户的设计供、回水温差。
例如某上供下回单管垂直供暖系统的室外采暖计算温度为-7.5℃，计算供水温度95℃，回水温度70℃，散热器b=0.25,其中一根立管每层耗热量如图1所示，计算当室外温度tw=-5℃和tw=-2℃时的各层室内实际温度。根据（2）（3）式得表2
显而易见，单纯的采用量调节也是造成上热下冷的原因之一。综上所述是造成采暖地区多层民用建筑室内温度垂直失调的几个主要原因。
3建议及措施
①首先在设计开始的热负荷计算时，认真计算各项耗热量。②对楼梯间相邻房间分层进行热损失计算。③对于四层以上民用建筑的迎风面冷风渗透耗热量要考虑热压作用。④散热设备尽可能选用易组合出所需片数的散热器。⑤考虑房间立管散热对温降得影响。⑥对系统的调节采用质调节或分阶段改变流量的质调节。这样多层建筑采暖室内温度垂直失调的问题就能基本得到解决。
参考文献：
[1]高等学校建筑环境与设备工程专业规划教材?供热工程
[2]陆耀庆主编?实用供热空调设计手册
[3]中华人民共和国国家标准?GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范
[4]2009全国民用建筑工程设计技术措施?暖通空调?动力
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。