浅析建筑给水排水工程中热水系统的设计与应用

文/王兆敬 天津建工集团建筑设计有限公司 天津 300000

作为建筑给水排水工程设计中的重要组成部分，集中式热水系统的设计一直是设计中的重点和难点。对不同建筑类型中热水系统的使用特点进行分析，以及对工程所处地域的热水可资利用的能源进行分析，制定出适应本建筑特点以及工程所处地区实际情况的热水系统，是工程师们亟需解决的问题。

1、的通住宅的热水系统设计

集中热水系统管理复杂，造价较高，一般的普通住宅热水系统设计多采用分散式系统。住宅热水系统采用的热源形式主要有两种：1.采用电源作为主要热源。2.采用太阳能作为主要热源。

普通住宅热源采用电源的热水系统构成：卫生间内预留电源，用户入住后自行购置电热水器，用以制备热水。

普通住宅热源采用的太阳能热水系统构成：住宅每户南侧阳台窗户下方的建筑外墙上安装太阳能集热板，于卫生间座便器上方设置太阳能用热水水箱，热水管道敷设于地面垫层内。每户太阳能热水器集热面积一般为2m2，热水储水箱容积为100L。另外，应用太阳能热水系统也有局限性，遇有阴雨或者多云天气，太阳能系统产热量不够，不能满足用户所需热水用量。为了解决此问题，一般在太阳能用热水箱内预留电加热器，以补充太阳能系统无法正常工作时的热水用量。

在日照资源丰富的地区，太阳能宜作为热水系统热源的首选。太阳能作为一种取之不竭的清洁可再生能源，已逐步成为替代常规石油能源的新型能源。推广应用太阳能光热系统对满足能源增长需要、保护环境、实现可持续发展具有重要作用。越来越多的省市制定相应地方标准，要求新建住宅必须按照要求设置太阳能热水系统。如山西省规定，自2011年6月1日起，在全省城镇新设计的12层及以下的居住建筑、高层居住建筑的逆12层强制推广应用太阳能光热系统。按照太阳能光热与建筑一体化的原则，从规划、设计、建造、验收等各个环节，将太阳能光热系统作为建筑的组成部分，与建筑工程同步规划、同步设计、同步施工、同步验收。

2、高档别墅区的热水系统设计

在地热水资源丰富的地区，高档别墅区一般都设置两套热水系统。一套为普通住宅中的分散式热水系统，主要热源形式也与普通住宅相同，采用电热水器或者太阳能集热板进行热水的制备。另一套系统为集中温泉水入户系统，这也是广义上的热水系统。普通的分散式热水系统与普通住宅的设置相同，就不再论述，下面主要介绍一下集中的温泉水入户系统：

集中的温泉水系统的构成：在地热水丰富的地区打地热井，地热水温度比较高，一般在80℃-90℃；小区内设置集中的地热水机房，将提升上来的地热水进行水质处理，去除掉铁、锰后，进行二次换热；经过换热后，地热水温度降为45℃-50℃，由小区内的二次管网集中供给到用户的室内及室外泡池，供用户洗浴。 地热水由80℃-90℃换热到45℃-50℃，换出的这部分热量可作为维持地热水二次管网及热水储水箱散热用热量，也可用于小区的冬季采暖用热源。

地热水资源丰富的地区，应充分利用，可用其做热源，也可直接采用地热水作为生活热水。但地热水按其形成条件不同，其水温、水质、水量和水压有很大差别，设计中应采取相应的升温、降温、去除有害物质、选用合适的管材设备、设置存储调节容器，加压提升等技术措施，以保证地热水的安全合理利用。地热水的热、质应充分利用，有条件时应考虑综合利用，如先将地热水用于发电、再用于采暖空调、理疗和生活用热水、最后再作养殖业和农业灌溉等。

3、医院的热水系统设计

医院一般采用集中式热水系统，医院的热水系统主要包括病房内热水系统、手术室产房热水系统、门诊洗手热水系统、职工淋浴用热水系统、食堂用热水系统。由于医院手术室、产房、器械洗涤等部门要求经常有热水供应，不能有意外的中断，否则将会影响正常的工作，而其他如盥洗、淋浴、门诊等部门的热水用水时间都比较集中，而且是有规律的，有的是早、中、晚；有的是在白天8h工作时间内。医院热水系统采用的热源一般为锅炉或者加热器，针对医院的热水供应系统不能中断的特点，所采用的锅炉或加热器不得少于2台。当一台检修时，其余各台的总供应能力不得小于设计小时耗热量的50%。

医院是各种致病菌滋生繁殖最适宜的地方，带有滞水区的容积式水加热器，其滞水区的水温一般在20℃-30℃之间，是细菌繁殖生长最适宜的环境，国外早已有从这种带滞水区的容积式加热器中发现过军团菌等致人体生命危险病菌的报道，因此医院热水系统热源不得采用有滞水区的容积式水加热器。

医院热水系统的构成：医院一般采用集中式热水系统，于医院的地下室设置直燃式热水机组为暖通空调系统及生活热水系统提供热源；于地下室设置换热站，由直燃式热水机组经过水-水换热器，将生活冷水换热成温度为60℃的热水，供给医院内各部位的生活热水。直燃式热水机组设置2台以上，每台的供应能力不得小于设计小时耗热量的50%。水-水换热器采用半容积式换热器。

上面介绍的三种建筑，功能和特点各不相同，所处的地域各不相同，所能利用的能源形式也各不相同。热水供应系统应根据使用对象、建筑物的特点、热水用水量、用水规律、用水点分布、热源类型、水加热设备及操作管理条件等因素，经技术经济比较后选择合适的系统形式。集中热水供应系统一般用于使用要求高、耗热量大，用水点分布较密集或较连续，热源条件充分的场合；局部热水供应系统一般用于使用要求不高，用水范围小，用水点数量少且分散，热源条件不够理想的场合。集中热水系统的热源当条件许可时，应首先利用工业余热、废热、地热和太阳能作为热源。

结语：

在城市化快速推进的今天，越来越多的建筑工程拔地而起，所以社会对于建筑工程的舒适度方面有着更为迫切的关注。建筑工程热水系统的设计优劣直接影响着民众对舒适度的体验。而且给排水设计中的热水系统也是耗能大户，在国家倡导可持续发展的大前提下，如何高效合理利用清洁能源是工程师们亟需解决的问题。因此，在给水排水工程中热水系统的设计过程中，切记要对建筑特点及当地可资利用能源进行反复论证后，选取最适宜的热水系统形式及能源形式。