建给热水计算

6.1.1热水用水定额

本设计为综合楼，热水用水定额的确定以《给水排水设计手册》为依据，采用集中供热，机械循环的供给方式。

（1）该建筑的热水用水定额按表5.1确定。

表1 热水用水定额

序号 1 2

名 称 客房 办公楼

单 位 每床每日 每人每班

最高日用水定额(L) 120～160

5～10

用水时间(h)

24 8

(2) 建筑内卫生器具，一次用水量、小时热用水定额和水温见表5.2。

表2 卫生器具的一次和小时热水用水定额及水温

序号 1 2 3

卫生器具名称 带有淋浴器的浴盆 洗脸盆、盥洗槽水嘴 办公楼 洗手盆

一次用水量（L）

150 3 －

小时用水量（L） 使用水温（℃）

300 30 50～100

40 30 35

6.1.2热水温度

(1) 冷水计算温度

热水所用的计算冷水温度，应按当地最冷月平均水温值确定，本设计参照表5.3确定。

表3 冷水计算温度

地 区

黑龙江、内蒙古、吉林全部、辽宁大部，山西、河北、陕西偏北部份，宁夏东部

北京、山东、天津全部、河北、陕西、山西大部，宁夏、甘肃、辽宁的偏南部，江苏偏北及青海偏东小部分

贵州、重庆全部，四川、云南大部份，湖北、湖南的偏西部，陕西及甘肃秦岭以南地区，广西偏北的小部分

地面水温度℃ 地下水温度℃

4

6～10

4 10～15

7 15～20

(2) 热水供水温度

供应热水温度应符合生产和生活要求，但热水温度应在75℃以下。热水锅炉、水加热器、热水机组直接供应热水时，出口最高水温、配水点最低水温，参照下表4进行确定。

表4 直接供热水的热水机组、热水锅炉、水加热器出口最高水温及配水点最低水温

出口的最高水温

(℃) 75

水质的处理情况 原水水质无需软化处理，原水水质需且有水质处理 原水水质需要但未实行水质处理

配水点的最低水温(℃)

50

60 50

注：如果热水系统只供盥洗和淋浴的用水，不供洗涤盆/池，洗涤用水，则配水

点最低温可为不低于40℃。 6.1.3热水水质

(1) 生活热水的水质卫生标准，应当满足《生活饮用水卫生标准》的要求。 (2) 集中热水供应系统中，对原水的水处理，应依照水量、水质和水温、水加热设备的构造及使用要求等综合因素，进行分析比较确定。

6.2 热水供应系统的确定

6.2.1 热水供应系统的类型

表5 热水供应系统类型

热水供应系统

的类型

局部热水供应系统 集中热水供应系统

将水集中加热，再由热水管网供给热

特点

水器具。具有设备集中，便于维护管

数用水器具。具有投资少、系统简单、

理，高热效率、低成本、占用面积小

管理方便、易改增及热损失小等优点，

的优点。但其设备系统复杂，需要经

但其热效率低，热水成本高

常维护，热管网长，故而热损失大。 中等旅馆和热水用量少分散的地方 热水量大、用水较集中的建筑。

由热水器把冷水加热，输给单个或少

适用范围

6.2.2 管网供水方向及热水循环方式

（1） 管网的供水方向有两种：下行上给式和上行下给式。

①下行上给式：一般在配水支管长、对水温要求高的设计中采用，回水管末

端设调压阀，系统顶部设自动排气阀。

②上行下给式：适用于用水量大、不均匀、水温要求高的建筑。

（2）热水的循环方式：全循环、半循环、不循环。 6.2.3 热水供应系统的确定

在确保水量、水压、水质和水温满足用户使用、符合设计要求的基础上，结合本综合楼有客房、办公室，对热水供应要求较高高，故热水系统设计采用集中热水供应、全循环系统，其供水方式为下行上给。

6.3热水供应系统的组成

6.3.1组成部分

在集中加热水供应系统，主要有热媒系统、热水供水系统与附件三部分够成。 (1) 热媒系统（亦第一循环系统）

包括：热源、水加热器、热媒管网三部份。 (2) 热水供应系统（亦第二循环系统） 包括：热水配水管网禾回水管网两部分。 (3) 附件

附件主要包含：蒸汽热水控制附件；

管道连接附件（如：温自动调节器、疏水器、安全阀、自动气阀、止回阀、膨胀水箱、管道补偿器等）。 6.3.2加热设备的选择

常用集中加热设备一般有四类，其分类依据为：使用特点、耗热量、热源和燃料种类、维护管理等因素。

热水锅炉（燃煤、燃油、燃气）、水加热器（容积式水加热器、快速式加热器、半容积水加热器、半既热式水加热器）、加热水箱和热水贮水箱、可再生低温源的热泵水热器。

本设计采用HRV型高效半容积式水加热器，具有体型小、加热快、换热好、水温稳定、节水节能的优点，适用于机械循环的热水供应系统。

6.4建筑热水系统的设计计算

6.4.1热水用水量计算

本综合楼的热水供应，主要为客房的热水供应，按客房（不含内部员工）和办公楼集中热水供应系统设计来计算。

(1) 全日制热水供应设计小时耗热量的计算 设计小时耗热量应按以下式计算：

khmqrc（trt1）r Qh864001)

式中：Qh——设计小时耗热量 (W)；

(5—

kh——热水小时变化系数，查表5，本建筑办公人数约为400人，这里取5.29，客房35（床）人，此处取6.84；

m——用水计算单位数，人数、床位数，本设计办公人数400人，客房35人；

qr——热水用水定额 ，经查表1得，10L/(人·班)办公楼，160L/(人.日)客房；

c——水比热 (J/(kg·℃))，C=4187 J/(kg·℃)； tr——热水温度 (℃)，60度，

t1——冷水温度 (℃)，本综合楼位于包头市属内蒙古，故冷水的计算温度取4℃度；

r——热水的密度 (kg/L),0.98kg/L。

表5 热水小时变化变化系数值

人数m

≤150

300

450

600

900

≥6000

6.84 5.61 4.97 4.58 4.19

办公的设计小时的耗热量为：

Qkhmqrc（trt1）rh864004.97450404187（ 604）0.98386400238645

客房的设计小时耗热量为：

Qkmqrc（trt1）rhh864006.84401504187（604）0.98386400109481

总耗热量: Q=348645+109481=458126J

(2) 全日热水设计小时热水量的计算 设计小时热水量按下式计算 ： qQhrh1.163 t rt1 r式中：qrh——设计小时热水量 (L/h)；

Qh——设计小时的耗热量 (W)。

则计算该设计的小时热水量为：

qQhrh1.163 trt1 r4581261.16360-40.9386499L/h6.4m3/h

6.4.2热水配水管网的水力计算

3.90

5—2)

(设计秒流量的计算公为：

qg0.2Ng

(5—3)

热水管道的流速控制数据如下表6

表6 热水管道的流速

公称直径(mm) 流速(m/s)

15～20 0.8

25～40 1.0

50 1.2

(1) 热水立管1水力计算

表7 热水立管1水力计算表

管 段

卫生器具名称 浴 洗

当 量

用 水

管 径

流 速

水头 损失

管 长

管段沿程

编 号 0~1 1~2

盆 1 1 2

脸 总 盆 数 0.75 1 2

1.75 3.50

De 量

(L/s) (mm) 0.42 0.59

40 50

V (m/s) 0.72 0.69

i kPa/m 0.218 0.306

L (m) 3.90 1.71

水头损失 (kPa) 0.81 0.47

（2) 热水立管2计算。

表8 热水立管2水力计算表

管 段 编

卫生器具名称 浴 盆

洗 脸

当 量 总

用 水 量

管 径 De

流 速 V

水头 损失 i

管 长 L

管段沿程

水头损失

号 0~1 1~2 2~3 3~4

1 1 2 2 2

盆 0.75 1 2 4 6

数 1.75 3.50 5 6.5

(L/s) 0.42 0.59 0.69 0.81

(mm) 40 50 50 50

(m/s) 0.72 0.69 0.75 0.81

kPa/m 0.218 0.154 0.179 0.215

(m) 3.90 3.9 0.1 27.65

(kPa) 0.81 0.60 0.018 5.9

(3) 热水立管3计算

表9 热水立管3水力计算表

管 段 编 号

卫生器具名称 洗

脸

盆

当 量 总 数

用 水 量

管 径 De

流 速 V

水头 损失 i

管 长 L

管段沿程

水头损失

0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8

0.75 1 2 2 4 6 8 10 12

N 0.75 1.50 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00

(L/s) 0.28 0.39 0.39 0.55 0.67 0.78 0.87 0.96

(mm) 32 40 40 40 50 50 50 63

(m/s) 0.84 0.72 0.72 0.99 0.75 0.91 0.99 0.69

kPa/m 0.354 0.216 0.216 0.374 0.188 0.257 0.291 0.115

(m) 1.06 1.06 3.90 3.90 3.90 3.90 3.90 10.17

(kPa) 0.39 0.22 0.81 1.48 0.70 0.93 1.13 1.11

(4)热水立管4计算

表10 热水立管4水力计算表

管 段 编 号

卫生器具名称 洗

脸

盆

当 量 总 数

用 水 量

管 径 De

流 速 V

水头 损失 i

管 长 L

管段沿程

水头损失

0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8

0.75 1 2 2 4 6 8 10 12

N 0.75 1.50 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00

(L/s) 0.28 0.39 0.39 0.55 0.67 0.78 0.87 0.96

(mm) 32 40 40 40 50 50 50 63

(m/s) 0.84 0.72 0.72 0.99 0.75 0.91 0.99 0.69

kPa/m 0.354 0.216 0.216 0.374 0.188 0.257 0.291 0.115

(m) 1.06 1.06 3.90 3.90 3.90 3.90 3.90 10.17

(kPa) 0.39 0.22 0.81 1.48 0.70 0.93 1.13 1.11

（5）热水立管5计算

表11 热水立管5水力计算表

管 段 编

卫生器具名称 浴 盆

洗 脸

当 量 总

用 水 量

管 径 De

流 速 V

水头 损失 i

管 长 L

管段沿程

水头损失

号 0~1 1~2 2~3 3~4

1 2 9 18

盆 0.75 1 2 9 18

数 N 0.75 3.50 15.75 31.5

(L/s) 0.28 0.59 1.26 2.48

(mm) 32 50 63 90

(m/s) 0.84 0.69 0.91 0.88

kPa/m 0.372 0.155 0.186 0.116

(m) 1.30 5.30 3.90 23.26

(kPa) 0.486 0.822 0.725 3.826

本建筑热水最不利点，为0点(立管5上)

1) 热水最不利配水点,位置高度所需求的静水压是： 23.7(m)=237（kPa) 2) 热水最不利配水点的给水管路 ① 最不利的管段沿程水头总损失计算

取最不利点为0点，将0~1~2~3~4~5’~4’~3’~0’为计算管段，则总水头损失是

0.476+0.189+0.832+4.316+2.25+0.9+2.47+8.06=19.473kPa=1.95m ②最不利的管段局部水头损失计算

按照《建筑给水排水设计手册》第二册规定，局部水损按沿程损失的25%计，则最不利管段的局部水头损失是：25%×19.473=4.868(kPa)

因此，管路的总水头损失计算是： 19.473+4.868=24.34(kPa)=2.4m ③ 水流通过水表时的水头损失

本热水系统设计选：LXL水平螺翼式水表，5.4m3/h，查《LXS旋翼湿式水表技术参数》，选用LXLS-63N型水表，其公称口径：63mm，常用流量：10 m3/h，过载流量：20 m3/h。

则水表水头损失为：

5.42（5-4） H327.09(Kpa)220KbQmax100100

由于水表的水头损失，小于其水头损失允许值：12.8kPa，故无需放大水表的口径。

④ 最不利配水点所要求的最低工作压力

qg2qg2热水最不利配水点的卫生器具是洗脸盆，查表知其最低工作压力是50kPa。 ⑤ 室内给水管网所需压力为

237+24.34+7.09+50=359.24kPa=0.360MPa 生活所选泵的流量：6.2L/s，扬程：43m。

6.4.3管网热损失和循环流量的设计计算

（1）比温降： △t=△T/F，

其中F为热水配水管计算管路展开面积，计算时配水管网的立管，均应按照无保温层来进行，配水管网的干管保温层的厚度的取值为25mm。

热水的配水管网，水力计算管路其管道展开面积F为：

F下0.3932.30.33（12.662.9611.9821.87）28.92m2

t下TF(7060)28.920.34

然后从0’起，按公式tztctf依次算出各个节点的水温数值，计算结果见下表12：

表12 热水配水管网损失及循环流量的计算表

管段 编号 3~4

热损失 循环流量

00 q（kj/h）L(m) De(mm) D(mm)  （0C）（C） t（C）△t（℃） st mj q（L/s）x管长 管径

外径 保温节点水温 平均水温 空气

系数 温度

温差

21.85 63 63 63 63 75

75 75 75 75 88

0.6 0.6 0.6 0.6 0.6

59.90 62.26 63.72 64.05 65.73 70

61.12 63.01 63.79 64.86 65.67

20 20 20 20 20

41.13 43.03 43.87 44.88 45.65

2157.46 472.87 116.76 499.72 1360.12

0.038 0.043 0.053 0.064 0.125

4~5’ 11.96 5’~4’ 2.98 4’~3’ 12.56 3’~0’ 32.70 0’节点

管段热损失qs计算公式：

qs3.14DLK(1){(tctz)2tj}

（5-4）

其中D去外径，K取41.9kj/（m2·h·℃）则有： qs131.6DL(1)t 配水管网总的热损失为：Q下5236KW

配水管网起点和终点的温差按10℃计，则总循环流量为：

q下xQ下s（Cbtp）5236（419010）（5-5）

0.125Ls即管段内的循环流量为0.125L/s

(2) 确定回水管管径

热水的回水管网无配水，仅用以补偿配水管的热损失及循环流量。热水回水管网各段管的管径，应该根据管道的循环流量，经过计算最后再确定。通常亦可以参照下表13选用。

表13 热水管网回水管的管径选用表

热水配水段管径(DN) mm 热水回水管段径(DN) mm

20～25 20

32 20

40 25

50 32

65 40

80 40

100 50

125 150 200 65

80

100

6.4.5机械循环泵的选择

(1) 最不利段管循环水头损失计算

表14 最不利管段循环水头损失计算表

管 管段 道 编号 配 水 管 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 管段 长度 L (m) 21.85 11.96 2.98 12.56 32.70 4.90 11.97 2.97 11.63 6.20 管 径 DN mm 63 63 63 63 75 40 40 40 40 40 循环 流量 q L/s 0.038 0.043 0.054 0.063 0.125 0.038 0.043 0.054 0.057 0.125 流 速 V 坡 度 i 沿程水 局部水 头损失 头损失 hy hj (kPa) 0.091 0.076 0.021 0.104 0.419 0.009 0.037 0.010 0.065 0.056 (kPa) 0.022 0.019 0.005 0.026 0.104 0.002 0.009 0.002 0.016 0.014 水头 损失 h (kPa) 0.110 0.095 0.025 0.130 0.523 0.011 0.045 0.012 0.081 0.070 总水 头损失 (kPa) 0.902 0.219 (m/s) kPa/m 0.91 0.96 1.17 0.97 1.12 1.12 0.14 0.99 1.13 1.21 0.0042 0.0064 0.0071 0.0082 0.0130 0.0019 0.0031 0.0037 0.0056 0.0091 3~b1 回 水 管 b1~b2 b2~b3 b3~b4 b4~b5 (2) 机械循环泵确定

根据公式Qbqx

（5-6）

循环水泵流量应为Qb0.125Ls

根据公式H(qxqt)2HHbpxqx

（5-7）

0.1250.2252)9.0221.90.926KPa

0.125（3） 机械循环泵的选择

Hb(根据流量和扬程，该设计热水循环泵选择IRQ型泵，型号为IRQ15-80，一用一备共两台，该泵参数：Q2L/s,H10m,N1.25KW。

6.5热水供应系统的管材及附件

6.5.1 热水供应系统的管材选择原则与确定

原则依据：符合国标和现行产品标准的要求；

耐腐蚀且便于施工连接安装。（如可采用：塑料热水管、薄壁铜管、塑料和金属复合管等）。

管材确定：本中设计中热水管采用聚丙烯(PP-R)热水管，该管材具有：质轻、强度大、耐腐蚀性强、寿命长等优点。 6.5.2热水管道和设备上的常用附件

(1) 自动温度调节装置，用以自动控制出水的温度；

(2) 疏水器，是为确保凝结水即时快速的排放，并防止蒸汽漏失； (3) 减压阀，为了安全起见，当蒸汽管道供给的压力过高时，将压力降到允许值；

(4) 自动排气阀，排出管道内产生的气体，防止热水管道内不通畅，腐蚀管道；

(5) 泄水装置，为了方便维修，排放管中热水。在热水管道最低处、向下凹

的管段处，设置泄水装置；

(6) 阀门，热水管道系统中，在与配水、回水干管连接着的分干管；配水立管、回水干管和从立管接出的支管；需要检修的设备进出口处安装；

(7)止回阀，为防止水回流，一般在水加热器、贮水器的冷水管上；采用机械循环时，其回水管上；冷水、热水混水器的冷、热水供水管上安装；

(8)水表，计量热水的用水量时，在水加热器连接的冷水供水管上，安装冷水表。

6.6热水供应系统管道的布置敷设与保温

6.6.1热水供应系统管道的布置与敷设

(1) 热水供应系统的水平干管，可以设置的位置有：楼内室内地沟、地下室的顶部、建筑物最高层内；

(2) 回水立管的尾端和配水立管的起始端都应该安装阀门；

(3) 当配水支管上，连接有3个及以上的用水点时，应在配水支管的起端设置阀门；

(4)热水横管的坡度不应有小于0.003的，且方便排气、泄水，当坡向水流的反方向；

(5)一般塑料热水管要求暗设，当暗设无法实现时，明设当免受撞击；

(6) 当热水管道从建筑物基础、屋面、地下室的外墙或楼板穿过时，应对其加装防护套管，采取防护措施。 6.6.2热水供应系统管道的保温

为防止热水供应时，在介质传递过程中的热损失，针对水加热器设备、贮热水器、热水箱、热水供水干管及立管、机械循环中的回水干管及立管，均应采取保温措施。常用保温材料有：岩棉、硬聚氨酯、超细玻璃棉和橡塑泡棉等。