浅谈民用建筑生活热水系统设计

魏贵娟

摘要：生活热水系统是现代民用建筑给排水设计中的重要内容，它极大地方便了百姓生活，满足了住户日常生活中对热水供应的需求，提高了住户生活质量。在当前资源环境问题日益突出的情况下，建筑节能问题日渐受到各方重视，因此，民用建筑生活热水系统设计不仅要考虑热水的正常供应，同时还要考虑节能环保以及方便美观等的要求。本文对民用建筑生活热水系统的设计进行了探讨。

关键词：民用建筑；生活热水系统；建筑节能；设计探讨

随着建筑行业的发展和百姓生活水平的不断提高，生活热水系统已成为现代民用建筑给排水设计中不可缺少的组成部分，为百姓生活提供了很大便利，改善了居住条件。当前，节能环保理念已深入人心，高效、方便、节能将是未来民用建筑生活热水系统设计的发展趋势。生活热水系统设计首先应保证的就是供水温度和供水压力的稳定，其次还要考虑节能、方便和美观，这就需要我们在设计中合理选择供水方式，科学设计管路布局，充分考虑实际使用中热水用量变化，注重对清洁能源的高效利用。如此才能确保系统设计的合理性，在满足住户生活热水需求的同时，减少污染排放，使能耗最低化。

一、民用建筑生活热水系统的类型与选择。

民用建筑中生活热水系统与一般建筑的热水供应系统基本相同，按照系统的设备组成，管网布局可分为集中加热式和分散加热式两种。

1、集中式加热分区系统。

集中式加热分区供水系统是以某一片区和小区为单位，以大型蓄热水箱为主的中央热水供应站集中统一提供热源，通过网状式布局的室外热水管道将热水输送至每栋楼，然后再由楼内的输配管路将热水分别送至各家各户。集中式加热分区供水系统的循环水泵和加热设备等通常都集中设置于建筑地下室或其他附属建筑物内，其冷水主要由各分区高位水箱供给。集中式加热供水由于加热及泵送等设备布置比较集中，因而管理维护比较方便，设置于建筑底层或地下室也有利于防振隔音。但弊端在于加热设备需要承受一定的静水压，并且静水压随供水高度的增加而增大，这对设备的承压性提出了很高的要求，因此该种供水方式在高度上较为受限，高层和超高层建筑不宜采用。

2、分散式加热供水系统。

分散式加热供水系统是以每栋楼或住户为单位，以安装在楼顶、室外空地或是每户室内的一套热水机组为热源的热水供应系统，由管路送至各处用水点。该种供水方式由于合区加热器均设置于本区内，负载较小，设备承受的压力也比较小，不受建筑高度的影响，具有布置灵活，适用性强的优点。但与此同时，由于加热设备的分散又给系统的管理维护带来了诸多不便；此外，高区和室外设备的热媒管道长，供热不稳，对设备泵的隔音防振要求也较高。

3、热水供应方式的选择。

民用建筑生活热水系统设计首先要考虑的就是供水方式，这就需要我们根据建筑类型，热水使用情况，结合两种供水方式的优缺点综合考虑。虽然集中式热水供应具有维护方便，热效率高，供热成本低的优点，但由于设备复杂，投资大，建成后改建扩建难以，因此在我国应用并不多，主要限于高级住宅。而分散式热水供应由于适用性强，不受高度限制的优点，在城市建筑高层化发展的趋势下，得到了较为广泛的应用。

二、加热方式和设备的选择。

加热方式直接影响到住户热水系统的正常加热，可分为直接加热和间接加热两种加热方式。直接加热方式是以燃料、太阳能、电能等能源，通过加热设备对水进行的直接加热，比如我们生活中常见的燃气热水器、电热水器、太阳能热水器等都属于直接加热方式。直接加热方式具有热效率高、设备简单、体积小、操作简单等优点，在民用建筑热水系统加热中广泛应用。间接加热是利用加热器传热面传递热媒的热量，与直接加热相比，热效率较低，并且系统复杂，占地面积大，因此民用建筑中不宜采用。过去民用建筑中较常用的是燃气热水器，随着近年来人们对节能环保的重视，清洁能源开始成为生活热水系统热源的首选，太阳能热水器逐步开始替代燃气热水器进入到千家万户。太阳能的优势在于清洁环保，可免费使用，并且取之不尽，用之不竭，但缺点在于热源的不稳定，受季节和天气的影响很大，尤其是在冬季和阴雨天太阳辐射量很难保证热水的加热升温，因此仅依靠太阳能来满足全天候热水供应是不现实的。因此，在优先使用太阳能的同时，还应辐以电能等其他能源联合加热，这样即可满足民用建筑24小时不间断的热水供应。

三、热水管网的设计。

热水管网设计关系到热水的输送。民用建筑生活热水具有使用量大，时间较集中的特点，管网设计计算时必须要考虑到以下：计算最大小时热水量时应统一标准，用水时间、用水标准和小时变化系数等应采用热水供应规定的数据；秒流量的计算设计应采用用水器具额定流量和当量值的相应数据；配水管网压力计算应确定管网管径和水损，再根据管网设备的水压要求确定水箱高度和设备扬程。

热水管网水利计算与一般给水管网的计算方法基本相同，按照其计算方法计算即可，所不同的主要有以下几点：一是要考慮管道内壁的结垢缩小，由于热水温度较高，热水长期供送中，水中的杂质和矿物质等更容易附着在管壁内，造成管壁内径的结垢缩小，对供水量产生影响，一般内径缩小按Dg=15—40mm，缩小2.5mm计算；二是要考虑管道阻力的变化，热水管网在运行时要不断补充冷水，再冷热气体的交替作用和侵蚀影响下，管道内壁粗糙度会增加，计算时应考虑粗糙度为1mm；三是流速计算，应根据建筑性质和管径大小确定，流速一般按1.0～1.5m/s计算；四是水温的计算，供水和回水平均水温采用60℃，配水管网络最大温度降应根据系统大小和供水循环方式确定，一般按5～10℃计算。

四、结语。

总而言之，民用建筑生活热水系统的设计是很复杂的，在设计中要遵循方便、节能的原则，因地制宜，根据实际情况合理选择供水方式、加热设备，才能保证民用建筑热水的正常供应。

参考文献：

[1]杨立，陆少鸣，张春生，民用建筑生活用水量与热水量的讨论，《给水排水》，2005，31

[2]林毅.小区生活热水系统节能改造设计与实现，《城市建设理论研究：电子版》，2015（22）

[3]刘华勇.民用建筑用户热水供应系统设计探讨，《中华民居旬刊》，2011（5）