淺析建筑給水排水工程中熱水系統的設計與應用

文/王兆敬 天津建工集團建筑設計有限公司 天津 300000

作為建筑給水排水工程設計中的重要組成部分，集中式熱水系統的設計一直是設計中的重點和難點。對不同建筑類型中熱水系統的使用特點進行分析，以及對工程所處地域的熱水可資利用的能源進行分析，制定出適應本建筑特點以及工程所處地區實際情況的熱水系統，是工程師們亟需解決的問題。

1、的通住宅的熱水系統設計

集中熱水系統管理復雜，造價較高，一般的普通住宅熱水系統設計多采用分散式系統。住宅熱水系統采用的熱源形式主要有兩種：1.采用電源作為主要熱源。2.采用太陽能作為主要熱源。

普通住宅熱源采用電源的熱水系統構成：衛生間內預留電源，用戶入住后自行購置電熱水器，用以制備熱水。

普通住宅熱源采用的太陽能熱水系統構成：住宅每戶南側陽臺窗戶下方的建筑外墻上安裝太陽能集熱板，于衛生間座便器上方設置太陽能用熱水水箱，熱水管道敷設于地面墊層內。每戶太陽能熱水器集熱面積一般為2m2，熱水儲水箱容積為100L。另外，應用太陽能熱水系統也有局限性，遇有陰雨或者多云天氣，太陽能系統產熱量不夠，不能滿足用戶所需熱水用量。為了解決此問題，一般在太陽能用熱水箱內預留電加熱器，以補充太陽能系統無法正常工作時的熱水用量。

在日照資源豐富的地區，太陽能宜作為熱水系統熱源的首選。太陽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石油能源的新型能源。推廣應用太陽能光熱系統對滿足能源增長需要、保護環境、實現可持續發展具有重要作用。越來越多的省市制定相應地方標準，要求新建住宅必須按照要求設置太陽能熱水系統。如山西省規定，自2011年6月1日起，在全省城鎮新設計的12層及以下的居住建筑、高層居住建筑的逆12層強制推廣應用太陽能光熱系統。按照太陽能光熱與建筑一體化的原則，從規劃、設計、建造、驗收等各個環節，將太陽能光熱系統作為建筑的組成部分，與建筑工程同步規劃、同步設計、同步施工、同步驗收。

2、高檔別墅區的熱水系統設計

在地熱水資源豐富的地區，高檔別墅區一般都設置兩套熱水系統。一套為普通住宅中的分散式熱水系統，主要熱源形式也與普通住宅相同，采用電熱水器或者太陽能集熱板進行熱水的制備。另一套系統為集中溫泉水入戶系統，這也是廣義上的熱水系統。普通的分散式熱水系統與普通住宅的設置相同，就不再論述，下面主要介紹一下集中的溫泉水入戶系統：

集中的溫泉水系統的構成：在地熱水豐富的地區打地熱井，地熱水溫度比較高，一般在80℃-90℃；小區內設置集中的地熱水機房，將提升上來的地熱水進行水質處理，去除掉鐵、錳后，進行二次換熱；經過換熱后，地熱水溫度降為45℃-50℃，由小區內的二次管網集中供給到用戶的室內及室外泡池，供用戶洗浴。 地熱水由80℃-90℃換熱到45℃-50℃，換出的這部分熱量可作為維持地熱水二次管網及熱水儲水箱散熱用熱量，也可用于小區的冬季采暖用熱源。

地熱水資源豐富的地區，應充分利用，可用其做熱源，也可直接采用地熱水作為生活熱水。但地熱水按其形成條件不同，其水溫、水質、水量和水壓有很大差別，設計中應采取相應的升溫、降溫、去除有害物質、選用合適的管材設備、設置存儲調節容器，加壓提升等技術措施，以保證地熱水的安全合理利用。地熱水的熱、質應充分利用，有條件時應考慮綜合利用，如先將地熱水用于發電、再用于采暖空調、理療和生活用熱水、最后再作養殖業和農業灌溉等。

3、醫院的熱水系統設計

醫院一般采用集中式熱水系統，醫院的熱水系統主要包括病房內熱水系統、手術室產房熱水系統、門診洗手熱水系統、職工淋浴用熱水系統、食堂用熱水系統。由于醫院手術室、產房、器械洗滌等部門要求經常有熱水供應，不能有意外的中斷，否則將會影響正常的工作，而其他如盥洗、淋浴、門診等部門的熱水用水時間都比較集中，而且是有規律的，有的是早、中、晚；有的是在白天8h工作時間內。醫院熱水系統采用的熱源一般為鍋爐或者加熱器，針對醫院的熱水供應系統不能中斷的特點，所采用的鍋爐或加熱器不得少于2臺。當一臺檢修時，其余各臺的總供應能力不得小于設計小時耗熱量的50%。

醫院是各種致病菌滋生繁殖最適宜的地方，帶有滯水區的容積式水加熱器，其滯水區的水溫一般在20℃-30℃之間，是細菌繁殖生長最適宜的環境，國外早已有從這種帶滯水區的容積式加熱器中發現過軍團菌等致人體生命危險病菌的報道，因此醫院熱水系統熱源不得采用有滯水區的容積式水加熱器。

醫院熱水系統的構成：醫院一般采用集中式熱水系統，于醫院的地下室設置直燃式熱水機組為暖通空調系統及生活熱水系統提供熱源；于地下室設置換熱站，由直燃式熱水機組經過水-水換熱器，將生活冷水換熱成溫度為60℃的熱水，供給醫院內各部位的生活熱水。直燃式熱水機組設置2臺以上，每臺的供應能力不得小于設計小時耗熱量的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。熱水供應系統應根據使用對象、建筑物的特點、熱水用水量、用水規律、用水點分布、熱源類型、水加熱設備及操作管理條件等因素，經技術經濟比較后選擇合適的系統形式。集中熱水供應系統一般用于使用要求高、耗熱量大，用水點分布較密集或較連續，熱源條件充分的場合；局部熱水供應系統一般用于使用要求不高，用水范圍小，用水點數量少且分散，熱源條件不夠理想的場合。集中熱水系統的熱源當條件許可時，應首先利用工業余熱、廢熱、地熱和太陽能作為熱源。

結語：

在城市化快速推進的今天，越來越多的建筑工程拔地而起，所以社會對于建筑工程的舒適度方面有著更為迫切的關注。建筑工程熱水系統的設計優劣直接影響著民眾對舒適度的體驗。而且給排水設計中的熱水系統也是耗能大戶，在國家倡導可持續發展的大前提下，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的設計過程中，切記要對建筑特點及當地可資利用能源進行反復論證后，選取最適宜的熱水系統形式及能源形式。