魯建男

北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

1 引言

隨著目前建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的快速提升，住宅建筑戶內(nèi)生活熱水系統(tǒng)已開始成為現(xiàn)代各類民用建筑項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)工作中不可忽視的關(guān)鍵部分，為人們的工作生活帶來了很大便利，改善并提升了城市居住條件。如今，先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保理念正在深入人心，高效快捷節(jié)能的觀念將是我國未來民用建筑方面生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的發(fā)展方向。住宅建筑戶內(nèi)生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作首先必須關(guān)注室內(nèi)供水溫度和室內(nèi)供水壓力的可靠穩(wěn)定，其次還要充分關(guān)注節(jié)能、方便和美觀的實(shí)際要求，應(yīng)該在設(shè)計(jì)工作中科學(xué)合理選擇戶內(nèi)供水方式，認(rèn)真設(shè)計(jì)管路形式布局，充分衡量實(shí)際使用過程中熱水用量變化情況，關(guān)注對各類清潔能源方面的高效合理利用。只有這樣才能保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的有效合理性，在符合住宅建筑住戶生活熱水使用需求情況的同時(shí)，降低污染排放程度，實(shí)現(xiàn)能耗最低化要求。

2 住宅建筑戶內(nèi)熱水系統(tǒng)發(fā)展情況

上個(gè)90年代以前的住宅建筑居住類項(xiàng)目基本上屬于單位自建、聯(lián)建項(xiàng)目公房，實(shí)現(xiàn)建成后具體分給本單位內(nèi)部職工進(jìn)行居住，用來解決內(nèi)部職工居住問題，缺乏對住房的舒適度情況、裝修檔次等實(shí)際要求，具備集中生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)的建筑項(xiàng)目就更加稀少，通常生活熱水方面基本由當(dāng)?shù)刈糇孕胁扇〈胧┙鉀Q。然而隨著城市商品房的不斷發(fā)展，住房市場的實(shí)際需求決定了住房項(xiàng)目的多樣化發(fā)展，產(chǎn)生了不同居住檔次、不同住房管理模式、不同使用類型的普通商品住宅項(xiàng)目、經(jīng)濟(jì)實(shí)用房項(xiàng)目、公寓項(xiàng)目、宿舍項(xiàng)目、別墅項(xiàng)目等。同時(shí)，各類大型的精裝修居住小區(qū)也快速發(fā)展，對住房內(nèi)部設(shè)計(jì)的要求更加嚴(yán)格。

3 住宅建筑戶內(nèi)熱水系統(tǒng)的常見類型

住宅建筑戶內(nèi)生活熱水系統(tǒng)和其他建筑項(xiàng)目的室內(nèi)熱水供應(yīng)系統(tǒng)原理基本一致。根據(jù)熱水系統(tǒng)的設(shè)備組成情況，具體管網(wǎng)布局能夠分為集中結(jié)構(gòu)加熱式和分散結(jié)構(gòu)加熱式兩種類型。

3.1 集中式結(jié)構(gòu)生活熱水系統(tǒng)

集中式結(jié)構(gòu)加熱分區(qū)生活供水系統(tǒng)按照居住小區(qū)為執(zhí)行單位，采取大型蓄熱水箱設(shè)備為主要設(shè)備的住宅小區(qū)中央熱水系統(tǒng)供應(yīng)站，實(shí)施集中統(tǒng)一提供固定熱源，根據(jù)網(wǎng)狀式管路布局的室外生活熱水管道，實(shí)時(shí)將生活熱水準(zhǔn)確輸送至小區(qū)內(nèi)部每棟樓，然后通過住宅樓內(nèi)的輸配管路部分將生活熱水分別安全送至居民住戶。集中式供水系統(tǒng)所使用的循環(huán)水泵設(shè)施和具體加熱設(shè)備一般都采取集中方式，設(shè)置于住宅建筑地下室位置或小區(qū)內(nèi)部其他附屬建筑物中，冷水部分主要通過各住宅分區(qū)高位水箱設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)供給。集中式結(jié)構(gòu)加熱生活供水因?yàn)榧訜峒氨盟偷炔糠衷O(shè)施實(shí)際布局十分集中，所以系統(tǒng)管理維護(hù)工作特別方便，同時(shí)布局于住宅建筑底層位置或地下室內(nèi)部也能夠有利于實(shí)現(xiàn)防振隔聲效果。然而這種方式主要弊端在于系統(tǒng)加熱設(shè)備應(yīng)該實(shí)際承受一定數(shù)值的靜水壓，同時(shí)靜水壓數(shù)值隨供水高度的提升而增加，這對加熱設(shè)備本身的承壓能力提出了嚴(yán)格的要求。因此采取這種加熱供水方式在高度方面存在一定限制，針對當(dāng)?shù)馗邔雍统邔幼≌ㄖ贿m合采用。

3.2 分散式結(jié)構(gòu)生活熱水系統(tǒng)

分散式結(jié)構(gòu)生活熱水系統(tǒng)是按照每棟住宅樓或居民住戶為實(shí)施單位，通過安裝在住宅樓頂、住宅室外空地位置或是每戶住宅室內(nèi)的一套熱水機(jī)組設(shè)備為基本熱源的生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)，根據(jù)管路分布送至相應(yīng)各處用水點(diǎn)位置。這樣供水方式因?yàn)榫唧w加熱器設(shè)備均設(shè)置于本住宅區(qū)內(nèi)位置，加熱設(shè)備負(fù)載較小，同時(shí)加熱設(shè)備承受的各種壓力通常也比較小，防止受住宅建筑本身高度的實(shí)際影響，擁有整體布置靈活，環(huán)境適用性強(qiáng)的各種優(yōu)點(diǎn)。然而，因?yàn)樽≌訜嵩O(shè)備本身的分散特點(diǎn)又給加熱系統(tǒng)的管理維護(hù)工作造成了諸多不便之處；同時(shí)，高區(qū)位置和室外位置設(shè)備本身的熱媒管道特別長，供熱情況不穩(wěn)，對設(shè)備泵本身的隔聲、防震方面具體要求也較嚴(yán)格。

3.3 熱水供應(yīng)方式的實(shí)際選擇

住宅建筑戶內(nèi)生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作首先要關(guān)注具體供水方式，必須按照住宅建筑類型，生活熱水使用情況，根據(jù)上述兩種實(shí)際供水方式具備的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合衡量。集中式結(jié)構(gòu)熱水供應(yīng)系統(tǒng)擁有維護(hù)工作方便、熱使用效率高、供熱工作成本低等優(yōu)點(diǎn)，然而因?yàn)榧訜嵩O(shè)備復(fù)雜，投資數(shù)額大，系統(tǒng)建成后實(shí)施改建擴(kuò)建工作困難，因此目前在我國各地應(yīng)用情況并不多，基本限于當(dāng)?shù)馗呒壸≌瑑?nèi)部。而分散式結(jié)構(gòu)熱水供應(yīng)系統(tǒng)因?yàn)榄h(huán)境適用性強(qiáng)，避免住宅高度限制的各方面優(yōu)點(diǎn)，在我國城市建筑項(xiàng)目高層化快速發(fā)展的情況下，實(shí)現(xiàn)了較為廣泛的建筑應(yīng)用。

4 住宅建筑戶內(nèi)熱水系統(tǒng)加熱方式和加熱設(shè)備

加熱方式直接關(guān)系到住戶生活熱水系統(tǒng)的正常工作加熱，能夠具體分為設(shè)備直接加熱和設(shè)備間接加熱。設(shè)備直接加熱方式是通過自然燃料、太陽能等能源，運(yùn)用加熱設(shè)備對水實(shí)施直接加熱過程，比如日常生活中比較常見的燃?xì)鉄崴鳌㈦姛崴?、太陽能熱水器等都基本屬于設(shè)備直接加熱方式。設(shè)備直接加熱方式擁有熱使用效率高、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、占地體積小、操作過程簡單等各方面優(yōu)點(diǎn)，在住宅建筑戶內(nèi)大得到廣泛的應(yīng)用。設(shè)備間接加熱方式是通過加熱器設(shè)備傳熱面進(jìn)行傳遞熱媒的實(shí)際熱量，與設(shè)備直接加熱方式相比，熱使用效率不足，并且設(shè)備系統(tǒng)比較復(fù)雜，設(shè)備占地面積特別大，因此在住宅建筑不適合采用。

以往民用建筑中十分常用的加熱設(shè)備是燃?xì)鉄崴髟O(shè)備，但是隨著近年來人們開始對節(jié)能環(huán)保的關(guān)注，清潔環(huán)保能源已經(jīng)開始成為生活熱水系統(tǒng)內(nèi)部熱源的首選目標(biāo)，太陽能熱水器設(shè)備正在替代燃?xì)鉄崴髟O(shè)備進(jìn)入到城市的千家萬戶。太陽能本身的實(shí)際優(yōu)勢在于具有清潔環(huán)保特點(diǎn)，同時(shí)免費(fèi)進(jìn)行使用，另外取之不盡，用之不竭，然而本身缺點(diǎn)在于設(shè)備熱源情況的不穩(wěn)定，直接受季節(jié)和天氣的直接影響，特別是在冬季時(shí)節(jié)和陰雨天環(huán)境太陽輻射量不能充分滿足熱水的加熱升溫要求，因此僅通過太陽能來實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)熱水供應(yīng)是不可能的。在優(yōu)先采取太陽能的過程中，必須根據(jù)電能等其他方面能源實(shí)施聯(lián)合加熱工作，完全滿足住宅建筑戶內(nèi)24 小時(shí)實(shí)時(shí)不間斷的生活熱水供應(yīng)。

5 住宅建筑戶內(nèi)熱水管網(wǎng)的循環(huán)設(shè)置

熱水管網(wǎng)部分循環(huán)設(shè)置直接關(guān)系到生活熱水的實(shí)際輸送。住宅建筑戶內(nèi)生活熱水擁有日常使用量大，使用時(shí)間較集中的具體特點(diǎn)，管網(wǎng)設(shè)計(jì)循環(huán)設(shè)置計(jì)算過程時(shí)需要關(guān)注下面幾點(diǎn)。第一，計(jì)算最大循環(huán)小時(shí)生活熱水量時(shí)，必須按照相同標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合生活用水時(shí)間、生活用水標(biāo)準(zhǔn)和小時(shí)用水變化系數(shù)等方面，積極采用生活熱水供應(yīng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。第二，循環(huán)設(shè)置中秒流量的計(jì)算工作，應(yīng)充分采用用水器具裝置對應(yīng)的額定流量情況和當(dāng)量值情況的實(shí)際數(shù)據(jù)。第三，配水管網(wǎng)內(nèi)部壓力計(jì)算過程，必須確定管網(wǎng)內(nèi)部循環(huán)實(shí)際管徑和水損情況，然后按照管網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部的水壓要求，進(jìn)一步明確水箱實(shí)際高度和設(shè)備工作原理。

熱水管網(wǎng)內(nèi)部循環(huán)設(shè)置計(jì)算工作與一般住宅給水管網(wǎng)部分的計(jì)算原理基本一致，根據(jù)計(jì)算方法開展計(jì)算即可。首先，根據(jù)管道內(nèi)壁存在的結(jié)垢縮小情況，因?yàn)閮?nèi)部熱水溫度通常較高，生活熱水循環(huán)長期進(jìn)行供送，水中的各種雜質(zhì)情況和礦物質(zhì)情況等十分容易附著在系統(tǒng)管壁內(nèi)，導(dǎo)致管壁內(nèi)徑存在的結(jié)垢縮小，造成對循環(huán)供水量出現(xiàn)直接影響。其次，要充分考慮循環(huán)設(shè)置中管道內(nèi)部阻力的實(shí)際變化情況，生活熱水管網(wǎng)在工作循環(huán)設(shè)置時(shí)要持續(xù)補(bǔ)充冷水部分。當(dāng)?shù)乩錈釟怏w的不斷交替作用和持續(xù)侵蝕影響下，系統(tǒng)管道內(nèi)壁粗糙度情況會進(jìn)一步提升。再次，開展循環(huán)設(shè)置流速計(jì)算，按照住宅建筑實(shí)際性質(zhì)和內(nèi)部管徑大小情況進(jìn)行確定，流速情況一般采取1.0m/s～1.5m/s數(shù)值。最后，開展水溫計(jì)算，生活供水和回水本身平均水溫按照60℃，系統(tǒng)配水管網(wǎng)絡(luò)部分最大溫度降情況應(yīng)通過系統(tǒng)大小和生活供水循環(huán)方式進(jìn)行充分確定，通常采取5-10℃開展計(jì)算。

6 結(jié)束語

綜上所述，住宅建筑戶內(nèi)生活熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作是十分復(fù)雜的，因此在設(shè)計(jì)過程中必須按照遵循使用方便、節(jié)能環(huán)保的基本原則，采取因地制宜方式，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，科學(xué)合理選擇對應(yīng)的循環(huán)設(shè)置方式，進(jìn)一步確保住宅建筑戶內(nèi)生活熱水的正常供應(yīng)。