淺析建筑給水排水工程中熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

【摘要】建筑給水排水工程中的熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)是很重要的一部分內(nèi)容，越來越多的建筑需要設(shè)置集中式熱水系統(tǒng)。在倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的今天，如何選取好熱水系統(tǒng)的熱源是工程師亟需解決的問題。不同的建筑熱水系統(tǒng)的特點(diǎn)不同，所處的地域不同，所適宜的熱水系統(tǒng)熱源亦不相同。本文基于建筑給水排水工程中的熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及所適宜的熱水系統(tǒng)熱源展開論述。

【關(guān)鍵詞】建筑;給水排水;熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】TU82

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

作為建筑給水排水工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分，集中式熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一直是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)不同建筑類型中熱水系統(tǒng)的使用特點(diǎn)進(jìn)行分析，以及對(duì)工程所處地域的熱水可資利用的能源進(jìn)行分析，制定出適應(yīng)本建筑特點(diǎn)以及工程所處地區(qū)實(shí)際情況的熱水系統(tǒng)，是工程師們亟需解決的問題。

1、普通住宅的熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

集中熱水系統(tǒng)管理復(fù)雜，造價(jià)較高，一般的普通住宅熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)多采用分散式系統(tǒng)。住宅熱水系統(tǒng)采用的熱源形式主要有兩種：1.采用電源作為主要熱源。2.采用太陽(yáng)能作為主要熱源。

普通住宅熱源采用電源的熱水系統(tǒng)構(gòu)成：衛(wèi)生間內(nèi)預(yù)留電源，用戶入住后自行購(gòu)置電熱水器，用以制備熱水。

普通住宅熱源采用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)構(gòu)成：住宅每戶南側(cè)陽(yáng)臺(tái)窗戶下方的建筑外墻上安裝太陽(yáng)能集熱板，于衛(wèi)生間座便器上方設(shè)置太陽(yáng)能用熱水水箱，熱水管道敷設(shè)于地面墊層內(nèi)。每戶太陽(yáng)能熱水器集熱面積一般為2m2，熱水儲(chǔ)水箱容積為100L。另外，應(yīng)用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)也有局限性，遇有陰雨或者多云天氣，太陽(yáng)能系統(tǒng)產(chǎn)熱量不夠，不能滿足用戶所需熱水用量。為了解決此問題，一般在太陽(yáng)能用熱水箱內(nèi)預(yù)留電加熱器，以補(bǔ)充太陽(yáng)能系統(tǒng)無法正常工作時(shí)的熱水用量。

在日照資源豐富的地區(qū)，太陽(yáng)能宜作為熱水系統(tǒng)熱源的首選。太陽(yáng)能作為一種取之不竭的清潔可再生能源，已逐步成為替代常規(guī)石油能源的新型能源。推廣應(yīng)用太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)對(duì)滿足能源增長(zhǎng)需要、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。越來越多的省市制定相應(yīng)地方標(biāo)準(zhǔn)，要求新建住宅必須按照要求設(shè)置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。如山西省規(guī)定，自2011年6月1日起，在全省城鎮(zhèn)新設(shè)計(jì)的12層及以下的居住建筑、高層居住建筑的逆12層強(qiáng)制推廣應(yīng)用太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)。按照太陽(yáng)能光熱與建筑一體化的原則，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)，將太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)作為建筑的組成部分，與建筑工程同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收。

2、高檔別墅區(qū)的熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在地?zé)崴Y源豐富的地區(qū)，高檔別墅區(qū)一般都設(shè)置兩套熱水系統(tǒng)。一套為普通住宅中的分散式熱水系統(tǒng)，主要熱源形式也與普通住宅相同，采用電熱水器或者太陽(yáng)能集熱板進(jìn)行熱水的制備。另一套系統(tǒng)為集中溫泉水入戶系統(tǒng)，這也是廣義上的熱水系統(tǒng)。普通的分散式熱水系統(tǒng)與普通住宅的設(shè)置相同，就不再論述，下面主要介紹一下集中的溫泉水入戶系統(tǒng)：

集中的溫泉水系統(tǒng)的構(gòu)成：在地?zé)崴S富的地區(qū)打地?zé)峋?，地?zé)崴疁囟缺容^高，一般在80℃-90℃;小區(qū)內(nèi)設(shè)置集中的地?zé)崴畽C(jī)房，將提升上來的地?zé)崴M(jìn)行水質(zhì)處理，去除掉鐵、錳后，進(jìn)行二次換熱;經(jīng)過換熱后，地?zé)崴疁囟冉禐?5℃-50℃，由小區(qū)內(nèi)的二次管網(wǎng)集中供給到用戶的室內(nèi)及室外泡池，供用戶洗浴。 地?zé)崴?0℃-90℃換熱到45℃-50℃，換出的這部分熱量可作為維持地?zé)崴喂芫W(wǎng)及熱水儲(chǔ)水箱散熱用熱量，也可用于小區(qū)的冬季采暖用熱源。

地?zé)崴Y源豐富的地區(qū)，應(yīng)充分利用，可用其做熱源，也可直接采用地?zé)崴鳛樯顭崴?。但地?zé)崴雌湫纬蓷l件不同，其水溫、水質(zhì)、水量和水壓有很大差別，設(shè)計(jì)中應(yīng)采取相應(yīng)的升溫、降溫、去除有害物質(zhì)、選用合適的管材設(shè)備、設(shè)置存儲(chǔ)調(diào)節(jié)容器，加壓提升等技術(shù)措施，以保證地?zé)崴陌踩侠砝谩５責(zé)崴臒?、質(zhì)應(yīng)充分利用，有條件時(shí)應(yīng)考慮綜合利用，如先將地?zé)崴糜诎l(fā)電、再用于采暖空調(diào)、理療和生活用熱水、最后再作養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉等。

3、醫(yī)院的熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

醫(yī)院一般采用集中式熱水系統(tǒng)，醫(yī)院的熱水系統(tǒng)主要包括病房?jī)?nèi)熱水系統(tǒng)、手術(shù)室產(chǎn)房熱水系統(tǒng)、門診洗手熱水系統(tǒng)、職工淋浴用熱水系統(tǒng)、食堂用熱水系統(tǒng)。由于醫(yī)院手術(shù)室、產(chǎn)房、器械洗滌等部門要求經(jīng)常有熱水供應(yīng)，不能有意外的中斷，否則將會(huì)影響正常的工作，而其他如盥洗、淋浴、門診等部門的熱水用水時(shí)間都比較集中，而且是有規(guī)律的，有的是早、中、晚;有的是在白天8h工作時(shí)間內(nèi)。醫(yī)院熱水系統(tǒng)采用的熱源一般為鍋爐或者加熱器，針對(duì)醫(yī)院的熱水供應(yīng)系統(tǒng)不能中斷的特點(diǎn)，所采用的鍋爐或加熱器不得少于2臺(tái)。當(dāng)一臺(tái)檢修時(shí)，其余各臺(tái)的總供應(yīng)能力不得小于設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量的50%。

醫(yī)院是各種致病菌滋生繁殖最適宜的地方，帶有滯水區(qū)的容積式水加熱器，其滯水區(qū)的水溫一般在20℃-30℃之間，是細(xì)菌繁殖生長(zhǎng)最適宜的環(huán)境，國(guó)外早已有從這種帶滯水區(qū)的容積式加熱器中發(fā)現(xiàn)過軍團(tuán)菌等致人體生命危險(xiǎn)病菌的報(bào)道，因此醫(yī)院熱水系統(tǒng)熱源不得采用有滯水區(qū)的容積式水加熱器。

醫(yī)院熱水系統(tǒng)的構(gòu)成：醫(yī)院一般采用集中式熱水系統(tǒng)，于醫(yī)院的地下室設(shè)置直燃式熱水機(jī)組為暖通空調(diào)系統(tǒng)及生活熱水系統(tǒng)提供熱源;于地下室設(shè)置換熱站，由直燃式熱水機(jī)組經(jīng)過水-水換熱器，將生活冷水換熱成溫度為60℃的熱水，供給醫(yī)院內(nèi)各部位的生活熱水。直燃式熱水機(jī)組設(shè)置2臺(tái)以上，每臺(tái)的供應(yīng)能力不得小于設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量的50%。水-水換熱器采用半容積式換熱器。

上面介紹的三種建筑，功能和特點(diǎn)各不相同，所處的地域各不相同，所能利用的能源形式也各不相同。熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)使用對(duì)象、建筑物的特點(diǎn)、熱水用水量、用水規(guī)律、用水點(diǎn)分布、熱源類型、水加熱設(shè)備及操作管理?xiàng)l件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選擇合適的系統(tǒng)形式。集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)一般用于使用要求高、耗熱量大，用水點(diǎn)分布較密集或較連續(xù)，熱源條件充分的場(chǎng)合;局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)一般用于使用要求不高，用水范圍小，用水點(diǎn)數(shù)量少且分散，熱源條件不夠理想的場(chǎng)合。集中熱水系統(tǒng)的熱源當(dāng)條件許可時(shí)，應(yīng)首先利用工業(yè)余熱、廢熱、地?zé)岷吞?yáng)能作為熱源。

結(jié)語(yǔ)：

在城市化快速推進(jìn)的今天，越來越多的建筑工程拔地而起，所以社會(huì)對(duì)于建筑工程的舒適度方面有著更為迫切的關(guān)注。建筑工程熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣直接影響著民眾對(duì)舒適度的體驗(yàn)。而且給排水設(shè)計(jì)中的熱水系統(tǒng)也是耗能大戶，在國(guó)家倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的大前提下，如何高效合理利用清潔能源是工程師們亟需解決的問題。因此，在給水排水工程中熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，切記要對(duì)建筑特點(diǎn)及當(dāng)?shù)乜少Y利用能源進(jìn)行反復(fù)論證后，選取最適宜的熱水系統(tǒng)形式及能源形式。

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作者簡(jiǎn)介：

王兆敬，天津建工集團(tuán)建筑設(shè)計(jì)有限公司，天津。