某住宅小區溫泉熱水設計優化

【摘要】我國部分地區擁有較豐富的溫泉水資源，采用溫泉水進戶設計，可以提高居民生活品質。如何通過優化設計，合理利用溫泉水資源，做到供水供熱可靠、節水、節能、經濟適用成為設計的重點。

【關鍵詞】溫泉給水系統的設置;溫泉管材的選擇;溫泉水回用

某住宅小區，設有別墅，疊拼別墅、高層洋房、綜合樓、商業及公寓。由于附近有較為豐富的溫泉資源，為提高小區生活品質，建設方決定為別墅及疊拼別墅配置溫泉入戶，并希望在本項目中對以往同類溫泉住宅小區的使用過程中遇到的問題和不足從設計源頭上加以改進和優化。

本項目方案設計前期，建設方提出，之前同類溫泉住宅小區用戶在使用過程中常遇到溫泉泡池在補水前期水溫低，需要放水較長一段時間后，水溫才逐漸升高的情況，每次充滿合適溫度的溫泉水需要較長時間。尤其是每天的早上，常常要放掉大量的冷水并等待很長時間才能達到理想的溫度，引起用戶的不滿，后期建設方增大了進戶溫泉管徑，縮短初次充水時間，但效果不明顯。

根據實地調研，溫泉泉眼位置位于本項目西北側約1600米處，泉眼處溫泉出水溫度根據季節不同約為55～60攝氏度。之前的項目溫泉設計采用從泉眼直接抽水至高位保溫水池，再由保溫水池通過管網供水至用戶。在用水高峰時，同時用水的用戶較多，管網內的冷水被分散到各個泡池放出，溫度較高的溫泉水能較快地從保溫水池進入管網，各用戶泡池能在較短時間內充滿合適溫度的溫泉水。而在一些用水戶數不多的時段，例如早上，溫泉水已在管網內靜置了相當一段時間，水溫下降較多，少量的用戶需要放掉管網中大量的冷水，除了充水時間長，也會由于每戶溫泉水單獨計費，增加了用戶的使用成本，降低了溫泉的使用品質和經濟效益。而增大進戶溫泉管徑的做法只是縮短了補水時間，用戶仍需要放掉管網內的大量未被使用過冷水，并未有效解決水資源浪費的問題。

為了提高用戶使用品質，建設節水節能的溫泉供水系統，本工程就溫泉給水系統的設置、溫泉管材的選擇及溫泉水回用這三方面設計進行優化。

1、溫泉給水系統的設置

溫泉水溫的熱損失主要在用水低峰時段，在該時段，整個管網系統的溫泉水基本處于低速流動或靜置狀態，由于得不到新鮮溫泉熱水及時的補充，隨著管網中熱量不斷損失，水溫不斷下降，到了用水時，就要放掉相當一部分冷水，才能得到合適溫度的溫泉熱水，造成不必要的水資源浪費。為了讓用戶隨時獲得合適溫度的溫泉水，本項目對溫泉給水系統的設置進行了優化。首先，在地塊內設有溫泉水箱間，內設不銹鋼保溫水箱和燃氣鍋爐，室外設置太陽能集熱板，采用強制循環加熱。通過深井泵從泉眼抽取溫泉水輸送至小區水箱間不銹鋼保溫水箱，當保溫水箱內的溫泉水溫下降至55攝氏度時，通過啟動集熱系統循環泵，利用太陽能集熱板和燃氣鍋爐補熱，讓保溫水箱內的溫泉水溫度長期維持在60攝氏度以上。其次，地塊內溫泉給水系統管網同程設置熱水管網回水管，在溫泉水箱間內的熱水管網回水管末端設置循環泵，當溫泉供水干管溫度下降至55攝氏度時，啟動熱水管網系統循環泵，管道內的溫泉冷水回流至保溫水箱，經補熱后回到供水干管，讓溫泉供水管中的溫泉水時刻維持在55攝氏度以上。通過以上措施，用戶熱水表前的溫泉管網水溫一直維持在55至60度之間，打開戶內恒溫混水閥，只需放掉入戶支管內的少量冷水即可獲得合適溫度的溫泉水，極大地減少了溫泉水的浪費，縮短了初次溫泉補水時間，提升了用戶體驗品質，提高了經濟效益。

2、溫泉管材的選擇

由于項目地塊規模較大，溫泉熱水管網的路徑較長，且絕大部分管道敷設于室外地面以下，是熱損耗的主要原因。如果能采用一種保溫性能較好的管材，就能大大降低熱損耗，減少補熱需求，減少循環泵的啟動頻率，帶來更高的經濟效益。本項目選取了直埋聚氨酯不銹鋼管、玻璃鋼熱水管、PE-RTII耐熱聚乙烯管、GXPE耐熱聚烯烴管四種管材進行了性能比較。經對比，這四種管材的內壁都比較光滑，水阻小，不易產生銹蝕污染水質。其中直埋聚氨酯不銹鋼管抗拉強度高，保溫性能與玻璃鋼熱水管相當，但不及 GXPE和PE-RTII，而管材價格和重量均高于另外三種管材。玻璃鋼熱水管保溫性能較好，水溫降小于0.5℃/km，但抗拉強度較低，在外力作用下容易開裂， 室外埋地安裝對覆土深度有一定要求，安裝維修費用相對較高。GXPE管與PE-RTII管是新型熱水管材，保溫性能極佳，水溫降小于0.2℃/km，管材重量較輕，密度僅為鋼管的九分之一，便于搬運，采用熱熔連接，施工方便，可靠性較高。兩者相比較，GXPE管可耐多種化學介質的侵蝕，包括溫泉水中的硫磺、碳酸、磺碳酸及碳酸氫鹽等帶有腐蝕性礦物質，耐腐蝕性比PE-RTII管更強，另外在高溫耐開裂性能、拉伸屈服強度、耐慢速裂紋增長方面占有優勢，更適合室外環境埋地敷設。

通過以上管材對比，GXPE管綜合性能更適合溫泉管道，且成本比直埋聚氨酯不銹鋼管低，使用在本項目，溫泉管網熱損耗小，更加節能。

3、溫泉水回用

使用過的的溫泉泡池廢水，含有各種礦物質和雜質，且水量較大，如果直接排入污水管網，會對污水處理系統造成較大的負擔。由于溫泉廢水的水質與地面徑流雨水水質相近，為了進一步利用溫泉水資源，本項目溫泉泡池的廢水排入雨水管網，并在雨水管網末端設置雨水處理設備及雨水收集池。溫泉廢水經過過濾與消毒后儲存于雨水收集池，雨水收集池的蓄水量滿足全小區3天綠化及道路清洗用水，多余水量通過溢流管排入后端雨水管網。項目內溫泉用水量大，為地塊內的綠化和道路清洗用水提供了充足的水源，節約了生活給水用水量。

結語：

綜上所述，根據工程實際情況，通過合理設計溫泉給水系統，增設回水管網并設置循環泵，優化溫泉給水管網，采用保溫性能優良的溫泉專用管材以及將溫泉廢水經過濾消毒處理后用于綠化及道路沖洗用水等措施，可使整個溫泉給水系統達到高品質、節水、節能、經濟效益高的目標。

參考文獻：

[1]《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（2009年版）.

[2]《室外給水設計規范》GB50013-2006.

作者簡介：

胡英華，廣東博意建筑設計院有限公司廣州分公司，廣東廣州。