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1、 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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、-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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、，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，
15、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
16、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
17、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
18、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