建筑给水排水设计标准 [附条文说明] GB50015-2019 建标库

6.3 热水供应系统选择

6.3.1 本条第1款对集中热水供应系统的热源首先利用余热、废热、地热,并规定了“稳定、可靠”的前提条件。因为生活热水要求每天稳定供应,如果余热、废热热源不稳定、不可靠,势必要做两套水加热系统,不经济,系统控制、运行管理复杂,很难达到应有的节能效果。
    地热在我国分布较广,是一项极有价值的资源,有条件时应优先考虑。但地热水按其生成条件不同,其水温、水质、水量和水压有很大区别,应采取相应的技术措施进行处理:
    (1)当地热水的水质不符合生活热水原水质要求时应进行水质处理;
    (2)当水质对钢材有腐蚀时,水泵、管道和贮永装置等应采用耐腐蚀材料或采取防腐措施;
    (3)当水量不能满足设计秒流量相应的耗热量要求时,应采用贮存调节设施;
    (4)当地热水不能满足用水点水压要求时,应采用水泵将地热水抽吸提升或加压输送至各用水点。
    地热水的热质应充分利用,有条件时应考虑综合利用,如先将地热水用于发电再用于采暖空调,或先用于理疗和生活用水再做养殖业和农田灌溉等。
    太阳能日照时数、年太阳辐射量参数摘自国家标准《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB 50364-2005中第三等级的“资源一般”区域。
    选用水源、空气源为热源时,应注意其适用条件及配备质量可靠的热泵机组。
    热力管网和区域性锅炉房适宜新规划区供热。
    燃油、燃气常压热水锅炉(又称燃油燃气热水机组)替代燃煤锅炉,能降低烟尘对大气的污染,改善司炉工的操作环境,提高设备效率。
    用电能制备生活热水,除个别电力供应充沛的地方用于集中生活热水系统的热水制备外,一般用作分散集热、分散供热太阳能等热水供应系统的辅助能源。

6.3.5 蒸汽直接通入水中的加热方式,会产生较大的噪声,采用消声混合器等措施降低加热时的噪声,能将噪声控制在允许范围内。
    采用汽-水混合设备的加热方式,将管网供给的蒸汽与冷水混合直接供给生活热水,较好地解决了系统回收凝结水的难题,但采用这种水加热方式,必须保证稳定的蒸汽压力和供水压力,保证安全可靠的温度控制,否则,应在其后加贮热设施,以保证安全供水。
    另外,蒸汽直接通入水中时,开口的蒸汽管直接插在水中,在加热时,蒸汽压力大于开式加热水箱的水头;在不加热时,蒸汽管内压力骤降,为防止加热水箱内的水倒流至蒸汽管,应采取防止热水倒流的措施,如提高蒸汽管标高、设置止回装置等。

6.3.6 本条是对热水系统选择的规定。
    1 使用方,即业主或建设方有设集中热水供应系统的要求,主要是针对居住小区;使用方无此要求时,宜按本条第3款、第4款处理。宾馆、公寓、医院、养老院等建筑一般对舒适和安全使用热水的要求较高,且管理容易到位,因此此类建筑推荐采用全日集中热水供应系统。
    2 本款对小区设集中热水供应系统的规模作了限制,主要是从减少管道热损失、节能要求考虑。据广州亚运城的太阳能-热泵热水系统的外网计算,当室外热水管道管长L≈1000m时,其每日的外管网热损失与整个系统的集取太阳能的有效热量相等。可见室外管道太长的集中热水供应系统的热循环能耗是设计这种系统不可忽视的问题。
    3 本款对普通住宅等建筑作了宜采用局部热水供应系统的规定,其理由是:①对于普通住宅,一般只在晚上洗浴使用热水,厨房可采用小型快速电热水器供给热水,如设集中热水供应系统,则一次投资大、能耗大、维修管理工作量大。②对于无集中沐浴设施的办公楼,一般只有洗手用热水,其用量少,时间短,如用干、立管循环的集中热水供应系统,用水时很可能洗完手热水还未到位,或放掉部分冷水才出热水,这样又耗能又费水,使用也不方便。对这种建筑如需供热水时,可采用就地安装小型快速电热水器供应热水。③对于日用热水量(按60℃计)小于5m3且用水点分散的建筑,因设集中热水供应系统,相应热损失占比更大,因此也宜采用局部热水供应系统。
    4 对于普通住宅等用热水标准不高的建筑,如果使用方要求设置集中热水供应系统时,宜采用定时系统,以减少能耗。
    5 本款规定,在全日集中热水供应系统中的公共浴室、洗衣房、厨房等用热量较大且用水时段固定的用水部位宜设与系统循环管道分开的单独热水管网,定时循环供热水。另外,洗衣房要求热水水质硬度较低,厨房要求热水温度高,这些用水部位也可另设局部热水供应系统。这样可以大大减少系统的能耗,并有利于系统供水的稳定。

6.3.7 本条对集中热水供应系统的分区、供水压力等做了原则性规定。
    1 要求应与给水系统的分区一致。
        1)因为生活热水主要用于盥洗、淋浴,而这二者均是通过冷、热水混合后调到所需使用温度。因此,热水供水系统应与冷水系统竖向分区一致,保证系统内冷、热水的压力平衡,达到节水、节能、用水舒适的目的。
        2)高层、多层建筑设集中热水供应系统时应分区设水加热器,其进水均应由相应分区的给水系统设专管供应,以保证热水系统压力的相对稳定。确有困难时,如有的单幢高层、多层住宅的集中热水供应系统,只能采用一个或一组水加热器供整幢楼热水时,应在满足本标准第3.4.3条分区供水压力的范围内,采用质量可靠的减压阀等管道附件来解决系统冷热水压力平衡的问题。
        3)对于采用集热、贮热水箱经热水加压泵供水的热水供应系统(较大型的太阳能、热泵热水系统大都采用这种系统),因其冷热水供水系统分设,为了满足用水点处冷热水压力的平衡,热水加压泵的扬程应按给水系统在其相同位置的压力值选择,如有困难也应通过设置减压阀等措施予以保证。
    2 因倒流防止器在系统为设计流量时的最小阻力也有2m~4m,因此对于由城镇给水管直接补水经水加热设备供热水的系统,其相应的给水系统也宜经倒流防止器后引出,以保证该系统的冷热水压力平衡。
    3 本款规定开式热水供应系统即带高位热水箱的供水系统。系统的水压由高位热水箱的水位决定,不受市政给水管网压力变化及水加热设备阻力变化等的影响,可保证系统水压的相对稳定和供水安全可靠。
    4 本款对热水配水点处冷、热水水压平稳作出了规定。工程实际中,由于冷水热水管径不一致,管长不同,尤其是当用高位冷水箱通过设在地下室的水加热器再返上供给高区热水时,热水管路要比冷水管长得多,这样相应的阻力损失也就要比冷水管大。另外,热水还需附加通过水加热设备的阻力。因此,要做到冷水热水在同一点压力相同是不可能的,只能达到冷热水水压相近。
    “相近”绝不意味着降低要求。因为供水系统内水压的不稳定,将使冷热水混合器或混合龙头的出水温度波动很大,不仅浪费水,使用不方便,有时还会造成烫伤事故。从国内一些工程实践看,本条中“相近”的含义一般以冷热水供水压差小于或等于0.01MPa为宜。在集中热水供应系统的设计中要特别注意两点:一是热水供水管的阻力损失要与冷水供水管的阻力损失平衡;二是水加热设备的阻力损失宜小于或等于0.01MPa。
    5 本款是为了保证公共浴室中淋浴器的水温水压稳定而作出的规定。
        1)此项规定推荐采用开式热水供应系统,水压稳定,不受给水管网水压变化影响;便于调节冷热水混合装置的出水温度,避免水压高,造成淋浴器实际出水量大于设计水量,既浪费水量,又造成贮热水罐容积不够用而影响使用。
        2)此项规定是为了避免因浴盆、浴池、洗涤池等用水量大的卫生器具间断使用时,引起淋浴器管网的压力变化过大,以致造成淋浴器出水温度不稳定。
        3)此项规定是为了在较多的淋浴器之间启闭阀门变化时减少相互影响,要求配水管布置成环状。
        4)此项规定是为了使淋浴器在使用调节时不致造成管道内水头有明显的变化,影响淋浴器的使用。
        5)此项规定主要是为了从根本上解决淋浴器出水温度忽高忽低难于调节的问题,达到方便使用、节约用水的目的。由于单管热水供应系统出水温度不能随使用者的习惯自行调节,故不宜用于淋浴时间较长的公共浴室。而对于工业企业生活间的淋浴室,由于工作人员下班后淋浴的目的是冲洗汗水、灰尘,淋浴时间较短,采用这种单管供水方式较适宜。对于桑拿间、健身房等公共浴室,一般使用者对水温要求差别大,用水时间较分散,宜采用带定温混合阀的双管热水供应系统,它比单管系统使用灵活、舒适。

6.3.8 本条规定了水加热设备机房的设置要点,以利于减少管道,经济、节能和冷热水压力的平衡。

6.3.9 本条为强制性条文,必须严格执行。老年人照料设施(包括老年人全日照料设施和老年人日间照料设施)、安定医院、幼儿园等均以弱势群体为主体的建筑,沐浴者自行调节控制冷热水混合水温的能力差,为保证沐浴者不被热水烫伤,热水供应系统应采取防烫伤措施。监狱的热水供应亦需采取此措施是为了防止犯人自残、自杀。

6.3.10 本条对采用干管和立管循环的集中供应系统的建筑做出规定。
    1 本款系根据现行国家标准《民用建筑节水设计标准》GB 50555的相应条文编制,其中热水配水点水温系指单开热水龙头时的出水温度。
    3 本款集中热水供应系统中对使用水温要求不高的非淋浴用水点指洗手盆、厨房洗涤池等。

6.3.13 本条第2款设分户水表计量的居住建筑,包括住宅、别墅及酒店式公寓不宜设支管循环,其理由:一是支管进、出口要分设水表,容易产生计量误差,并引起计费纠纷;二是循环管道及阀件太多难以维护管理,循环效果难以保证;三是住宅相对公建,易采取节水措施;四是能耗大;五是当支管敷设在垫层时,施工安装困难。另外,经设支管电伴热的工程测算:采用支管自调控电伴热与采用支管循环比较,虽然前者一次投资大,但节能效果显著,如居住建筑的支管采用定时自调控电伴热,每天伴热按6h计比支管循环节能约70%,运行2年~3年节能节省的能源费可抵消增加的一次性投资费用,并且还基本解决了以上支管循环的各种问题,但采用支管自调控电伴热,支管宜走吊顶,如敷设在垫层时,垫层需增加厚度。

6.3.14 本条对热水循环系统做出规定。
    1、2 这两款对如何保证小区和单栋建筑内的热水循环系统的循环效果作了具体规定。依据是“集中热水供应系统循环效果的保证措施-热水循环系统的测试与研究”课题,通过对温控循环阀、流量平衡阀、导流三通、大阻力短管在多种热水循环系统工况下的测试研究成果。
    3 本款对减压阀在热水循环系统的应用提出了要求。当减压阀用于热水系统分区时,除满足本标准第3.5.10条、第3.5.11条要求之外,其密封部分材质应按热水温度要求选择,尤其要注意保证各区热水的循环效果。图5为减压阀安装在热水系统的三个不同图示。


图5 减压阀设置

    图5(a)为高低两区共用一加热供热系统,是一错误系统图示,因分区减压阀设在低区的热水供水立管上,这样高低区热水回水汇合至图中“A”点时,由于低区系统经过了减压其压力将低于高区,即低区管网中的热水就循环不了。
    图5(b)为高低区分设水加热器的系统,两区水加热器均由高区冷水高位水箱供水,低区热水供水系统的减压阀设在低区水加热器的冷水供水管上。这种系统布置与减压阀设置形式是比较合适的。
    图5(c)为高低区共用一集中热水供应系统,减压阀均设在分户支管上,不影响立管和干管的循环。与图5(a)、图5(b)相比,其优点是系统不需要另外采取措施就能保证循环系统正常工作。缺点是低区一家一户均需设减压阀,减压阀数量多,要求质量可靠。此系统应控制最低用水点处支管减压阀前的静压小于0.55MPa。
    5 本款规定设有3个或3个以上卫生间的住宅、酒店式公寓、别墅因热水管道长,需设循环管道,机械循环或自然循环,也可采取热水供水管设自调控(定时)电伴热措施,其适用范围:①卫生间非竖向同位置布置者可用带智能控制的小热水循环泵机械循环;②卫生间竖向同位置布置者可采用专用回水配件自然循环;③室内热水管道采用非埋垫层敷设时,可采用自调控定时电伴热措施。