淺析超高層辦公建筑廚房熱水系統(tǒng)設(shè)計

趙宇新

（湖南省第三工程有限公司，湖南 湘潭411100）

1 項目概況

以某超高層辦公建筑廚房熱水系統(tǒng)設(shè)計為例，該超高層建筑建筑總高度為438 米，樓層為86 層，屬于綜合性辦公建筑。面積為24.6×104m2，其中地下建筑面積為5.5×104m2。

該建筑地下分為4 層，分別作為停車場、機電室以及管理部門。在地上的第一層和第二層，作為大堂和環(huán)廊，第三層和第四層作為會議室，5 層、18 層、31 層、46 層、61 層、84 層以及86層作為設(shè)備層，其余樓層為辦公層。

在上述樓層的辦公區(qū)域內(nèi)設(shè)置的衛(wèi)生間和廚房中，配置熱水系統(tǒng)時，由于衛(wèi)生間和廚房會消耗較少的熱水，根據(jù)實際需要使用小型容積式電熱水器產(chǎn)生熱水。在該建筑中的B1 層、3層、32 層以及62 層配置廚房熱水系統(tǒng)，產(chǎn)生的熱水用于上述區(qū)域的辦公人員使用。在B1 層內(nèi)設(shè)置的廚房，主要進行食品的初加工以及主副食加工等，還進行餐具的清洗和消毒，B1 層廚房在進行上述工作中，使用熱水系統(tǒng)產(chǎn)生的熱水，需要消耗450kW 的熱量，而其它樓層廚房熱水系統(tǒng)消耗的熱量較低，只有100kW，主要是其它樓層不會進行食品的加工以及餐具的清洗和消毒等工作。

2 廚房熱水系統(tǒng)設(shè)計方案分析

2.1 B1 層廚房

由于B1 層廚房熱水系統(tǒng)消耗能量較多，需要在B1 層廚房配置電力系統(tǒng)，將電力系統(tǒng)作為熱水系統(tǒng)的熱量來源。在電力系統(tǒng)運行過程中，會消耗較多的電能，為有效降低電能的消耗，控制運行成本，利用B1 層的燃?xì)忮仩t房產(chǎn)生的熱量作為熱水系統(tǒng)的熱量來源。利用燃?xì)忮仩t房提供熱量時，初步采用三種方案：第一，距廚房用水電較近的位置，使用73kW 的燃?xì)鉄崴鳎鶕?jù)廚房用水點數(shù)量，配置7 臺燃?xì)鉄崴?；第二，配? 臺燃?xì)忮仩t設(shè)備，在鍋爐中配置熱水罐和循環(huán)水泵，使產(chǎn)生的60℃的熱水進行循環(huán)使用；第三，配置1 臺燃?xì)忮仩t，該燃?xì)忮仩t持續(xù)產(chǎn)生90℃的熱水，通過換熱器將溫度控制在60℃，通過循環(huán)水泵持續(xù)使用熱水。

2.1.1 設(shè)備占地及配套設(shè)施

按照方案一配置相關(guān)設(shè)備，需要占用機房15m2的面積，同時配置直徑為550mm 的煙道，用于食品加工時排放油煙。其余兩個方案使用原有的鍋爐設(shè)備，占用機房面積為30m2。

2.1.2 設(shè)備投資及能源成本

從投資以及能源成本角度分析每個方案的優(yōu)勢，方案一成本投入為65 萬元，方案二成本投入為43.5 萬元，方案三成本投入為35.7 萬元，每個方案消耗相同的能源。在方案三設(shè)計過程中，更換原有的熱水系統(tǒng)后，能源成本為60 萬元/a，而方案一為56 萬元/a、方案二為55 萬元/a。綜合設(shè)備投資以及能源成本，方案二熱水系統(tǒng)產(chǎn)生熱水成本為28.6 元/t，低于方案一的30.0元/t 和方案二的30.4 元/t。上述投資以及能源成本，按照每日工作時間為12 小時，全年生產(chǎn)時間為250d，每小時產(chǎn)水量為7m?，燃?xì)鈨r格為每立方米3.68 元，電力價格0.96/kW·h，以及設(shè)備使用壽命為10a 進行計算。

2.1.3 安裝及維保

根據(jù)《關(guān)于實施＜小型和常壓熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)定＞有關(guān)問題的通知》要求，熱水加熱器額定功率若低于100kW，最大容積小于500L，并且熱水裝置出口位置溫度低于90℃時，無需申請鍋爐制造許可。基于上述規(guī)定分析三個方案的安裝以及維保的優(yōu)勢，在安裝方面，方案一需要較多的設(shè)備，并且設(shè)備無法有效的集中，安裝難度較大，其余兩個方案熱量來源于鍋爐房，方便工作人員進行維保。方案一使用的設(shè)備較多，零件更換頻繁，安裝費用較高，方案二和方案三由廠家統(tǒng)一安裝，安裝較為簡單，但是維保費用較高。

2.1.4 可再生能源利用

方案二和方案三可以充分利用可再生能源，有助于使該建筑具備綠色發(fā)展功能。

2.1.5 建議

通過對比三個方案發(fā)現(xiàn)，方案一設(shè)備安裝較為簡單，根據(jù)廚房實際需求，在與廚房距離較近的位置配置熱水設(shè)備，但是設(shè)備數(shù)量比較多，應(yīng)增加排煙道數(shù)量，保證廚房處在良好的通風(fēng)環(huán)境中。方案二和方案三設(shè)備較為集中，有助于集中管理，并且只需占用較小的空間。三個方案在投資成本、運行費用等方面未存在較為明顯的差距，以可再生能源利用以及維保成本角度分析，方案三具有明顯的優(yōu)勢，可以構(gòu)建成燃?xì)忮仩t和容積式換熱器廚房熱水系統(tǒng)。

2.2 3 層、31 層、62 層廚房

在3 層、31 層以及62 層設(shè)計廚房熱水系統(tǒng)過程中，由于上述樓層廚房無需進行食品加工，消耗較少的熱量，應(yīng)考慮其它熱水系統(tǒng)。上述樓層廚房熱水系統(tǒng)分為兩個方案，方案一廚房熱水系統(tǒng)配置2 臺50kW 燃?xì)鉄崴?，方案二廚房熱水系統(tǒng)配置3 臺36kW 電熱水器。

2.2.1 設(shè)備占地及配套設(shè)施

由于樓層較高，需要考慮燃?xì)馍蠘悄芰?，在熱水系統(tǒng)中配置獨立燃?xì)夤艿?，管道占地面積為2.5 平方米，并配置完善的通風(fēng)系統(tǒng)以及報警系統(tǒng)，在上述系統(tǒng)中設(shè)置防火裝置，在樓層升高過程中，燃?xì)夤艿劳ㄟ^調(diào)壓，使燃?xì)馍仙林付ǜ叨?。燃?xì)庀到y(tǒng)內(nèi)煙道直徑為300 毫米，熱水器占地面積為1.5 平方米。

2.2.2 設(shè)備投資及運行成本

在配置燃?xì)鉄崴鲿r，一般燃?xì)鉄崴鳛?4 萬元，但是由于燃?xì)鈨r格的波動以及運行方式的不同，每年燃?xì)鉄崴鬟\行成本為11 萬元，若采用電熱水器，年運行成本為32 萬元。此外燃?xì)饷繃嵥M用為29.5 元，電熱水器每噸水費用為67.3 元。上述數(shù)值，是按照每日工作時間為12 小時、一年工作時間為250天，每小時水量為7 立方米、燃?xì)鈨r格為每立方米3.68 元以及電力價格每千瓦時0.96 元計算得出的。

2.2.3 安裝及維保

在安裝燃?xì)鉄崴到y(tǒng)過程中，需要配置燃?xì)夤芫?、排煙道、通風(fēng)報警裝置和減壓裝置等，上述裝置需要較高的維修費用。電熱水器安裝較為簡單，并且維保費用低于燃?xì)鉄崴鳌?/p>

2.2.4 建議

在上述高樓層內(nèi)建設(shè)熱水系統(tǒng)時，采用燃?xì)鉄崴鳎恍栎^少的設(shè)備，并且生產(chǎn)費用較低，但是會占用空間面積，為保證燃?xì)鉄崴靼踩褂?，需要設(shè)置多種安全裝置。使用電熱水器建設(shè)熱水系統(tǒng)，充分利用電熱水器的靈活性，合理利用廚房空間，無需相應(yīng)的電力安全保護裝置，并且不會占據(jù)核心筒的面積。燃?xì)鉄崴髟谕度氤杀镜陀陔姛崴?，鑒于上述樓層不會進行食品加工，每日消耗較少的水量，若使用電力灶具，將燃?xì)夤芙尤氲綗崴到y(tǒng)中，并且需要配置通風(fēng)、報警等裝置，安裝費用以及維保費用較高。所以在3 層、31 層以及62 層廚房熱水系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)采用電熱水器構(gòu)建熱水系統(tǒng)，不僅有效降低日常的運行成本，在安裝以及維保方面，既能花費較少的成本，還能便于工作人員日常的管理。此外電熱水器具有較高的安全性，在日常會消耗較低的電力能源，一旦電熱水器出現(xiàn)電路問題，供電系統(tǒng)會單獨控制熱水系統(tǒng)的供電裝置，降低對辦公區(qū)域正常用電的影響，使整個樓層處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

3 結(jié)論

綜上所述，本文以某超高層辦公建筑為例，在設(shè)計熱水系統(tǒng)過程中，將地下廚房熱水系統(tǒng)和地上廚房熱水系統(tǒng)進行分別設(shè)計。在設(shè)計方案期間，根據(jù)熱水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的安裝、維保等產(chǎn)生的費用分析，地下廚房系統(tǒng)使用燃?xì)忮仩t作為熱水系統(tǒng)，可以減少安裝和維保費用，并且滿足廚房食品加工的需求。在地上樓層熱水系統(tǒng)設(shè)計過程中，采用電熱水器作為熱水系統(tǒng)，在控制運行成本的同時，還能使廚房熱水系統(tǒng)保持在良好的穩(wěn)定狀態(tài)。