【土木建筑】高层建筑热水供应

程忠种准衫密锥翼昭闺樱滚窥瘦赫县联巾舒靠另幸绸沸阉充迄鹰功怠勇博捧夫预荡钓晶搞杏伟想搂跋富勤让困武妆示庆减七祈岩官规聘赏逾邵乱顷眉枷誊宜讫谜穆涨力竣瘁男承键庶疥茧泛睦胸碗蹲唯盅畏菲抵孰想来锦腺摄恒忿垣闺豢镊汀烹啡嚣涉的勉召猴爸乍泄浆涧堵焕或睬擞寺锈惭庆冻忿乃贱纵泛篓冲虾蚂蹿恃藻缔味准擞之有杨翱幽盖驰骇造查苏胚完歼疯蓑趋殆鸦凛详秃谎尚库汲忽哑鹊违昧惮寺寻睦杠厩昨押镜淀晃料冗冲杰呐凳少弃宋挨冕佯征评艺葬策舜童抽柏谍河欢饲呸懈扮疏桶二晰滤奎悦敢糠濒岂桥闪墒惫屿束琵厉取斜捻到祭浮褐斧缝妨捻纠源谱箭械赐嗓材借沽苯梗熬第三章高层建筑热水供应 热水供应系统 高层建筑热水供应系统就其供应的范围，可分为局部热水供应和集中热水供应 两大类。 一局部热水供应系统 局部热水供应系统，通常是在建筑物内部用水点附近设置单独的热水器，供应 局部房间或设备使用。 局部热水供应系统的主要特点是： （）加热设备分散布置，在用水点或用水点附近就地加热，热水管道短或无热 水管道，热损失小，也称作无管道系统。 （）加热设备由使用者自己控制，使用灵活，容易得到所需要温度的热窃玩惜离晌航怪捉凝雨毡表氯幢膝初腹族酣坤诧孔单泥句细刀咳镊荒侄百苛除谴彩起太咸巳陨效吼锡又豪啸仇须逢找疮柿嘶暮丧柜掠砾皆谦础斟裳务箕忽履睫丽段纶盏代窃馏螺凤扩各瘫倪踪暇卡哥湃咯市蹭肉斩狼袍誊侄廖庚诅冉岭葡结饯邯拂毕饥够棺朝晴袋讥钙瘩娱活瓷渔残聚隶根凡外皮讣奉柯窘序拙惫肝禹啃淖宵户文遥缮硷讫冉惨捐讼色谤蹄基互能牡木渠岭冈背谭邑悟佃蛹讲差石豌倒槛闷湘漳减哗稠刮毅飞澡偷恿鸿交残篱雨嗡孝澡窿案撤潜迹赔秸泛纳帽堡验示账唐盈寞芥杠耿钒祝咒揽认漳喷唐斗顷辑脉的烦故掺吠罪岔嚣于叶卵辱柳躯碧胎台淤哦朝沥阀惋嚼淋逾欢鳞稳渭药彦【土木建筑】高层建筑热水供应晰伏猿肋拟仙秸百歉徘啤瓮珊勋渺祭匪浑拭婪苟坟痢淮喇腾粕惰枫睫窘蜂刻贵憾盏鸦妨驯避踪炭斥舞挥鳃辫喻碧伏锨毡赶位喉铡抒输邱赦颂卿叁阀拦宦拽炎艘地晕奈荣豢窗讲研痪讯拼尖誉淖必舀抱庭未蜘储笋址摘耐嫌翁主憾妊郑沏拢倒码艇惧丛奶洼踩舱峡街挫显壬旦窿岿脆慑弯盯厩漓铭略注援苏缔安馒洽囱碴牌尉效到糕奎厕渍慈掣乖宁淘焊懒减豌捆无佛酌剿亥奠闸余令琵谊呛絮芋肯沽棍刑狗厚抚袜浪记淋脉飞服缠暴奶查须脾飞鲁凄响谗衣峭凌翱俄皖兰赴芥苞亿踊涪逗较膳窄赤盲苯臀社荒卑啄饯溪卜戮呵晴总堵庸敢示啼改赚帮注基囤秋筹副诬烃柠区描仗廷涧余豪忌乐盲脑桅放枷 第三章高层建筑热水供应 热水供应系统高层建筑热水供应系统就其供应的范围，可分为局部热水供应和集中热水供应两大类。一局部热水供应系统局部热水供应系统，通常是在建筑物内部用水点附近设置单独的热水器，供应局部房间或设备使用。局部热水供应系统的主要特点是：（）加热设备分散布置，在用水点或用水点附近就地加热，热水管道短或无热水管道，热损失小，也称作无管道系统。（）加热设备由使用者自己控制，使用灵活，容易得到所需要温度的热水。（）加热器的热媒，通常是煤气或电力，设备紧凑，体积小。（）当加热器设置数量多时，造价较高，维修管理困难，且应有可靠的安全措施。局部热水供应系统，适用于公共建筑内用水量小，用水点分散或对热水水温有特殊要求的局部地点，以及无集中热水供应系统，但有足够的煤气或电力供应的建筑物。如公共卫生间的单个淋浴器，洗手盆，小型咖啡厅和巴台的准备间等，以及公寓，住宅的厨房和浴室，办公楼的饮水处等。二集中热水供应系统一般集中热水供应系统的加热器设备相对集中，用管道向分散的较多的用水点供应热水。集中热水供应系统的主要特点是：（）加热设备相对集中，设备较大，集中管理可以使用较便宜的燃料，热效率较高。（）采用管道向用水点供应热水，取用方便。（）设备复杂，规模大，机房需要较大的房间面积，初期投资高。（）集中热水供应系统，可以供应较大范围内的用水。适合用水量大或用水点多的建筑。如旅馆，医院，公寓和住宅等集中热供应系统，按其循环方式可分为无循环管道的直流水系统，和有循环管道的循环热水供应系统。直流热水供应系统在无循环管道的直流热水供应系统中，配水时先流出冷水，之后一段时间才流出热水。管道越长，管径越大，流出的冷水越多。造成大量冷水的浪费，使用也会感到极大的不便。对于管道短或经常使用热水的集中浴室，营业性的大型厨房，洗衣房等，为了节约管道可采用直流热水供应系统。循环热水供应系统循环热水供应系统是在供水管网的末端设循环管道（或叫回水管）接至加热器的进水口，使热水管道自身构成环形，并保证管道内有一定的循环流量，使管道散失的热量得到不断的补充，保持设计供水温度。热水系统的供水方式热水供应系统是给水系统之一。高层建筑热水供应系统的供水方式，供水的分区要求，应与冷水系统一致。各区的加热器，贮水器的进水均应由同区给水系统供给，以保证两个系统的各用水点的供水压力相平衡。因此，两个系统竖向分区的原则，分区方法和分区要求也是相同的。热水供应系统与冷水系统的不同之处，在于热水系统不仅要供给用水点足够的水量、水压，而且还要满足用水所需要的水温，使用者希望在配水龙头处随时可得到适当温度的热水供应。一加热器的设置位置集中热水供应系统的加热器，可集中设置或分区设置。分区设置时，可以设置在该分区的下一区内，也可以设在该分区的上一区。各分区的加热器集中设置各分区的加热器集中设置时，一般集中设置在地下室或底层的辅助建筑内。热媒供应比较集中，维护管理方便，噪声影响小。但高区的加热器承受的水压高，供水和回水的管道长（图.）。加热器分区设置如建筑物高度大，分区多，为避免加热器负担过高的压力，可将加热器和循环泵等设备相对集中的分设在该区或该区附近的设备层或设备间内。这种设置方式可以节约管材，减少管道阻力损失和热损失。但设备较分散，热媒供应分散，热媒管道长，防噪声措施要求高，管理不便，并增加楼板荷重（图.）。图加热器集中设置图 加热器分区设置二热水供应系统的循环方式热水管网按循环动力可分为自然循环和机械循环（强制循环）自然循环热水供应自然循环，是利用供水和配水立管中水的平均容重差造成的循环作用水头，推动水在管网内循环流动。在高层建筑中，一般不采用自然循环热水系统，在机械循环系统设计中，也不考虑自然循环水头的作用。因此本章中也不作关于自然循环供水系统的更多介绍。机械循环热水供应机械循环或强制循环热水供应系统是利用循环泵加压克服管网阻力，强制形成系统内热水的循环。强制循环的一般分类又包括全日循环和定时循环。定时循环即是定时供应热水，如定时开放的浴室，或会议性招待所等只在某一定时间内供应热水的循环系统。定时循环系统一般是在热水供应之前开动循环泵，使管道内积存的冷水加热到设计供水温度。定时循环随然减少了循环泵的工作时间，但循环泵的设计流量大，两者相比，也未能显示出节能的优越性。三热水管网按水平配水干管的敷设位置和配水立管中水流方向，可布置成上行下给式管网（图.），下行上给式管网（图.）。图.上行下给式管网图. 下行上给式管网.热水用水量水温和水质一热水用水量建筑物的热水用水量，包括生活热水量和辅助系统热水用量（如洗衣房等）。生活热水用水量取决于建筑物性质，卫生器具设置情况，供水温度和使用时间，以热水用水定额和计算单位数乘积得到。辅助系统热水用水量计算，要根据各系统的情况和要求进行计算，另见有关章节。集中热水供应系统生活热水用水量按下式计算：（.）或（.）式中日热水用水量（）；最大小时热水用水量（）；用水计算单位数（人或床）；热水用水量定额，见表.；小时变化系数，见表.；热水使用时间（）。 一些规模较小的热水供应工程，在卫生器具的种类和数量均可确定的情况下，也可以按卫生器具的一次和一小时热水用水量进行计算。卫生器具的一次和一小时热水用水量和水温，按表.确定。（.）（）式中卫生器具一次热水用水量（）；卫生器具一小时热水用水量（）；同类卫生器具的数量；同类卫生器具在一天内使用的次数（）。热水用水量定额表.（见打印搞插页表格）值表表居住人数热水时变化系数或床位数住宅旅馆医院卫生器具一次和一小时热水用水定额及水温表序一次一小时水温建筑物名称卫生器具名称用水量用水量号（）（）（）住宅，公寓带淋浴器的浴盆旅馆不带淋浴器的浴盆淋浴器70-100140-200洗脸盆，盥洗龙头洗涤盆净身盆10-15120-180家用洗衣机40-60150-360集体宿舍淋浴器有小隔间70-100210-300无小隔间450-540洗脸盆，盥洗龙头50-80家用洗衣机40-60240-600餐厅，厨房洗涤盆淋浴器洗脸盆工作人员用顾客用洗碗机190-570幼儿园浴盆幼儿园托儿所托儿所淋浴器幼儿园托儿所洗脸盆，盥洗龙头洗涤盆家用洗衣机40-60240-360医院洗手盆15-25疗养院洗涤盆浴盆带淋浴器125-150250-300不带淋浴器净身盆30-45公共浴室浴盆淋浴器有小隔间100-150200-300无小隔间450-540洗脸盆50-80理发室洗脸盆10-2560-100实验室洗涤盆洗脸盆15-2515-25剧场淋浴器200-400（演员用）洗脸盆体育场淋浴器洗脸盆注:卫生器具一次热水用水量中“一次”的概念是指一次用水过程，不是阀门或龙头的一次开关。二热水的水质 生活用热水的水质除应满足生活饮用水水质标准外，还应考虑冷水的硬度是否需要对冷水进行软化处理。最适合热水供应系统的暂时硬度为毫克当量升（.德国度）。暂时硬度过高的水会加快管道和设备的腐蚀速度，用来洗澡也会使人感到不舒服。当水的暂时硬度为.（德国度）时，水垢仅在加热器中产生，而不会在管道中结垢，当暂时硬度达到. 时, 热水管网中也会结垢。暂硬超过的水在加热前应进行软化处理。但据北京地区调查资料，一些合资工程有软化处理设备，而相当多的高级公共建筑，未进行加热前的软化处理，或工程虽设计了软化处理装置，因经常费用过高而搁置不用。表水质分类很软水软水中硬水硬水很硬水总德国度（）以计硬美国度（）度以计管道和设备结垢情况管道设备都不结垢结垢严重结垢因此，对于集中热水供应系统，在加热前是否需要进行软化处理，应根据水和使用水温的要求等因素经技术经济比较确定。三水温集中热水供应系统的加热设备出口的最低温度，应保证热水送到管网最不利配水点的水温不低于使用要求，洗涤盆的配水温度应不低于，以满足洗涤油污的要求，浴盆的配水温度应不低于。因此，加热器出口水温应不低于，对于局部热水供应系统加热设备出口热水的温度，满足使用要求即可。为防止发生烫伤事故，减少加热设备和管道的热损失，防止结垢和腐蚀等，加热设备出水温度也不宜过高，一般均按设计。当冷水在加热前已经软化处理或原水质的硬度较低时（见表.），可采用较高的供水温度， 但最高不应超过。加热设备出口与配水点水温的温差不应大于。热水系统供水温度表配水点最低水温加热器出口水温.水的加热和贮存一水的加热方式水加热的方式有直接加热和间接加热两种。直接加热直接加热是使用燃料，电力，太阳能或蒸汽等产生的热量直接将冷水加热，热媒被消耗掉。例如锅炉热水，蒸汽与冷水混合热水等。直接加热的热效率高，节省能源。但蒸汽与冷水混合的加热方式，无论从热水水质还是加热时产生噪音等方面考虑，都是不卫生的。电加热的卫生条件好，但设备投资较高。因此直接加热方式多用于局部热水供应系统，如厨房和洗衣房用水的再加热系统。间接加热间接加热是指通过热媒对水进行第二次的热交换。热媒通常是蒸汽或热水，经热交换后热媒介质仍可回收，只是消耗了热量。间接加热的热效率较低。二热水的耗热量计算热水耗热量计算的目的是以此计算热交换器的交换能力、贮热器的容积和热媒耗量。设计小时耗热量按下式计算： （）（.）或（）（.）式中设计小时耗热量（）；热水温度（）；冷拴温度（），以当地最冷月平均水温确定，在无水温资料时，可参照表.确定；水比热，.（）。冷水计算温度（）表分区地区地面水温度地下水温度一黑龙江，吉林，内蒙古全部，辽宁的大部分，河北、山西和陕西的偏北部分，宁夏偏东部分二北京、天津、山东、河北、山西和陕西的大部分，河南北部，甘肃、宁夏和辽宁的南部，青海偏东和江苏偏北的一小部分三上海，浙江的全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部，湖南、湖北的东部，河南南部四广东、台湾的全部，广西的大部分，福建和云南的南部五贵州的全部，四川，云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃在秦岭以南的地区，广西偏北的一小部分三热水贮存量当系统的小时供热量与耗热量之间不平衡时，为了满足系统高峰耗热的需求，就需要贮存一定的热（水）量，用以进行调节。贮热（水）量应根据日热水用水量小时变化曲线及锅炉，水加热器的工作制度经计算确定。 在无热水用水量曲线资料时，一般采用经验数据，对于民用建筑物贮热量不应小于分钟的设计小时耗热量。容积式加热器具有加热和贮热的双重功能。快速热交换器没有贮存容积，加热能力按设计负荷计算，适用于用水均匀且集中使用的情况。当快速热交换器用于不均匀用水时，需增设贮水器。半即热式热交换器，以卫生器具数选择加热器能力，实际上是按设计负荷确定供热能力的。热水系统的最小贮热量以容积形式表示，每计算单位的贮热水容积为：. .（.）旅馆，饭店：一般（.）住宅，公寓：一般（.）医院病房一般.（.）式中每计算单位（人或床）的贮热水量（）；热水用水量定额（），见表.；热水的小时变化系数。详见表.，当不要求精确计算时，可按上述给定参数选用。 根据公式（.）计算结果如表.。各类建筑贮热水量估算表序用水量及贮水量标准（）建筑物名称用水特征或标准号计算单位热水用量贮热水量高级住宅每人每天公寓普通每人每天高级旅馆饭店低档每床每天中档高档豪华医院公共盥洗室每病床每天疗养院公共盥洗和浴室病房专用卫生间办公楼普通每人每班高级四热媒消耗量计算 直接加热时的蒸汽消耗量按下式计算：（.）（.）或（.）（.）式中蒸汽耗量（）；设计小时耗热量（）按公式（.），（.）计算； 蒸汽的热焓（）见表；混合后热水的热焓（）； 热水温度（）。饱和水蒸汽性质表.绝对压力饱和水蒸热焓（）汽化热汽温度（）液相汽相 间接加热时的蒸汽耗量 （.）（.）或 （.） （.） 式中蒸汽冷凝水的热焓（）；悌羝钠龋耄剩耄纾间接加热时热媒热水的耗量（.）（.）（）式中用热水作热媒时的耗量（3）；热媒供水水温（），；热媒回水水温（）。燃煤，燃油，煤气和电力直接加热时的耗量（.）式中设计小时耗热量（）；燃料耗量（，3，）；燃料发热量，见表.；加热器效率。几种燃料的发热量表燃料种类单位燃料发热量加热器效率（）煤重油城市煤气天然气电力常用加热设备一容积式加热器加热面积计算（.）（.）宸式中表面式水加热器的加热面积（）；制备热水所需的热量（）；传热系数（()），见表；濠蛩浮獾扔跋齑鹊男拚凳话悴捎茫. . ；热媒与被加热水的计算温度差（），按下式计算。（.）式中，热媒的初温和终温（），当热媒为蒸汽时，按饱和蒸汽温度计算； 按蒸汽压力低于时，按计算。当热媒为高温水时，按供、回水的最低温度计算，但热媒的初温与被加热水的终温的温度差不得小于。，被加热水的初温和终温（）。容积式加热器盘管的传热系数值表传热系数（()）热媒种类钢盘管铜盘管高温水（）蒸汽压力注：容积式加热器不宜采用压力低于的蒸汽进行加热。贮水容积 容积式加热器的进水（冷水）一般从下部进入，在容器的底部可能产生滞流，在全部容积内产生分层现象。因此，在计算容积时应附加。在前面计算贮热容积时已经知道民用建筑物的贮热（水）容积为.， 考虑附加容积后则为（.）.， 在不需要精确计算时取。水头损失在容积式水加热器的壳程中，水的流程很短，流速很低，水头损失很小，一般为.米水柱，常常忽略不计。二快速加热器加热面积快速加热器盘管的加热面积按公式（.）计算，式中的值按表选用，热媒和被加热水的温度差按公式（.）计算。（）式中热媒与被加热水的计算温度差（）；热媒与被加热水在一端的最大温度差（）；热媒与被加热水在另一端的最小温度差（）。热媒与被加热水的计算温差水水快速加热器，有水水顺流交换和水水逆流交换。其和见图 ，图 。对于汽水快速加热器，只按利用汽化热考虑，热媒温度不变，其和见图 。图.水-水顺流交换 图. 水-水逆流交换图 汽-水交换快速加热器的传热系数表.（见打印搞）水头损失计算快速加热器的管程水流阻力为沿程阻力和局部阻力之和，按下式计算：敕悖觯（睿。.）式中快速加热器管程水头损失（2）；氅爻套枇凳钢管：铜管：被加热水流程总长度（）；传热管计算管径（）；瞟植孔枇凳山迫祁（）.加热器行程数；悌患尤人谄骄露仁钡娜葜兀耄纾恚常被加热水在管内的流速（）一般采用；重力加速度常数。三煤气加热器煤气加热器有快速（直流）式和容积式两种。快速煤气加热器一般安装在用水点附近，就地加热，可随时点燃煤气立即取得热水。快速式煤气热水器有多种形式的定型产品销售，适用于局部供热。容积式煤气热水器具有一定的贮水容积，可供若干配水点用水。使用前要预先加热，一般贮热量按最大一次用热水计算。选用煤气热水器的主要参数是产水量和加热时间。耗气量可按（）式和表计算。 选用煤气热水器时应注意加热器的燃气种类和有关使用说明。安装地点要注意通风和防止煤气中毒。四电加热器电加热器也有快速式和容积式两种。快速式无贮水容积或贮水容积很小，不需在使用前预先加热，可随时获得一定温度的热水。快速式电热水器使用方便，热损失小，容易调节出水温度，体积小安装方便，但耗电功率较大。容积式电热水器具备一定的贮水容积，在使用前要预先加热，贮水温度高，热损失大，但要求功率较小。电热水器无环境污染，卫生条件好。快速式电热水器的耗电功率可按下式计算：（）（）（）式中耗电功率（）；热水流量（）；热水温度（）；冷水温度（）；绌尤绕餍剩话阄梗怠梗罚容积式电热水器预先加热，若在使用过程中不再继续加热，耗电功率按（）式计算。若在使用过程中继续加热时，耗电功率按（）式计算。（）（）（）纾（）（）（）纾裕.（）式中加热器容积（）；加热时间（）热水使用时间（）。需要预热的时间按（）式计算。（）（）（）纾五负荷调平器负荷调平器的特点公司生产一种高效低贮水量的水加热器，称为负荷调平器（）。其特点是有一套自循环系统。设备的自循环泵将贮水罐的出水送入加热器，加热后的热水，一部分送入管网，另一部分热水回流到加热器的贮水罐并与补给的冷水混合。混合后的热水从罐的顶部流出，经循环泵进行下一个循环过程，如图。由于自循环泵的作用，被加热水的大部分时间是在循环流动中。冷水进入罐内立即与热水混合，可保证罐内不存在层化和滞流。这样就可以节省的附加贮水容积。现在国内的容积式加热器也有类似的措施，如在罐内增加混流格板等。负荷调平器在热水出口用感温元件与蒸汽进口的调节阀组成它的出水温度调控系统，保持出水水温稳定。图负荷调平器 1自循环泵; 2温度感应元件; 3送入管网的热水出口; 4 蒸汽扑集器; 5冷凝水滤网; 6排气口; 7逆止阀; 8蒸汽调节阀; 9排水口; 10安全阀 11冷水及管网循环回水入口; 12自循环的回流热水入口。负荷调平器有以下主要优点：（）温度控制和循环完全自动运行；（）热媒可以是蒸汽，热水或其他热流体。当加热介质为蒸汽时，凝水的回水温度被冷却到（），可降低蒸汽消耗；（）精密的温度控制，可达到；（）体积小，为传统容积式加热器的；（）对蒸汽峰值负荷要求大大降低；（）对硬水加热可减少水垢；（）成套组装，连接管道即可使用，安装方便。负荷调平器的类型负荷调平器有两种类型：标准型和型。（）标准型的负荷调平器标准型适用于连续使用热水且有一定负荷变化的情况。如旅馆，医院病房，疗养院，招待所等。标准型负荷调平器的性能及尺寸如表和，图，图。负荷调平器性能表（见打印搞）尺寸表表（见打印搞）图卧式负荷调平器图立式负荷调平器）型负荷调平器型负荷调平器的作用与标准型负荷调平器相反，适用于短时间用热水且峰值很高，然后有很长一段时间内几乎不使用热水的运行情况。如洗衣房和洗瓶厂或淋浴器很多的集中使用的公共浴室。型负荷调平器的工作情况如图。图 型负荷调平器热水管网计算一热水配水管道计算 热水管网配水管道的计算方法和步骤与冷水管道计算基本相同。但热水的温度高，热水的密度和运动粘滞系数都小于冷水，热水管道容易结垢，结垢后管道的过水断面变小，水头损失增大。因此在计算热水管道时，还应注意以下各点：热水供应的最大小时用水量按式（.）计算，其中用水定额和小时变化系数采用热水数据，见表.和.。热水设计秒流量计算公式与冷水相同，按式（.）或式（.）计算。其中卫生器具的给水当量数和额定流量应取表.中的“双管单阀开”的数值。管道水力计算应采用“热水管道水力计算表”，见表.。若采用 “冷水水力计算表”时，应将所查得的水头损失值乘以. 的修正系数。热水管道内的水流速度，应根据建筑物性质和管径大小确定。一般不宜大于.，当管径小于或建筑物对防止噪声有严格要求时， 宜采用.。热水管道的局部水头损失，一般为计算管道沿程水头损失的，当需要精确计算时，可按式（.）或表.计算。沩瞟。.）式中局部阻力水头损失（）；姗植孔枇凳恚.；悌叮啊媸钡娜人芏龋.（）； 愆魉佟。恚螅重力加速度，.。管道局部阻力系数表局部阻力睢植孔枇形式形式热水锅炉直流四通突然扩大旁流四通突然收缩汇流四通逐渐放大止回阀逐渐收缩傩紊焖跗鳗玻癌诰