改革開放以來，城市開發(fā)建設也進入了一個嶄新的階段。在不斷增加的城市建設中，高層建筑占的比重越來越大，相應的也對高層建筑供暖系統(tǒng)的設計，提出了諸多不同于多層建筑供暖的新問題。
首先，高層建筑供暖設計熱負荷的計算問題。受建筑物高度的影響，計算熱負荷時必須同時考慮熱壓、風壓的影響，這是高層供暖熱負荷計算與多層供暖熱負荷計算zui大的不同之處。
其次是高層建筑供暖系統(tǒng)型式和與室外熱網(wǎng)的連接方式。由于高層建筑熱水供暖系統(tǒng)的水靜壓力大，因此，在確定高層供暖系統(tǒng)的型式時必須考慮水靜壓力對低層散熱設備的影響，這是高層供暖與多層供暖在系統(tǒng)型式及連接方式上的zui大差異之處。
此外，由于建筑物高度的影響，高層建筑供暖系統(tǒng)的垂直失調(diào)現(xiàn)象比多層供暖系統(tǒng)更為嚴重。由以上幾方面決定了高層供暖系統(tǒng)與室外熱網(wǎng)的連接方式應合理選擇，連接方式的選擇主要受制于水靜壓力和垂直失調(diào)的影響。
1常用高層供暖系統(tǒng)型式1.1分層式隔絕供暖系統(tǒng)在高層供暖系統(tǒng)中，垂直方向分為兩個或兩個以上的獨立系統(tǒng)稱為分層式供暖系統(tǒng)。根據(jù)與外網(wǎng)連接方式的不同可以分為間接連接和直接連接。
1.1.1換熱器隔絕分層式系統(tǒng)該系統(tǒng)為間接連接，適用于熱網(wǎng)水溫高于用戶設計水溫。根據(jù)建筑物的高度，在垂直方向上可分為上下若干個獨立系統(tǒng)，下部（低區(qū)）可與外網(wǎng)直接連接，低區(qū)的高度主要取決于外網(wǎng)的壓力工況和散熱器的承壓能力；上部（高區(qū)）以水水換熱器進行熱交換并與外網(wǎng)隔絕。其優(yōu)點是可以很好解決高區(qū)水靜壓力對低區(qū)散熱器造成超壓的問題，同時也可以解決上下不同樓層的垂直失調(diào)。該系統(tǒng)是高層供暖zui常用的形式之一。
1.1.2雙水箱隔絕分層式系統(tǒng)該系統(tǒng)為直接連接，適合于熱網(wǎng)與熱用戶設計水溫相同的場合。其作用與系統(tǒng)1相同，但其隔絕方式是采用低水箱溢流管的非滿流實現(xiàn)的。與系統(tǒng)1比較，其造價較低，但由于水箱為開式，易使空氣進入系統(tǒng)，造成系統(tǒng)的腐蝕。
該系統(tǒng)用戶高、低區(qū)與外網(wǎng)的隔絕分別由供、回水管設置的閥門來實現(xiàn)，供水管一般加止回閥，回水管隔絕則采用閥前壓力調(diào)節(jié)器或有關閉性能的減壓閥，還可采用與循環(huán)水泵連鎖的電磁閥等。由于閥門隔絕系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，施工方便而造價較低，因而越來越受到人們的注意。近年來，閥前壓力調(diào)節(jié)器及其它一些種類的減壓閥的出現(xiàn)給這種系統(tǒng)的應用帶來了更廣闊的前景。
閥前壓力調(diào)節(jié)器隔絕閥前壓力調(diào)節(jié)器的特點是系統(tǒng)運動時閥門打開而系統(tǒng)停運時閥門關閉，從而實現(xiàn)隔絕靜壓的要求，其原理：閥門關閉是靠調(diào)節(jié)器內(nèi)的彈簧實現(xiàn)的，彈簧的拉力應大于該處水靜壓力3~5mH2O，當網(wǎng)路循環(huán)水泵停運時，彈簧的拉力超過系統(tǒng)水靜壓力，從而拉下閥瓣，閥孔關閉。
循環(huán)水泵運行時，該處回水管動壓超過彈簧拉力，從而頂開閥瓣，閥孔打開。顯然，閥前壓力調(diào)節(jié)器的使用條件是必須保證安裝位置處的回水管壓力大于其靜水壓力3 ~5mH2（O因此在采用這種隔絕方式時必須采用合適的定壓方式。對于蒸汽鍋筒定壓以及任何方式的供水管定壓（靜壓線高于動壓線）均不能采用這種隔絕方式；對于定壓點設在旁通管上的補給水泵補水定壓的“降壓運行”系統(tǒng)，當回水管動壓線低于靜壓線時也無法采用這種隔絕方式；當采用一般的循環(huán)水泵吸入口補水定壓時，回水管動壓線肯定高于靜壓線，但對于近熱源端，仍需校核回水管動壓線與靜壓線高差，當高差不足3~5mH2時，仍不能正常運行。
在上述幾種不同定壓方，校核能否適于閥前壓力調(diào)節(jié)器的工作是很重要的，應該特提出的是在校核中應該采用安裝閥前壓力調(diào)節(jié)器的分支管處的回水壓力校核。
在該供暖系統(tǒng)型執(zhí)行關閉隔絕的閥門一般可采用常開式電磁閥，電磁閥安裝時與循環(huán)水泵連鎖，循環(huán)水泵運行時電磁閥常開，回水通過電磁閥回到外網(wǎng)，當循環(huán)水泵停止運行時，電磁閥連動關閉，用戶回水與外網(wǎng)隔斷。
用于“隔絕”的減壓閥除了在運行中減壓之外，還應具有停運時自動關閉的特點。有一種比例式減壓閥，其出口端活塞面積皂大于進口端面積A，系統(tǒng)停運時，出口端停止用閉而達到隔絕的目的。
1.2靜壓隔斷式系統(tǒng)該系統(tǒng)為直接連接，靜壓隔斷式系統(tǒng)的工作原理：在原有低區(qū)供暖熱網(wǎng)定壓大小不變，運行參數(shù)、運行方式維持不變的情況下，僅在高樓入口加一個微型加壓水泵（如果外網(wǎng)提供的壓力足夠的話，也可以不加水泵）將低壓熱網(wǎng)供水加壓送至高區(qū)散熱器散熱后，再進入斷流器，促進其膜流形成斷流減壓，然后，再進入阻旋器進行阻旋“復原”并分離空氣，此時，就可以安全返回低區(qū)熱網(wǎng)中。其中回水管上安裝斷流器和阻旋器的作用是用來消除加壓水泵使系統(tǒng)增加充水高度所產(chǎn)生勢能的裝置，在供暖系統(tǒng)停止運動時，斷流器至阻旋器這段管道內(nèi)的水流立即消失，自動與高區(qū)斷開，從而實現(xiàn)靜止狀態(tài)的高低區(qū)隔絕。
1.3雙線式供暖系統(tǒng)1.3.1垂直雙線式系統(tǒng)該系統(tǒng)在垂直方向上位于同一房間有一組上升和下降兩個立管，因此各層散熱器的平均溫度近似地可以認為是相同的。這種各層散熱器的平均溫度近似相同的單管式系統(tǒng)，尤其對高層建筑，有利于避免系統(tǒng)垂直失調(diào)。由于雙線系統(tǒng)的散熱器多采用蛇形管或輻射板式結(jié)構(gòu)，因而其自身的承壓能力較高，但是系統(tǒng)本身無隔絕措施其高區(qū)水靜壓力對低區(qū)散熱器的影響仍然存在。
1.3.2水平雙線式系統(tǒng)該系統(tǒng)與垂直雙線式系統(tǒng)類似，只是在水平方向上各房間散熱器平均溫度近似相等。由于各層分別設置調(diào)節(jié)閥分層調(diào)節(jié)，從而可改善垂直失調(diào)。
1.4分層水平串聯(lián)式系統(tǒng)該系統(tǒng)與水平雙線系統(tǒng)相同之處在于都是用各層調(diào)節(jié)閥改善垂直失調(diào)，不同之處在于水平管道數(shù)量不同，水平雙線必須是兩根，而該系統(tǒng)可采用一根。目前多數(shù)高層供暖采用的分戶計量式系統(tǒng)就是由該系統(tǒng)演化而來的。
1.5單雙管混合式系統(tǒng)該系統(tǒng)的主要作用是改善垂直失調(diào)，但仍然不能消除高區(qū)水靜壓力對低區(qū)的影響。
2高層供暖系統(tǒng)的連接方式前面論述的幾種高層供暖系統(tǒng)型，只有第1種是間接連接，而其余系統(tǒng)均為直接連接。就目前我省實際而言，以采用換熱器隔絕分層式系統(tǒng)為多見。除了前述的一些優(yōu)點之外，該系統(tǒng)采用間接連接，運行管理及調(diào)節(jié)都比較容易。
特別是熱電廠或大型區(qū)域供熱系統(tǒng)，用戶的漏水補水不會影響到一級熱網(wǎng)，因此有些地區(qū)雖然外網(wǎng)的設計水溫較低，也常采用間接連接，對用戶系統(tǒng)可采用再低一檔的設計水溫，如由原來的95/70°C降為85/60°C，甚至還可以再降低用戶的設計水溫，如可降為60/5°C，該水溫正好是如今在供暖行業(yè)使用較多的低溫熱水地板輻射采暖所需要的水溫但降低設計水溫后會使系統(tǒng)投資有所增加。
在改造建設中，尤其是原有居住小區(qū)中增加的高層建筑，受原有供熱系統(tǒng)水溫的限制，采用換熱器間接連接不太經(jīng)濟，此時可以采用雙水箱隔絕式系統(tǒng)，該系統(tǒng)運行管理簡單，造價較低，但這種系統(tǒng)中必須有便合適的空間布置水箱，結(jié)果使得系統(tǒng)初投資將增加。
分層式水平串聯(lián)是目前分戶計量改造的主要形式，其應用應該是zui為廣泛的。
由于分戶計量改造的要求，目前低溫熱水地板輻射采暖在供暖行業(yè)里迅速發(fā)展，使得不少新建高層建筑在供熱水溫受限時也采用換熱器間接連接。這是由于各種新型塑料管材的技術(shù)革新，使得安它們更適用于低溫供暖系統(tǒng)，同時管材價格的大幅度下降也是這種供暖方式得以普及的主要原因之一。
靜壓隔斷式系統(tǒng)因具有節(jié)省建筑費用、系統(tǒng)初投資及年運行費用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，便于管理與調(diào)節(jié)，系統(tǒng)沒有氧腐蝕，適應性強，設計選用方法簡單等優(yōu)點，使得這種系統(tǒng)更適用于高層供暖的新建和改造工程。
為了改善垂直失調(diào)，也可以采用單雙管混合系統(tǒng)，但是一些地方的運行管理和設計計算上存在的一些問題影響了這種系統(tǒng)的運行效果。至于雙線式系統(tǒng)，目前在我省還較少見。
3高層供暖系統(tǒng)型式的選擇原則高層建筑供暖系統(tǒng)的確定，應主要考慮改善垂直失調(diào)和解決低區(qū)超壓兩方面的問題。改善垂直失調(diào)可以通過系統(tǒng)本身特點來解決，也可以通過系統(tǒng)具有調(diào)解功能來解決。
對于前者，則要求供暖系統(tǒng)本身具有改善垂直失調(diào)的功能，而無須增加調(diào)節(jié)措施。從嚴格意義上講，只有垂直雙線式系統(tǒng)具有這樣的功能，分層式系統(tǒng)只能保證上下兩個（或多個）分區(qū)系統(tǒng)之間避免失調(diào)，而對于每一分區(qū)內(nèi)部各樓層之間，則仍有可能出現(xiàn)不同程度的失調(diào)。
對于后者，由于其改善垂直失調(diào)的功能靠某些調(diào)節(jié)手段和設備來實現(xiàn)，因而在運行管理水平較好的前提下，這種改善失調(diào)的效果更好一些。水平雙線式系統(tǒng)和分層水平串聯(lián)式系統(tǒng)都是通過調(diào)整各層的調(diào)節(jié)閥或加裝節(jié)流孔板來實現(xiàn)各層之間流量分配符合規(guī)定要求的。而單雙管混合系統(tǒng)由于各層散熱器從局部上看都是雙管系統(tǒng)，因而可以調(diào)整各支管閥門來改變流量分配，當然，這幾種調(diào)節(jié)方式要復雜一些。
解決低區(qū)超壓可分為解決自身超壓和解決系統(tǒng)超壓兩個方面。即如果供暖系統(tǒng)本身是獨立系統(tǒng)，只需解決本系統(tǒng)低區(qū)不超壓即可；而如果供暖系統(tǒng)是與整個小區(qū)熱網(wǎng)連接的，則除了保證自身不超壓之外，還要考慮小區(qū)內(nèi)其它建筑也不能超壓，也就是說，要把高層建筑供暖系統(tǒng)與外網(wǎng)隔絕。
對于獨立的高層供暖系統(tǒng)由于無須與外網(wǎng)“隔絕”，因此，當建筑物不超過40m時，一般可不考慮超壓問題。對于超過40m高的建筑物，可考慮在低部幾層設鋼制散熱器或采用雙線式系統(tǒng)，利用鋼管承壓較高的特點。當然zui好的辦法還是分層供*高低區(qū)互不干擾；對于與小區(qū)外網(wǎng)連接的高層供暖系統(tǒng)，為解決超壓問題，就必須采取不同方式的“隔絕”措施，以避免高區(qū)水靜壓力對低區(qū)的影響。
德國巴勒特
