建筑给排水中的热水系统设计

建筑给排水中的热水系统设计[摘要] 人们的物质生活发生了根本的变化，住宅建设也在向精品化、高档化发展，保证热水供应是提高居民生活质量的一项重要内容，即使在南方地区，人们对热水的需求也是非常迫切的，有越来越多的住宅小区要求全日制供应热水。

民用建筑的特点是多栋单体住宅，热水系统的设计及调试均有一定的难度。

本文探讨了建筑给排水设计中的热水系统设计。

[关键词] 建筑给排水热水系统设计如今人们的物质生活发生了根本的变化，住宅建设也在向精品化、高档化发展，保证热水供应是提高居民生活质量的一项重要内容，即使在南方地区，人们对热水的需求也是非常迫切的，有越来越多的住宅小区要求全日制供应热水。

民用建筑的特点是多栋单体住宅，热水系统的设计及调试均有一定的难度，笔者结合自己的工作实际，谈一点体会，和同行们共同探讨。

1.宾馆、住宅热水供应特点宾馆的热水供应和住宅的热水供应略有不同，设计时应该侧重考虑旅客的舒适性、方便性、安全性，宾馆不同于一般的民用建筑，多为公共建筑，公用空间较多，在建筑设计上，尤其是冷热水的管道设计，空间不受太多的限制。

在一些规模较大、建筑较高的宾馆中，热水设计的高低分区和冷水设计思路一样，每个区有每个区的独立系统，配备独立的热交换器和热水循环泵。

另外热源形式有太阳能、燃气燃油机组、溴化锂机组等。

在宾馆的热水供应中，一部分供给客房，一大部分则供应洗衣房、餐厅、游泳池、桑拿室等。

这几个部门的用水量和用水温度及水质要求也不一样，所以在设计时要充分考虑到各个系统的特点，一般客房设单独水管，主要是方便维修和管理，同时也可以在某种程度上缓解高峰用水时的水压波动，至于四星或五星宾馆的热水设计，管道电伴热设施。

住宅热水的设计要考虑到供水管道长而带来的热损耗，其热水系统的投资、运行和维修都比较难，费用也相对高。

由于管道损失的热量较多，所以，热水供应一般是在北方的大中城市居民建筑中应用，需要热力网的支持。

对于高层住宅的热水设计，要考虑管道所受到的空间限制，管道敷设在住宅内影响美观妨碍销售，并且管道的复杂和漫长，影响计量，而且无效冷水量大，影响使用和水资源浪费。

见于此，住宅建设中，尤其是高层，热水设计管网和热交换器采用高低区公用的原则，住宅低区的减压阀设在各用水支管上，小区中的热交换器站集中设置，每栋建筑的回水管线安装机械循环泵，数栋住宅设交换器组，最后汇入统一回水管道。

综合比较，住宅的热水设计没有宾馆的舒适性高。

2.变频技术的应用屋顶的水箱是一般传统设计中冷热水的平衡水源，其高度决定其能够满足最不利点的热水供应，为了水压能够满足使用要求，在宾馆中使用，往往还要升高到距离顶层三四层高，才能满足高档淋浴器的水压要求。

一些采用燃油热水器和燃气热水器机组的新型热源，其使用期间的水头损失高达0.05mpa。

但从建筑美学角度考虑，这种设计和方式显然是不合潮流的，屋顶水箱的设计思路便被变频式供水系统代替了，变频式供水系统以其供水系统恒压、恒温的优点，并且通过科学合理的选型，能够满足用户的要求，通过控制点还能做到节约能源。

为了能够更好地发挥变频技术的节能型，再设计中应该注意电源供应的安全可靠，一般采用双回路电源供应方式，设备的选择上，尤其是离心泵的工作曲线必须要陡点儿；采用的控制方式最好是变频变压式，变流量供水。

把系统最大秒流量时管道损失总合确定为出口压力值来保证水泵出水恒压，热水在管道中的损失不是恒定的，而是变化的，多数情况下，管道损失值小，所以利于节能。

由此我们可以确定，对于宾馆热水系统的较少需求，实行变频远程控制是完全可以的。

四星或五星级宾馆，对水压要求较高，采用双变频器控制，可以避免水泵工频和变频切换带来的水压波动，在选择变频设备时，恒压精度能做到0.02mpa就可以保持变频供水的水压。

现代科技的发展，变频技术日益发达，但一些新型热水机组也存在一些弊端，虽然机组低能耗、热效率高，但机组的水头损失一般很大，如果冷热水龙头的水压差控制不合理，就不可能得到较适宜的水温。

另外，一些宾馆建筑平面大、热水供应管道长、管网沿程阻力大，或者采用顶层水箱作为平衡水源，高度、长度、压差等限制，导致冷热水压力不平衡，影响供水系统的运行。

如果设计采用冷热水变频控制，就要尽量注意管道形式、管径、热源设备本身的水头损失问题，既要注意平衡，就要统一运用恒压控制点，装备压力控制主件，控制水点水压的稳定性，可采用编程控制器，对于高档宾馆可以选择恒温敏感淋浴器，保证在在5秒内实行冷热水转换，自动将热水流量降到0.032L/s，一旦出现冷热水压力变化较大的情况时，保证水温变化不超过1摄氏度。

3.热水供应的热源生活热水耗能占整个建筑能耗的10%～30%，而用于制备生活热水的热源又占其系统能耗的80%以上，因此生活热水热源的合理选择对节能来说非常重要。

热水供应系统分局部热水供应系统、集中热水供应系统和区域热水供应系统。

3.1局部热源选择建筑中的热水供应，多数是民建中的局部热水供应系统，见于节能和环保的需求，其首选热源是太阳能，其次为热泵、电、煤、燃气等。

用户如果选择使用太阳能作为热源，那么热水器的上、下循环管阀门不能关闭，确保储水器水温能升高、水能循环；如果用户选择电作为热源，应该考虑选择储热式电热水器。

3.2集中热源选择建筑中集中热水供应系统热源的选择主要是：工业余热、废热；太阳能；地热水；电；锅炉的热水和蒸汽。

集中供热水系统如果能够利用工业余热、废热进行热水处理，那么是一种既可节能又能减小环境污染的最佳选择。

节能减排的号召使近年来节约能源的理念深入人心，热水供应中利用工业余热、废热热泵作为集热渠道，从而实现节能的目标，重复利用电能，把消耗的3倍电力变为3倍以上的热能，节约了大量的能源。

3.3太阳能作为局部热源被普遍采用，是因为这种能源来自自然的可再生能源，太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁无污染的热源，是建筑设计节能的一项重要措施。

但太阳能热水系统受气候影响较大，晚上不能工作。

需要配备辅助加热设备，保证热水供应。

3.4利用深层地热水作为热源。

如果有条件，可以采用其作为热源，但采用之前要化验好水质，确定好水量，各项指标合格可直接作为生活热水。

水质、水量、水压与水温都达到可利用的要求时，可以作些适当的处理作为热源而采用。

3.5选择电力作为热源的前提是电力供应要丰富，否则是不能选择电力作为热源的。

3.6地区内具备能够保证全年供热的区域性锅炉的热水和蒸汽或热网。

在无法采用上述热源时，也可采用燃油、燃气热水机组或电蓄热设备制备热源，或者采用专用的蒸气或热水锅炉制备热源。

4.建筑热水的节能途径在建筑热水供应中的节能设计，首先要考虑利用废热能和余热能；太阳能、地热等可再生能源的利用；热电联产的供热、区域锅炉房；回收空调机组的热能；利用低谷电的蓄热锅炉；燃油和燃气的热水器和锅炉。

4.1热水的节能现状目前广泛采用的建筑节能热水装置就是太阳能热水器，但大量的“后装式”太阳能热水器, 由于缺乏与建筑的一体化设计, 往往造成“视觉污染”，对建筑外观或者整个小区的形象产生视觉污染,而且这种后装式的太阳能对建筑结构、屋面防水等方面都会造成不利影响，并且后装太阳能还会受到邻居的反感和物业的限制，导致有些小区被迫禁止安装太阳能。

由于太阳能热水器的特点，主要设计性能是按照建筑系统的要求设计，但是问题是太阳能热水器行业和建筑行业间协调不够,致使太阳能热水系统出现供水不稳定、冷热水压力不平衡等控制混乱的毛病，造成热水供水品质低导。

有些建筑的热水节能设计，由于多方面因素导致设计不合理想象存在，而且在投入使用后的运行管理不当等原因，致使热水系统的节能效果不明显,没能实现预期的经济效益,如此种种原因给太阳能热水系统的推广造成一定的阻力。

4.2热水系统的安全控制热水系统的安全主要是使用安全和设计安全。

设计安全直接关系到使用安全，而使用安全则是保持系统长久生命力的前提。

燃气燃油的热源要注意通风，储水式热水器的使用注意电源安全，热力网的使用要注意管道的安全。

5.动态平衡阀的应用动态水力平衡阀是一个新的调节阀种类，自动平衡阀组的作用是维持流量恒定，被广泛应用在供水系统中。

动态平衡阀相对于手动调节阀所体现出来的优点是能够自动调节；动态平衡阀和电动调节阀的外力作用相比，优点是自动调节，在闭式热水供暖系统中，这种阀门被广泛应用。

在热水供应系统中正确使用动态平衡阀，可以很方便地实现系统的流量分配、动态平衡、简化系统的调试工作。

在热水供应系统中使用动态水力平衡阀，其主要作用是恒定流量，也就是在阀的进出口压差变化的情况下恒定通过阀门的流量，应用这个原理，采用动态平衡阀来维持与之串联的被控对象，保持通过各个用户间的环路和设备的流量恒定。

动态平衡阀的结构是一个双阀组合，由一个手动调节阀组和自动平衡阀组组成，动态平衡阀也被称为动态流量平衡阀，定流量阀，自力式流量平衡阀等，各种类型的动态水力平衡阀，结构各有相异，但工作原理相似。

结束语建筑给排水设计的主要内容是人民生产生活中的给水、排水、生活热水、消防供水。

其中生活热水占整个建筑能耗的10%～30%。

这一情况已经被行业内所充分重视，合理设计，安全使用，对于节能和环保来说，都是造福子孙后代的好事。

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