摘要:按户热量计量是建筑节能的一项有效措施，计量方法和所需仪表类型不同，对供暖系统形式的要求也不同。本文认为为达到按户计量的良好效果，供暖系统应在设计时考虑到室内温度的可调性，因此应改变传统的没有跨越管的单管顺流式系统，提出了适应既有和新建住宅建筑按户计量的系统形式。并探讨了按户使用热量计量表进行计量时，建筑设计应考虑供暖系统的布置的要求，如设置管道井、过门管道埋设等。并认为在系统布置时，不应拘于传统的布置方法。而应既满足按户计量又具有调控室内温度的功能，以达到节能的目的。
关键字:按户计量 供暖系统 节能
关于按户计量供暖系统的探讨
住宅集中供暖实行计量收费是建筑节能的一项基本措施，欧洲某国早在20年代就开始进行按户计量。目前在欧美等国热量计量已是成熟的技术，据国外调查资料表明：实行集中供热按户计量后，其节能率在10％－20％。
我国政府已重视该项工作，并投资进行研究。《建筑节能“九五”计划和2010年规划》明文规定：“对集中采暖的民用建筑安设热表及有关调节设备，并按户计量收费的工作，1998年通过试点取得成效，开始推广，2000年在重点城市成片推行，2000年基本完成。”目前我国已有多个单位在不同地区进行了试验研究并取得了良好的成效和经验。但就该项技术的实施仍感到供暖系统的形式是其难点，本文仅对这一问题进行探讨。
1、国外常用的热量计五方法与仪表
目前欧美进行按户计量热量使用的方法基本是以下三种：
计量方法1，直接测定用户从供暖系统中用热量。该方法需对人户系统的流量及供、回水温度进行测量。采用的仪表为热量计量仪表，其仪表由流量、温度传感器和积算器组成。仪表安装在系统的供水管上，并将温度传感器分别装在供、回水管路上。该方法的特点是：原理上准确，但价格较贵，安装复杂，并且在小温差时，计量误差较大。目前应用较少。
计量方法2，测定用户散热设备的散势量来确定用户的用热量。该方法是利用散热器平均温度与室内温度差值的函数关系来确定散热器的散热量。该方法采用的仪表为热量分配表，常用的有蒸发式和电子式两种。
蒸发式热量分配表有导热板和蒸发液两部分，导热板夹或焊在散热器上。盛有蒸发液的玻璃管则放在密封容器内，比例尺刻在容器表面的防雾透明胶片上。由管内液体蒸发量来确定散人室内的热量。该方法的特点是：价格较低，安装方便，但计量准确性较差。目前欧洲广泛采用。
电子式热量分配表，由温度传感器测出散热器表面温度和室内温度，并设有存储功能和液晶显示。对散热器温度的测量有直接测散热器表面温度或将温度元件装在散热器供回水管路的区分。该方式的特点是：计量较准确、方便，价格比热量计量表低，并且可在户外读值，目前在欧美受欢迎，正悄然取代蒸发式热量分配表而成集中供暖按户计量的主导仪表。
在该计量方法中除用热量分配表计量外，在美国还广泛采用一种计时方式的计量。即通过大量温控设备的开启时间及室内温度（也可设定），并依据散热器尺寸。类型等修正来确定各户用剂量的分配。该方式价格低，易于安装，但由于未考虑经过散热器的平均水温度影响，故准确度如差，目前欧洲极少使用。
计量方法3，测定用户的热负荷来确定用户的用热量。该方法是测定室内、外温度，并对体暖季内的室内、外温差累积求和，然后乘以房间常数（如体积热指标等）来确定收费。
该方法采用的仪表为测温仪表。但有时将记忆散热器温控阀的设定温度作典型室内温度。而将某一基准温度作室外温度。该方法的特点是：安装容易，价格较低。但由于遵循相同舒适度缴纳相同热费的原则，用户的热费只与设定的或测得的室温有关，而与实际用热量无关。因此开窗等浪费能源的现象无法约束，不利于节能。目前德国不允许采用，美国、法国有使用。
2、计量方法对系统形式的要求
由上述的计量方法可以看出：无论采用哪种计量方法，均要求供暖系统的型式能满足计量条件。而不同的计量方式对供暖系统型式要求不同。仅就计量而言，任何一种供暖系统型式均可满足上述计量方法2和计量方法3的要求。只要将散热器表面平均温度和室内温度测出就可确定热量，达到计量方法2的要求；测出室内温度和室外温度就可达到计量方法3的要求。但是在进行计量的同时应使系统能满足室温的调节性能，从而达到节能的目的。因此对供暖系统的要求是：既能满足计量要求，又应具有调控室内温度的功能。既能达到节能目的又能较准确计量的按户计量方式显然是上述方法中热量计量表和热量分配表的方式，而采用热量计量表或热量分配表进行按户计量对供暖系统型式的要求却大不相同。
2．1适合热量计量表的供暖系统形式
由上述可知热量计量表是测量供暖系统人户的流量和供、回水温度，因此要求供暖系统设计时每一户要单独布置成一个环路。只要满足这一要求，对于户内的系统采用何种型式则可由设计人员根据实际情况确定。对于多层和高层住宅建筑来说，若想每一户自成一个环路，系统首先应具有与各户环路连接的供回水立管，然后户内可根据情况设计成：单管水平串联、双管水平串联。单管水平跨越式、双管水平并联式，上供下回式、上供上回等系统形式。
2．2适合热量分配表的供暖系统形式
由热量分配表测试原理可知，无论任何供暖系统形式，其热量分配表仅是对散热器平均温度和室内温度的测量。因此热量分配表可在各种供暖系统形式中进行按户计量。但是，为节能和调控室内温度，系统中需设置温控阀，而有的系统不适合安装散热器温控阀；所以不加跨越管的单顺流式系统不适合按户计量。
3、按户计量对建筑的要求
按户计量在我国是一项新的技术，而设计符合按户热表计量的供暖系统形式是这项技术的难点。通过试点工程的研究，暖通设计人员感到：必须在建筑设计上就考虑按户安装热表的供热系统的布置。
3．1对建筑平面设计的要求
对于采用热量计量表进行按户计量时，平面应考虑布置供、回水立管的布置，为便于安装维修和热表读值，应设置单独的管道并，管道井可布置在楼梯间或户内的厨房等处，此时应考虑加大楼梯间或厨房的尺寸。由于户内单独成为系统环路，因此管道增加，所以户内各房间平面布置时应考虑使管道减少长度和散热器布置方便，如：系统管道减少过门。散热设备相对靠近等。
3．2管道的布置
按户安装热表时，水平系统的管道过门处理比较困难，若能对过门管道在施工中预先埋设在地面内，将使系统的管道得到较好的布置。实施按户热表计量，室内管道增加，这既影响美观也占用了有效使用面积，且不好布置家具，若能对部供暖系统管道进行暗设，将解决这一问题。因此，建筑设计时，可能时应考虑管道暗设。
3．3层高的要求
对按户设热量计量表的单独环路，由于室内需设供、回水干管。因此以往的标准层高不利于管路的布置，需增加层高。至于层高的尺寸，可视室内供暖系统的具体形式确定。
4、我国的按户计量方式和供暖系统的形式
近几年我国对集中供暖按户计量进行一些研究，取得了一些经验。在北京、天津、哈尔滨、烟台、长春等地相继建立集中供热按户计量的住宅。这些试点的计量方式大部分用热量分配表，也有的设计采用热量计量表使各户自成系统。
4．1按户计量的仪表
国内试验研究中大多采用国外的蒸发式热量分配表。该仪表价格较低，安装方便，适合于各种供暖系统的按户计量。因此，有人认为国内实施按户计量应采用该计量方式并开发国内产品。为实施按户计量，国内已研制热量计量表，并开始生产，但因价格等原因，目前使用较少。为减少按户计量的仪表投资，国内有的人员开始研究流量式按户计量方式，即采用热水表进行计量，并认为每户供回水温差相等，利用每户的水流量来分配总的用热量，并探讨了使用热水表实现住户供暖用热计量的四种具体计算方法。目前国外的厂商也纷纷关注我国的市场，并带来了各型号的仪表。
4．2供暖系统的形式
按户计量已逐渐被人们重视和接受，在《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26－95）中明确规定：在进行室内采暖系统设计时，设计人员应考虑按户计量和分时控制温度的可能。
4．2．1既有住宅建筑供暖系统的改造
从目前一些试点研究结果看，对既有住宅建筑实施按户计量的供暖系统改造，应基于原有的系统尽量减少改造的工作量。由于我国既有住宅建筑大多数都是采用单管顺流式。因此，主张在立管上加跨越管，然后装设调温设备和在散热器上装热量分配表。若原供暖系统是水平串联型式，在改造时，也应考虑到系统应满足每组散热器流量的可调性。对于装调节装置就可调节流量的其他系统型式，如双管系统等，可直接在系统上加温控阀和在散热器上装热量分配表。
4．2．2新建居住建筑供暖系统的设计
对于新建的居住建筑若采用热量分配表进行按户计量，只要是能满足各组散热器具有可调的系统型式均可以，无论是单管跨越管系统还是双管系统。但是从调节、运行效果、维修方面考虑，双管供暖系统是较理想的一种系统形式对于采用热量计量表进行按户热表计量时，对于户内的系统，宜采用单管水平跨越串联或双管水平并联。若不对每组散热器进行温度控制也可采用单管水平串联。当然也可以根据具体情况设计成其他满足计量要求的系统形式。
4．3户内独立系统的设计布置
连接户内环路的供回水立管在平面的位置应以利于户内独立系统的布置为原则。有时为减少室内管道过门的麻烦，必要时供回水立管并不一定要相邻设置。传统的做法是将散热器布置在外窗下，但有时设在外窗下会加大管道长度和使管道穿过阳台门而不好处理，因此可根据实际情况将散热器布置在内墙，据有关资料表明，安装在内墙的散热器有利于放热。条件允许时应将供、回水立管设置在建筑物的北向楼梯间或北向的厨房、卫生间内。这样，户内系统的走向可由北向房间进人南向房间，这在系统不设温控问时，有利于减小南北向房间失均。对于房间较多的住户，一个水平环路不好布置时，可从热表后再分出两个或多个并联环路进行布置。这可减少系统的长度，并可方便系统的布置。
4．4按户计量的试验工程
全国多个单位的试验都取得了一定的经验，现仅简单介绍其中几个的一般情况。
长春市由吉林省建筑设计院设计的七层宿舍楼，建筑面积约5000m2，设计时采用热量表进行分户计量。整栋建筑物的供暖系统为上供下回机械循环、每户人口装热量表自成一个户内系统，并采用水平串联式，阀门。热量表、供回水立管设在楼梯间的管道井内，管道井尺寸一般 1000mm x 50（）m，并设检查门。单元内每层几户即在楼梯间设几个管道井，如一层三户即在楼梯间设3个管道并，并分别靠近相应住户。由于户内系统是水平串联，过门的管道埋设在门下地面内。
哈尔滨市房地局建造一栋七层住宅楼面积4000立方米，采用丹麦的蒸发式热量分配表和温控阀，供暖系统为上供下回双管式，在系统人口装设了总热量表。为便于计量和调节，每组散热器的供水管安装丹佛斯的温控阀，在每组散热器表面安装了蒸发式热量分配表。据了解系统设计时除考虑设置温控阀增加阻力外，其他均按通常设计进行。
在哈尔滨进行的既有住宅建筑节能改造示范中对既有住宅建筑的采暖系统进行改造。改造对象是七层住宅楼，建筑面积2442m2，将原两个单元的上供下回供暖系统分别改造成带跨越管式上供下回和水平式系统。带跨越管的单管系统采用丹麦的恒温阀或国产的三通阀进行调节，通过测量散热器表面温度和室内温度计量热量，水平式系统采用意大利的电磁阀进行调节，通过测量水流量及供回水温度计量热量，每户的所有数据通过导线传输到楼梯间的控制板（Control Panel），再传到中心控制板，通过计算机进行获取数据和控制。
5、结束语
按户计量在我国还处于试验研究阶段。国内研制的计量仪表还需进一步完善。目前的重点放在如何进行按户计量：但是计量仅是计量收费的前提，制定如何收费的方法仍需进一步研究。
本文仅对如何实现按户计量对系统的要求进行了探讨。但是按户计量的目的是为了达到建筑节能。因此，供暖系统除能满足按户计量的要求还应有对室温调控的装置。使其既能达到节能又能按人们的要求调控室内温度来改善居住热环境。
按户计量是新的供暖技术，除暖通专业人员的努力外，更需建筑专业的配合。尤其新建的居住建筑更是如此，应避免建筑上的约束而使供暖系统的设计先天不足，使得新的供暖技术得不到发展。在目前的研究阶段应对建筑要求进行研究，使建筑设计能更好的满足按户计量的实现。
