高層建筑熱水供暖系統設計

劉鴻

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，城市建筑物數量逐漸增多，供暖系統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。高層建筑是當前一種十分常見的建筑物，相比低層建筑來說，高層建筑的熱水供暖系統設計應該更加嚴格。因為在建筑能耗中暖通空調所占的能耗就已經超過了百分之三十五。所以，作為高層建筑的開發商應該認真對待高層建筑中的供暖系統設計，選擇最為科學和合理的供暖系統。由于高層建筑具有很高的高度，所以在進行供暖系統設計的時候也應該和其他普通建筑不同。文章主要針對當前供暖系統的幾種形式，以及高層建筑中應用的供暖系統設計進行系統的分析，希望能夠在高層建筑供暖系統設計的時候更優秀，更能滿足業主的要求。

關鍵詞：高層建筑；供暖系統；設計

前言

社會經濟和科學技術的快速發展，使得更多的高層建筑拔地而起，給人們的生產生活帶來了更多空間。所謂的高層建筑指的是層數上達到十層或十層以上的住宅建筑物或者建筑高度超過二十四米的民用建筑。伴隨著人們生活質量的不斷提高，熱水供暖系統也得到了發展，而且使用范圍也在逐漸擴大。為了使我們能夠更好地進行供暖系統設計，對熱水供暖系統采取節能措施具有十分重要的意義，這也是國家實現可持續發展的重要方面。

1 我國熱水供暖系統設計的概述

我國目前仍然是世界上最大的發展中國家，為了促進我國的經濟發展，對于能源的需求量逐漸增多，為了能夠保證經濟和能源消耗之間平衡發展，我們應該不斷的研究新技術、新方法，具體來說一方面應該不斷尋找可以替代的能源資源，另一方面應該對能源供應設備進行工藝和技術上的改進，實現節約能源的目的，不斷提高能源的使用率，節約成本。建筑物中的供暖系統是保證人們工作生活舒適性以及健康性的重要方面，我們應該進行建筑節能、提高能源利用率，盡可能地實現資源與環境可持續發展。作為供暖系統的設計人員應該不斷提高相關設計和規劃水平，在設計的過程中，應該充分考慮整個城市發展的實際情況，并從發展的角度來分析當前的熱水供暖系統，這樣才能夠提高城市中現有的供暖網絡和正在建設中的供暖系統相融合，不僅能夠降低整個供暖系統的成本，還能夠提高熱水供暖系統的效率，節省能耗。高層建筑相比其他建筑形式來說，具有很特殊的特點，設計人員在進行供暖系統設計的時候，應該綜合考慮以下因素。

1.1 計算設計方式

在進行高層建筑供暖系統設計的時候，必須考慮好熱負荷計算，計算結果會受到建筑高度的影響，高度不同，熱負荷也不同，同時還應該考慮熱壓和風壓的影響。

1.2 供暖方式

高層建筑供暖方式的選擇應該和整個供暖系統以及室外的熱網相匹配，還要考慮到整個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備的情況，才能選擇最佳的供暖方式。

1.3 供暖系統失調現象

目前最常見的供暖系統問題就是失調現象，這主要是因為在進行供暖設計的時候受到建筑物高度的影響，而出現垂直失調現象。

2 高層供暖系統設計原則

垂直失調是當前高層建筑中供暖系統設計最為常見的一種問題，這會影響到住戶的生活，針對這種情況，我們必須采取一些調節措施。此外，超壓問題也是一種比較常見的問題，我們通常可以采取兩種方式，一種是解決自身的超壓，一種是解決系統的超壓。如果高層建筑的供暖系統和整個小區的熱網連接的話，不僅應該保證自身不出現超壓的情況，還應該考慮周圍其他的建筑物是否出現超壓情況。因此在進行高層建筑供暖系統設計時應該考慮到這兩方面的因素，通過各方面比對之后再選擇最佳的供暖系統。總之，設計人員應該遵循避免垂直失調以及超壓問題的原則，做好供暖系統設計工作。

3 主要的高層供暖設計方案

3.1 設熱交換器的分區式系統高區水與外網水間接連接， 高區水通過熱交換器與外網水進行熱量交換。熱交換器可作為高區熱源， 高區又設有循環水泵、膨脹水箱，使之成為一個與室外熱網壓力隔絕的，獨立的完整系統。熱交換器可作為高區熱源，高區又設有循環水泵、膨脹水箱，使之成為一個與室外熱網壓力隔絕的、獨立的完整系統。該形式高區與外網的水力工況互不影響，其優點是可以很好解決高區水靜壓力對低區散熱器造成超壓的問題，同時也可以解決上下不同樓層的垂直失調。該系統是高層供暖最常用的形式之一。

3.2 設雙水箱的分區式系統

當外網為低溫水，采用熱交換器不經濟時，可采用雙水箱分區式熱水供暖系統，當外網壓力低于該高層建筑的靜水壓力時，可在供水管上設加壓水泵，使水進入高區上部的進水箱。高區的回水箱設非滿管流動的溢流管與外網回水管相連接，利用進水箱與回水箱之間的水位差克服高區阻力，使水在高區內自然循環流動。該系統利用進、回水箱代替了熱交換器，使高區壓力與外網壓力隔絕，簡化了入口設備，降低了系統造價和運行管理費用。雙水箱分層式供暖系統是利用低層供暖系統二級管網熱水為高層區域進行供熱，由于二級管網的供水壓力低于高層供暖系統凈水壓力，所以為了低層供暖系統的二級管網熱水為高層供暖，需要采用加壓泵，該系統省去了加熱、定壓系統，系統造價遠遠低于換熱器分層式供暖系統，但由于選用開式水箱，所以容易導致管道的腐蝕。

3.3 無水箱直連供暖系統

這種方法是當前一種應用比較廣泛的高層建筑供暖形式。這種供暖系統不需要設置水箱、不需要設置換熱器同時也不需要設置減壓閥。與其他供暖系統相比它只需要在保證供熱官網額定壓力不變、運行參數和方式不改變的情況下在高層建筑的入口處設置一個由計算機控制的增壓泵，在增壓泵的出口設置一個止回閥，使得原來的供水壓力增大直至達到最頂層。使用這種方法時應使得供水總立管短，無效熱損失小；還可以改善高層建筑供暖系統上熱下冷的垂直失調現象。系統斷流器安裝在回水管路的最高點處。阻旋器串聯設置在回水管路中，設置高度應為室外管網靜水壓線的高度，阻旋必須垂直安裝。

3.4 設斷流器和阻旋器的分區式系統

在高區供水管上設加壓水泵，以保證高區系統所需壓力。在水泵出口處設有止回閥。高區采用倒流式系統型式，有利于排除系統的空氣；供水總立管短，無效熱損失小；還可以改善高層建筑供暖系統上熱下冷的垂直失調現象。該系統斷流器安裝在回水管路的最高點處。阻旋器串聯設置在回水管路中，設置高度應為室外管網靜水壓線的高度，阻旋必須垂直安裝。系統運行時，高區回水流入斷流器內，使水高速旋轉，流速增加，壓力降低，此時斷流器可起減壓作用。回水下落到阻旋器處，水流停止旋轉，流速恢復正常，使該點壓力維持室外管網的靜水壓力，以使阻旋器之后的回水壓力能夠與低區系統壓力平衡。該方式適用于不能設置熱交換器和雙水箱的高層建筑低溫水供暖用戶。高、低區熱媒溫度相同，系統壓力調控自如，運行平穩可靠，便于運行管理，且有利于管網的平衡。

4 結束語

供暖系統是建筑中十分重要的部分，當前我國的熱水供暖系統在建筑中應用非常廣泛，對于高層建筑來說，必須嚴格認真地對待供暖系統設計和選擇問題，盡量避免出現垂直失調問題以及超壓問題，充分地考慮好熱水供暖系統和管網之間的技術參數，從可持續發展的角度來設計供暖系統，同時應該把供暖系統設計和其他相關因素相結合，對那些影響到設計質量的因素考慮好解決辦法，勇于創新，在滿足業主需要的同時更能夠為住戶服務。

參考文獻

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