简析住宅建筑户内热水系统循环设置

鲁建男

北京交科公路勘察设计研究院有限公司

1 引言

随着目前建筑行业的持续发展和人民生活水平的快速提升，住宅建筑户内生活热水系统已开始成为现代各类民用建筑项目给排水设计工作中不可忽视的关键部分，为人们的工作生活带来了很大便利，改善并提升了城市居住条件。如今，先进的节能环保理念正在深入人心，高效快捷节能的观念将是我国未来民用建筑方面生活热水系统设计工作的发展方向。住宅建筑户内生活热水系统设计工作首先必须关注室内供水温度和室内供水压力的可靠稳定，其次还要充分关注节能、方便和美观的实际要求，应该在设计工作中科学合理选择户内供水方式，认真设计管路形式布局，充分衡量实际使用过程中热水用量变化情况，关注对各类清洁能源方面的高效合理利用。只有这样才能保证系统设计工作的有效合理性，在符合住宅建筑住户生活热水使用需求情况的同时，降低污染排放程度，实现能耗最低化要求。

2 住宅建筑户内热水系统发展情况

上个90年代以前的住宅建筑居住类项目基本上属于单位自建、联建项目公房，实现建成后具体分给本单位内部职工进行居住，用来解决内部职工居住问题，缺乏对住房的舒适度情况、装修档次等实际要求，具备集中生活热水供应系统的建筑项目就更加稀少，通常生活热水方面基本由当地住户自行采取措施解决。然而随着城市商品房的不断发展，住房市场的实际需求决定了住房项目的多样化发展，产生了不同居住档次、不同住房管理模式、不同使用类型的普通商品住宅项目、经济实用房项目、公寓项目、宿舍项目、别墅项目等。同时，各类大型的精装修居住小区也快速发展，对住房内部设计的要求更加严格。

3 住宅建筑户内热水系统的常见类型

住宅建筑户内生活热水系统和其他建筑项目的室内热水供应系统原理基本一致。根据热水系统的设备组成情况，具体管网布局能够分为集中结构加热式和分散结构加热式两种类型。

3.1 集中式结构生活热水系统

集中式结构加热分区生活供水系统按照居住小区为执行单位，采取大型蓄热水箱设备为主要设备的住宅小区中央热水系统供应站，实施集中统一提供固定热源，根据网状式管路布局的室外生活热水管道，实时将生活热水准确输送至小区内部每栋楼，然后通过住宅楼内的输配管路部分将生活热水分别安全送至居民住户。集中式供水系统所使用的循环水泵设施和具体加热设备一般都采取集中方式，设置于住宅建筑地下室位置或小区内部其他附属建筑物中，冷水部分主要通过各住宅分区高位水箱设施进行实时供给。集中式结构加热生活供水因为加热及泵送等部分设施实际布局十分集中，所以系统管理维护工作特别方便，同时布局于住宅建筑底层位置或地下室内部也能够有利于实现防振隔声效果。然而这种方式主要弊端在于系统加热设备应该实际承受一定数值的静水压，同时静水压数值随供水高度的提升而增加，这对加热设备本身的承压能力提出了严格的要求。因此采取这种加热供水方式在高度方面存在一定限制，针对当地高层和超高层住宅建筑不适合采用。

3.2 分散式结构生活热水系统

分散式结构生活热水系统是按照每栋住宅楼或居民住户为实施单位，通过安装在住宅楼顶、住宅室外空地位置或是每户住宅室内的一套热水机组设备为基本热源的生活热水供应系统，根据管路分布送至相应各处用水点位置。这样供水方式因为具体加热器设备均设置于本住宅区内位置，加热设备负载较小，同时加热设备承受的各种压力通常也比较小，防止受住宅建筑本身高度的实际影响，拥有整体布置灵活，环境适用性强的各种优点。然而，因为住宅加热设备本身的分散特点又给加热系统的管理维护工作造成了诸多不便之处；同时，高区位置和室外位置设备本身的热媒管道特别长，供热情况不稳，对设备泵本身的隔声、防震方面具体要求也较严格。

3.3 热水供应方式的实际选择

住宅建筑户内生活热水系统设计工作首先要关注具体供水方式，必须按照住宅建筑类型，生活热水使用情况，根据上述两种实际供水方式具备的优缺点进行综合衡量。集中式结构热水供应系统拥有维护工作方便、热使用效率高、供热工作成本低等优点，然而因为加热设备复杂，投资数额大，系统建成后实施改建扩建工作困难，因此目前在我国各地应用情况并不多，基本限于当地高级住宅内部。而分散式结构热水供应系统因为环境适用性强，避免住宅高度限制的各方面优点，在我国城市建筑项目高层化快速发展的情况下，实现了较为广泛的建筑应用。

4 住宅建筑户内热水系统加热方式和加热设备

加热方式直接关系到住户生活热水系统的正常工作加热，能够具体分为设备直接加热和设备间接加热。设备直接加热方式是通过自然燃料、太阳能等能源，运用加热设备对水实施直接加热过程，比如日常生活中比较常见的燃气热水器、电热水器、太阳能热水器等都基本属于设备直接加热方式。设备直接加热方式拥有热使用效率高、设备结构简单、占地体积小、操作过程简单等各方面优点，在住宅建筑户内大得到广泛的应用。设备间接加热方式是通过加热器设备传热面进行传递热媒的实际热量，与设备直接加热方式相比，热使用效率不足，并且设备系统比较复杂，设备占地面积特别大，因此在住宅建筑不适合采用。

以往民用建筑中十分常用的加热设备是燃气热水器设备，但是随着近年来人们开始对节能环保的关注，清洁环保能源已经开始成为生活热水系统内部热源的首选目标，太阳能热水器设备正在替代燃气热水器设备进入到城市的千家万户。太阳能本身的实际优势在于具有清洁环保特点，同时免费进行使用，另外取之不尽，用之不竭，然而本身缺点在于设备热源情况的不稳定，直接受季节和天气的直接影响，特别是在冬季时节和阴雨天环境太阳辐射量不能充分满足热水的加热升温要求，因此仅通过太阳能来实现全天候实时热水供应是不可能的。在优先采取太阳能的过程中，必须根据电能等其他方面能源实施联合加热工作，完全满足住宅建筑户内24 小时实时不间断的生活热水供应。

5 住宅建筑户内热水管网的循环设置

热水管网部分循环设置直接关系到生活热水的实际输送。住宅建筑户内生活热水拥有日常使用量大，使用时间较集中的具体特点，管网设计循环设置计算过程时需要关注下面几点。第一，计算最大循环小时生活热水量时，必须按照相同标准，结合生活用水时间、生活用水标准和小时用水变化系数等方面，积极采用生活热水供应规定的标准数据。第二，循环设置中秒流量的计算工作，应充分采用用水器具装置对应的额定流量情况和当量值情况的实际数据。第三，配水管网内部压力计算过程，必须确定管网内部循环实际管径和水损情况，然后按照管网设备内部的水压要求，进一步明确水箱实际高度和设备工作原理。

热水管网内部循环设置计算工作与一般住宅给水管网部分的计算原理基本一致，根据计算方法开展计算即可。首先，根据管道内壁存在的结垢缩小情况，因为内部热水温度通常较高，生活热水循环长期进行供送，水中的各种杂质情况和矿物质情况等十分容易附着在系统管壁内，导致管壁内径存在的结垢缩小，造成对循环供水量出现直接影响。其次，要充分考虑循环设置中管道内部阻力的实际变化情况，生活热水管网在工作循环设置时要持续补充冷水部分。当地冷热气体的不断交替作用和持续侵蚀影响下，系统管道内壁粗糙度情况会进一步提升。再次，开展循环设置流速计算，按照住宅建筑实际性质和内部管径大小情况进行确定，流速情况一般采取1.0m/s～1.5m/s数值。最后，开展水温计算，生活供水和回水本身平均水温按照60℃，系统配水管网络部分最大温度降情况应通过系统大小和生活供水循环方式进行充分确定，通常采取5-10℃开展计算。

6 结束语

综上所述，住宅建筑户内生活热水系统的设计工作是十分复杂的，因此在设计过程中必须按照遵循使用方便、节能环保的基本原则，采取因地制宜方式，结合当地实际情况，科学合理选择对应的循环设置方式，进一步确保住宅建筑户内生活热水的正常供应。