高層建筑熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉鴻

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建筑物數(shù)量逐漸增多，供暖系統(tǒng)是建筑中十分重要的組成部分，所起的作用也是不可忽視的。高層建筑是當(dāng)前一種十分常見的建筑物，相比低層建筑來(lái)說(shuō)，高層建筑的熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該更加嚴(yán)格。因?yàn)樵诮ㄖ芎闹信照{(diào)所占的能耗就已經(jīng)超過(guò)了百分之三十五。所以，作為高層建筑的開發(fā)商應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待高層建筑中的供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇最為科學(xué)和合理的供暖系統(tǒng)。由于高層建筑具有很高的高度，所以在進(jìn)行供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候也應(yīng)該和其他普通建筑不同。文章主要針對(duì)當(dāng)前供暖系統(tǒng)的幾種形式，以及高層建筑中應(yīng)用的供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，希望能夠在高層建筑供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候更優(yōu)秀，更能滿足業(yè)主的要求。

關(guān)鍵詞：高層建筑；供暖系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

前言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得更多的高層建筑拔地而起，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了更多空間。所謂的高層建筑指的是層數(shù)上達(dá)到十層或十層以上的住宅建筑物或者建筑高度超過(guò)二十四米的民用建筑。伴隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，熱水供暖系統(tǒng)也得到了發(fā)展，而且使用范圍也在逐漸擴(kuò)大。為了使我們能夠更好地進(jìn)行供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)熱水供暖系統(tǒng)采取節(jié)能措施具有十分重要的意義，這也是國(guó)家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要方面。

1 我國(guó)熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概述

我國(guó)目前仍然是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，為了促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)于能源的需求量逐漸增多，為了能夠保證經(jīng)濟(jì)和能源消耗之間平衡發(fā)展，我們應(yīng)該不斷的研究新技術(shù)、新方法，具體來(lái)說(shuō)一方面應(yīng)該不斷尋找可以替代的能源資源，另一方面應(yīng)該對(duì)能源供應(yīng)設(shè)備進(jìn)行工藝和技術(shù)上的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的，不斷提高能源的使用率，節(jié)約成本。建筑物中的供暖系統(tǒng)是保證人們工作生活舒適性以及健康性的重要方面，我們應(yīng)該進(jìn)行建筑節(jié)能、提高能源利用率，盡可能地實(shí)現(xiàn)資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。作為供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷提高相關(guān)設(shè)計(jì)和規(guī)劃水平，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮整個(gè)城市發(fā)展的實(shí)際情況，并從發(fā)展的角度來(lái)分析當(dāng)前的熱水供暖系統(tǒng)，這樣才能夠提高城市中現(xiàn)有的供暖網(wǎng)絡(luò)和正在建設(shè)中的供暖系統(tǒng)相融合，不僅能夠降低整個(gè)供暖系統(tǒng)的成本，還能夠提高熱水供暖系統(tǒng)的效率，節(jié)省能耗。高層建筑相比其他建筑形式來(lái)說(shuō)，具有很特殊的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該綜合考慮以下因素。

1.1 計(jì)算設(shè)計(jì)方式

在進(jìn)行高層建筑供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須考慮好熱負(fù)荷計(jì)算，計(jì)算結(jié)果會(huì)受到建筑高度的影響，高度不同，熱負(fù)荷也不同，同時(shí)還應(yīng)該考慮熱壓和風(fēng)壓的影響。

1.2 供暖方式

高層建筑供暖方式的選擇應(yīng)該和整個(gè)供暖系統(tǒng)以及室外的熱網(wǎng)相匹配，還要考慮到整個(gè)高層建筑的供暖靜水壓，確定好水壓的大小以及低層散熱設(shè)備的情況，才能選擇最佳的供暖方式。

1.3 供暖系統(tǒng)失調(diào)現(xiàn)象

目前最常見的供暖系統(tǒng)問題就是失調(diào)現(xiàn)象，這主要是因?yàn)樵谶M(jìn)行供暖設(shè)計(jì)的時(shí)候受到建筑物高度的影響，而出現(xiàn)垂直失調(diào)現(xiàn)象。

2 高層供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

垂直失調(diào)是當(dāng)前高層建筑中供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)最為常見的一種問題，這會(huì)影響到住戶的生活，針對(duì)這種情況，我們必須采取一些調(diào)節(jié)措施。此外，超壓?jiǎn)栴}也是一種比較常見的問題，我們通?？梢圆扇煞N方式，一種是解決自身的超壓，一種是解決系統(tǒng)的超壓。如果高層建筑的供暖系統(tǒng)和整個(gè)小區(qū)的熱網(wǎng)連接的話，不僅應(yīng)該保證自身不出現(xiàn)超壓的情況，還應(yīng)該考慮周圍其他的建筑物是否出現(xiàn)超壓情況。因此在進(jìn)行高層建筑供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到這兩方面的因素，通過(guò)各方面比對(duì)之后再選擇最佳的供暖系統(tǒng)?？傊?，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該遵循避免垂直失調(diào)以及超壓?jiǎn)栴}的原則，做好供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

3 主要的高層供暖設(shè)計(jì)方案

3.1 設(shè)熱交換器的分區(qū)式系統(tǒng)高區(qū)水與外網(wǎng)水間接連接， 高區(qū)水通過(guò)熱交換器與外網(wǎng)水進(jìn)行熱量交換。熱交換器可作為高區(qū)熱源， 高區(qū)又設(shè)有循環(huán)水泵、膨脹水箱，使之成為一個(gè)與室外熱網(wǎng)壓力隔絕的，獨(dú)立的完整系統(tǒng)。熱交換器可作為高區(qū)熱源，高區(qū)又設(shè)有循環(huán)水泵、膨脹水箱，使之成為一個(gè)與室外熱網(wǎng)壓力隔絕的、獨(dú)立的完整系統(tǒng)。該形式高區(qū)與外網(wǎng)的水力工況互不影響，其優(yōu)點(diǎn)是可以很好解決高區(qū)水靜壓力對(duì)低區(qū)散熱器造成超壓的問題，同時(shí)也可以解決上下不同樓層的垂直失調(diào)。該系統(tǒng)是高層供暖最常用的形式之一。

3.2 設(shè)雙水箱的分區(qū)式系統(tǒng)

當(dāng)外網(wǎng)為低溫水，采用熱交換器不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用雙水箱分區(qū)式熱水供暖系統(tǒng)，當(dāng)外網(wǎng)壓力低于該高層建筑的靜水壓力時(shí)，可在供水管上設(shè)加壓水泵，使水進(jìn)入高區(qū)上部的進(jìn)水箱。高區(qū)的回水箱設(shè)非滿管流動(dòng)的溢流管與外網(wǎng)回水管相連接，利用進(jìn)水箱與回水箱之間的水位差克服高區(qū)阻力，使水在高區(qū)內(nèi)自然循環(huán)流動(dòng)。該系統(tǒng)利用進(jìn)、回水箱代替了熱交換器，使高區(qū)壓力與外網(wǎng)壓力隔絕，簡(jiǎn)化了入口設(shè)備，降低了系統(tǒng)造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用。雙水箱分層式供暖系統(tǒng)是利用低層供暖系統(tǒng)二級(jí)管網(wǎng)熱水為高層區(qū)域進(jìn)行供熱，由于二級(jí)管網(wǎng)的供水壓力低于高層供暖系統(tǒng)凈水壓力，所以為了低層供暖系統(tǒng)的二級(jí)管網(wǎng)熱水為高層供暖，需要采用加壓泵，該系統(tǒng)省去了加熱、定壓系統(tǒng)，系統(tǒng)造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于換熱器分層式供暖系統(tǒng)，但由于選用開式水箱，所以容易導(dǎo)致管道的腐蝕。

3.3 無(wú)水箱直連供暖系統(tǒng)

這種方法是當(dāng)前一種應(yīng)用比較廣泛的高層建筑供暖形式。這種供暖系統(tǒng)不需要設(shè)置水箱、不需要設(shè)置換熱器同時(shí)也不需要設(shè)置減壓閥。與其他供暖系統(tǒng)相比它只需要在保證供熱官網(wǎng)額定壓力不變、運(yùn)行參數(shù)和方式不改變的情況下在高層建筑的入口處設(shè)置一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制的增壓泵，在增壓泵的出口設(shè)置一個(gè)止回閥，使得原來(lái)的供水壓力增大直至達(dá)到最頂層。使用這種方法時(shí)應(yīng)使得供水總立管短，無(wú)效熱損失??；還可以改善高層建筑供暖系統(tǒng)上熱下冷的垂直失調(diào)現(xiàn)象。系統(tǒng)斷流器安裝在回水管路的最高點(diǎn)處。阻旋器串聯(lián)設(shè)置在回水管路中，設(shè)置高度應(yīng)為室外管網(wǎng)靜水壓線的高度，阻旋必須垂直安裝。

3.4 設(shè)斷流器和阻旋器的分區(qū)式系統(tǒng)

在高區(qū)供水管上設(shè)加壓水泵，以保證高區(qū)系統(tǒng)所需壓力。在水泵出口處設(shè)有止回閥。高區(qū)采用倒流式系統(tǒng)型式，有利于排除系統(tǒng)的空氣；供水總立管短，無(wú)效熱損失小；還可以改善高層建筑供暖系統(tǒng)上熱下冷的垂直失調(diào)現(xiàn)象。該系統(tǒng)斷流器安裝在回水管路的最高點(diǎn)處。阻旋器串聯(lián)設(shè)置在回水管路中，設(shè)置高度應(yīng)為室外管網(wǎng)靜水壓線的高度，阻旋必須垂直安裝。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，高區(qū)回水流入斷流器內(nèi)，使水高速旋轉(zhuǎn)，流速增加，壓力降低，此時(shí)斷流器可起減壓作用。回水下落到阻旋器處，水流停止旋轉(zhuǎn)，流速恢復(fù)正常，使該點(diǎn)壓力維持室外管網(wǎng)的靜水壓力，以使阻旋器之后的回水壓力能夠與低區(qū)系統(tǒng)壓力平衡。該方式適用于不能設(shè)置熱交換器和雙水箱的高層建筑低溫水供暖用戶。高、低區(qū)熱媒溫度相同，系統(tǒng)壓力調(diào)控自如，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，便于運(yùn)行管理，且有利于管網(wǎng)的平衡。

4 結(jié)束語(yǔ)

供暖系統(tǒng)是建筑中十分重要的部分，當(dāng)前我國(guó)的熱水供暖系統(tǒng)在建筑中應(yīng)用非常廣泛，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，必須嚴(yán)格認(rèn)真地對(duì)待供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)和選擇問題，盡量避免出現(xiàn)垂直失調(diào)問題以及超壓?jiǎn)栴}，充分地考慮好熱水供暖系統(tǒng)和管網(wǎng)之間的技術(shù)參數(shù)，從可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)，同時(shí)應(yīng)該把供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)和其他相關(guān)因素相結(jié)合，對(duì)那些影響到設(shè)計(jì)質(zhì)量的因素考慮好解決辦法，勇于創(chuàng)新，在滿足業(yè)主需要的同時(shí)更能夠?yàn)樽舴?wù)。

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