高层建筑热水系统

免费建筑设计资料中国建筑设计网．1高层建筑雨水供四系统3．1．1热水供应系统的组成高层建筑热水供应系统的基本要求是：保证用户能按时得到符合设计要求的水量、水温、水压和水质的热水。热水供应系统的组成，应根据使用对象、建筑物特点、热水用量、用水规律、用水点分布、热源情况、水加热设备、用水要求、管网布置、循环方式以及运行管理条件等的不同而有所不同。图3．1为集中热水供应系统的一种方式及其基本组成。由锅炉生产的蒸汽，经热煤管送人加热器把冷水加热；蒸汽凝结水由凝结水管排至凝结水池；锅炉用水由凝结水池旁的凝结水泵送入；水加热器中所需冷水由给水箱供给，加热后的热水由配水管送到各用水点；为了保证热水温度，循环管(回水管)和配水管中还循环流动着一定数量的循环热水，用以补偿配水管路在不配水时的热损失。因此，集中热水供应系统是由第一循环系统(包括热源、热媒管网及水加热器等设备)和第二循环系统(包括水加热器、配水和水管网等设备)组成的。3．1．2热水供应系统的类型高层建筑热水供应工程就其供应范围可分为局部、集中和小区热水供应系统3大类。1）局部热水供应系统局部热水供应系统通常由单独的热水器把冷水加热，供单个或少数用水点使用。该系统设备简单，管网造价低，维护管理容易、灵活，热损失小。但一般加热器效率较低，热水成本高，使用不够舒适。这种方式在高层住宅中使用较多，在一些中等的旅馆中也有使用。常用的加热器有：太阳能加热器、电加热器、燃气加热器以及蒸汽加热器等。适用于热水用水量不超过4个淋浴器的用户，热水用水点分散且用水量不大的建筑或设置集中热水供应系统不合理的场所。2）集中热水供应系统集中热水供应系统就是在锅炉房或水加热器间将冷水集中加热，通过热水管网将热水送至用水点。优点是：设备集中，便于维护管理，热效率高，热水成本低，使用更为舒适。但设备、系统复杂，一次投资大，需要专门维护管理人员，管网较长，热损失大，改、扩建较困难。适用于热水用量较大，用水比较集中的建筑，如较高级居住建筑以及旅馆、宾馆、大型饭店等公共建筑。3）小区热水供应系统（区域热水供应系统)小区热水供应系统(区域热水供应系统)是利用工业余热、废热或地热等集中加热站、建筑小区或城市区域性锅炉房、热交换站，将冷水集中加热后，通过小区或市政热水管网输送到建筑小区、城市街坊或整个工业企业的热水系统。优点是：便于集中统一维护管理和热能的综合利用，减少环境污染，设备热效率和自动化程度较高，热水成本低，使用方便舒适，保证率高。但设备、系统复杂，建设投资高，维护管理水平要求高，改、扩建困难。适用于建筑小区，建筑集中、热水用量较大的城市和工业企业。3．1．3热水供应系统的供水方式高层建筑的集中(小区、区域)热水供应系统与冷水系统一样，应竖向分区，其分区原则、方法和要求也相同。在管网布置和形式上一般也是相对应的，各区水加热器、贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应，以便保免费建筑设计资料中国建筑设计网证任一用水点冷热水压力相平衡。由于高层建筑中热水供应系统的设备、组成、管网布置与敷设等与一般建筑的热水供应系统相同，因此其供水方式有1)按加热设备的设置方式分以下几种。(1)集中加热分区热水系统把高层建筑内各区热水系统的加热设备，集中设置在地下室或其他附属建筑内，加热后的热水分别送往各区用户使用的系统，如图3．2所示。图3．1集中热水供应系统组成示意图3.2集中加热分区供热水系统该系统具有维护管理方便，热媒管道短。可以减少管路噪声，但由于高、中区的水加热器与各区冷水源高位水箱的高差很大，以及高、中区热水系统中的供水和回水立管高度很大，加热器将承受很大的压力，钢材耗量大。因此，这种系统适宜3个分区以下的高层建筑中采用，不适用于超高层建筑。(2)分散加热分区供热水系统按分区将加热器分别设置在本区的上部或下部、加热后热水沿本区管网系统送至各用水点的系统。如图3．3所示，该系统由于各区加热器均设于本区内，因而加热设备承受的压力较低，造价也较低。其缺点是设备分散，管理不便．热媒管道长。该系统适用于超高层建筑。2)按加热设备设置的位置分(1)下置式分区供热水系统在高层建筑的分区供热水系统中，各区加热于本区下部的技术层中．称为下置式分区供热水系统，如图3．4所示。(2)上置式分区供热水系统当各加热设备设于本区上部的技术层中，称为上置式分区供热水系统，如图3．5所示。免费建筑设计资料中国建筑设计网图3．3分散加热分区供热水系统图3．4下置式分区供热水系统图3．5上置式分区供热水系统对一栋高层建筑集中热水供应工程的整体设计，需视具体情况而定，同时具有上置式和下置式往往并存，称为混合式或普通式。热水供应系统如图3．6所示。3)按曾网供热水方向分在分区热水供应系统中．按管网供热水方向，可分为下行上给式和上行下给式。(1)下行上给式如图3．7所示，加热器设置在分区供热水系统之上，热水横干管设于本区系统的最下部，回水干管设在本区系统的上部。图3．7(a)为单立管下行上给式热水系统，多用于管井周围为卫生间的高层旅馆中；图3．7(b)同时具有循环回水立管和支管称双立管下行上给式热水系统，一般用于配水支管较长，对水温要求较高的建筑中。从管网布置和配水方向看，图3．7中的2种供热水系统又称为异程式供水系统。为了克服系统中各管路流量分配不均匀，应在回水管末端设置调压阀。另外，在系统顶部应设置自动排气阀或膨免费建筑设计资料中国建筑设计网胀管，并将膨胀管接人非生活用冷水箱。(2)上行下给式如图3．8所示，加热设备设置在本区热水系统之上，热水及回水横干管均设在管网的上部，即热水流经系统上部横干管并向下对各立管配水。由于系统为上行下给式，回水横干管又在系统上部，该系统管网又称为双立管式热水系统。其中，图3．8(a)无循环支管，图3．8(b)则兼有循环回水立管和支管。图3．8中所示的2种形式亦属异程式，一般用于水温标准要求高，热水用量大而不均匀的高层建筑中。图3．6普通分区供热水泵统免费建筑设计资料中国建筑设计网图3．7下行上给式供热水循环系统图3.8上行下给式供热水循环系统图3．9所示的2种形式亦属同程式。图3．9(a)所示，加热设备设置在本区热水系统之下，而热水横干管设在管网的上部，回水横干管设在管网的下部，即热水流经系统上部横干管并向下对各立管配水，无循环支管，适用于配水文管短的高层建筑。图3．9(b)由于系统免费建筑设计资料中国建筑设计网为上行下给式，回水横干管又在系统上部，同时兼有循环回水立管和支管，适用于配水支管较长的高层建筑。图3.9同程循环供热水系统高层建筑热水系统采用减压阀分区时，应采取措施保证各分区热水的正常循环(见图3.10)，减压阀组的组成与设置同冷水给水系统。免费建筑设计资料中国建筑设计网图3.10减压阀设置3．2热水用水定额、水温和水质3．2．1热水用水量定额高层建筑的热水用量标准分生产、生活2类。生产热水用量定额应按工艺要求或同类型企业实际数据确定。生活热水用量定额应根据卫生设备的完善程度、水温、热水供应时间，当地气候条件和生活习惯等因素，调查后确定。根据《建水规》(GB50015)规定，各类建筑的热水用定额见表3．1。表内所列用水量定额均已包括在表1．5、表1．6所列的同类建筑生活用水定额内。表3.1热水用水定额续表免费建筑设计资料中国建筑设计网续表若以建筑物内卫生器具确定热水用量，则可按卫生器具一次和小时热水用水定额设计，见表3．2。表3.2卫生洁具的一次和小时热水用水定额及水温免费建筑设计资料中国建筑设计网续表续表免费建筑设计资料中国建筑设计网注：一般车间指现行的《工业企业设计卫生标准》中规定的3、4级卫生特征的车间，脏车间指该标准中规定的1、2级卫生特征的车间。实际设计小，应视建筑性质、级别及使用要求参照规范，确定用水定额。3．2．2设计热水温度的选定1)热水计算温度热水水温的计算标准应当满足生产和生活需要，以保证系统不因水温过高而使热水系统管道易道腐蚀、结垢或损坏，加热设备和管道热损失增大，水温过高还容易发生烫伤人体的事故。直接供应热水的热水锅炉、热水机组或水加热器出口的最高水温和配水片的最低水温，可按表3．3确定。表3．3直接供应热水的热水锅炉、热水机组或水加热器出口的最高水温和配水点的最低水温集中热水供应系统应保证最不利配水点的水温不低于使用要求(各种卫生器具的热水用水温度，见表3．2)。只供淋浴和斑洗用水，不供洗涤盆(池)用水时，最不利配水点最低水温可不低于40℃；采用集中热水供应系统的住宅，配水点的水温不应低引5Y。热水锅炉或水加热器出口的温度亦可相应降低。对于个别要求更高温度的用水设备，如厨房餐具消毒等，宜采用局部热水供应方式。洗衣机、厨房等热水使用温度与用水对象有关，见表3．4。表3．4洗衣视、厨房洁具用水温废免费建筑设计资料中国建筑设计网)冷水计算温度冷水计算温度，我国《建规》中规定应以当地最冷月平均水温确定。如无当地冷水计算温度资料可按表3．5确定。表3．5冷水计算温度单位：℃3）配水管网的最大温度降加热设备出水温度与最不利配水点的温度差，根据供水系统大小和循环方式确定，一般采用5—10℃。4)冷热水比例计算冷热水混合时，应以配水点要求的水温和水量，见表3．2，与当地冷水计算温度和水量换算出热水供应水温和水量，得到要求一定水温下的热水用量。若以混合水量为100％，则：所需热水量占混合水量的百分数为：(3．1){公式}式中th——混合水水温，℃；t1——冷水水温，℃；tr——热水水温，℃；所需冷水量占混合水量的百分数为：K1=1-Kr(3．2)3．2．3热媒、热水水质水在加热过程中，温度升高使钙、镁等盐类溶解度降低，易在管道和设备内壁上形成水垢，使管道输送能力和设备的导热系数降低，同时水温升高，会使水中溶解氧溢出，增加水免费建筑设计资料中国建筑设计网的腐蚀性。一般热水供应系统中水的总硬度(以caco3计)在90—150mg／L对人体较为合适；当总硬度大于150mg／L时，水垢不但在加热器中形成，而且会在管网中产生。因此，通常把水分为软水、稍硬水、硬水和极硬水4类，见表3．6。表3．6水的硬度分类生产热媒用水的水质应根据热媒种类(蒸汽、高温热水)以及加热设备类型(锅炉、热水器)确定。生活用热水的水质标准除应符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》外，对集中热水供应系统加热前水质是否需要处理，应根据水质、水量、水温、水加热设备的构造及使用要求等因素，经技术经济比较确定。日用热水量(按60℃计)不小于10m3且原水总硬度大于300mg／L时，洗衣房用热水应进行水质软化处理；其