馮萃敏，付婉霞
(北京建筑工程學(xué)院城市建設(shè)與工程系，北京100044)

　　摘　要：比較了集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用不同循環(huán)方式所產(chǎn)生的無效冷水量，對不同循環(huán)方式的工程成本及節(jié)水效果進(jìn)行了綜合評價，提出了對新建集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先選用支管循環(huán)方式或立管循環(huán)方式，避免采用無循環(huán)方式或干管循環(huán)方式的觀點。
　　關(guān)鍵詞：建筑；集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)；循環(huán)方式；節(jié)水
　　中圖分類號：TU995.1
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)09-0046-03

　　據(jù)調(diào)查，大多數(shù)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)存在嚴(yán)重的浪費現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱水配水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。這部分冷水，未產(chǎn)生應(yīng)有的使用效益，因此稱之為無效冷水。這種水量浪費現(xiàn)象是設(shè)計、施工、管理等多方面原因造成的。如在設(shè)計中未考慮熱水循環(huán)系統(tǒng)多環(huán)路阻力的平衡，循環(huán)流量在靠近加熱設(shè)備的環(huán)路中出現(xiàn)短流，使遠(yuǎn)離加熱設(shè)備的環(huán)路中水溫下降；熱水管網(wǎng)布置或計算不合理，致使混合配水裝置冷熱水的進(jìn)水壓力相差懸殊，若冷水的壓力比熱水大，使用配水裝置時往往要出流很多冷水，之后才能將溫度調(diào)至正常。在施工方面，如管道保溫質(zhì)量差，導(dǎo)致管道熱損失增加、配水溫度低于設(shè)計值；橫管敷設(shè)不合要求，導(dǎo)致管網(wǎng)滯氣，循環(huán)流量不能保持正常循環(huán)，系統(tǒng)熱損失得不到及時補(bǔ)償，從而使水溫逐漸下降。在管理方面，如管道保溫層脫落、系統(tǒng)溫控或排氣裝置失靈而沒有及時維護(hù)、檢修等，將直接影響熱水系統(tǒng)設(shè)計水溫的保持。
　　集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的無效冷水量可通過嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)設(shè)計、施工規(guī)范和建立、健全管理制度，從而在一定程度上得到控制。然而，要從根本上減小或消除無效冷水量，必須從系統(tǒng)內(nèi)部挖掘原因和尋找改善措施。
1理論無效冷水量及節(jié)水量計算現(xiàn)行《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GBJ 15—88)和《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GBJ 15—2000，征求意見稿)中提出了建筑集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的三種循環(huán)方式：干管循環(huán)(僅干管設(shè)對應(yīng)的回水管)、立管循環(huán)(立管、干管均設(shè)對應(yīng)的回水管)和干管、立管、支管循環(huán)(干管、立管、支管均設(shè)對應(yīng)的回水管)。
　　同一座建筑的熱水供應(yīng)系統(tǒng)，選用不同的循環(huán)方式，其無效冷水的出流量是不同的。以位于北京市西三環(huán)中路的萬泉公寓B棟為例，該建筑共13層(包括地下設(shè)備層)，熱水供應(yīng)系統(tǒng)分為兩個區(qū)，1～6層為低區(qū)，7～12層為高區(qū)，每區(qū)有兩根立管，每根立管負(fù)擔(dān)各層2戶的熱水供應(yīng)。低區(qū)1號立管系統(tǒng)布置(第6層)如圖1所示。

　　根據(jù)現(xiàn)有熱水配水管線的布置，假設(shè)系統(tǒng)無設(shè)計、施工、管理缺陷，分別計算采用不同循環(huán)方式及無循環(huán)方式的一次理論無效冷水量(以無對應(yīng)回水管的熱水配水管貯水量計)。理論無效冷水管道長度(以無對應(yīng)回水管的熱水配水管道長度計)見表1。

表1　理論無效冷水管道長度統(tǒng)計 管道公稱直徑(mm) 支管循環(huán)(m) 立管循環(huán)(m) 干管循環(huán)(m) 無循環(huán)(m) 15 0 470.3 470.3 470.3 20 0 108.8 108.8 108.8 25 0 410.5 419.5 419.5 32 0 0.8 27.8 27.8 40 0 0 24.0 24.8 50 0 0 40.6 112.3 70 0 0 0 7.0

　　按表1的管長并以每天一次計，采用支管循環(huán)、立管循環(huán)、干管循環(huán)和無循環(huán)時，該建筑的理論無效冷水量依次為0、116.59、166.24和227.46m³/a，見表2。

表2　理論無效冷水量與節(jié)水量計算 項目 支管循環(huán) 立管循環(huán) 干管循環(huán) 無循環(huán) 理論無效冷水量(m³/次) 0 0.32 0.46 0.62 理論無效冷水量(m³/a) 0 116.59 166.24 227.46 理論節(jié)水量(m³/a) 227.46 110.86 61.22 0

　　由表2可見，采用支管循環(huán)方式理論上不產(chǎn)生無效冷水，而無循環(huán)方式的理論無效冷水量最大，約為采用立管循環(huán)方式的1.9倍。采用干管循環(huán)方式的理論無效冷水量次之，約為采用立管循環(huán)方式的1.4倍，即采用立管循環(huán)、干管循環(huán)、無循環(huán)方式的理論無效冷水量之比為1∶1.4∶1.9。
　　通過各循環(huán)方式的理論無效冷水量與無循環(huán)方式的比較可知，采用支管循環(huán)、立管循環(huán)、干管循環(huán)的節(jié)水量(無循環(huán)方式與各循環(huán)方式的年無效冷水量之差)分別為：227.46、110.86和61.22 m3/a(見表2)，即三種循環(huán)方式的年節(jié)水量之比為3.7∶1.8∶1。

2　回水系統(tǒng)工程成本的計算

　　仍以萬泉公寓B棟為例，根據(jù)1996年北京市《建設(shè)工程概算定額》及《建設(shè)工程間接費及其他費用定額》，計算采用各種循環(huán)方式時回水系統(tǒng)的工程成本概算。該公寓熱水系統(tǒng)現(xiàn)采用立管循環(huán)方式，參照現(xiàn)有回水管路系統(tǒng)的布置情況，設(shè)計各種循環(huán)方式的回水管道系統(tǒng)，即回水管道起點管徑與相應(yīng)配水管道管徑相同，在循環(huán)流量增加后，回水管道管徑也相應(yīng)增大，同時比相應(yīng)配水管道管徑小1檔或2檔；回水管的管長與相應(yīng)配水管道相同，管材均為鍍鋅鋼管，回水管均設(shè)20 mm以內(nèi)防結(jié)露保溫層并刷厚漆一遍。這樣采用各種循環(huán)方式時，回水系統(tǒng)所需的管道長度如表3所示，回水系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的水表、閥門、循環(huán)泵等設(shè)施的規(guī)格和數(shù)量見表4。各循環(huán)系統(tǒng)均需設(shè)置加熱設(shè)備及熱媒系統(tǒng)，因而在成本計算中不予考慮。

表3　　回水系統(tǒng)管道長度統(tǒng)計 管道公稱直徑(mm) 支管循環(huán)(m) 立管循環(huán)(m) 干管循環(huán)(m) 15 470.3 0 0 20 519.3 0 0 25 36.8 100.6 0 32 24.0 0 0 40 112.3 71.7 71.5 50 7.0 7.0 7.0

表4 回水系統(tǒng)附件及設(shè)備統(tǒng)計表 循環(huán)方式 支管循環(huán) 立管循環(huán) 干管循環(huán) 設(shè)備類型 水表 絲扣閥門 管道泵 絲扣閥門 管道泵 絲扣閥門 管道泵 公稱直徑(mm) 20 20 32 40 出口≤32 25 出口≤25 25 出口≤25 數(shù)量 48具 48個 12個 4個 4臺 16個 4臺 16個 4臺

　　采用各種循環(huán)方式時，回水系統(tǒng)的概算工程成本計算結(jié)果列于表5。

表5 回水系統(tǒng)工程成本

元

循環(huán)方式 支管循環(huán) 立管循環(huán) 干管循環(huán) 工程成本 61415.18 12426.72 6981.65

　　由表5的概算結(jié)果可知，采用立管循環(huán)方式時，回水系統(tǒng)的工程成本約為干管循環(huán)方式的1.8倍，而采用支管循環(huán)方式時成本最高，約為立管循環(huán)的4.9倍、干管循環(huán)的8.8倍，即采用支管循環(huán)、立管循環(huán)、干管循環(huán)的工程成本之比為8.8∶1.8∶1。

3　綜合評價

　　根據(jù)各種循環(huán)方式的年節(jié)水量計算結(jié)果，且熱水收費單價以9.00 元/m³計，則采用支管循環(huán)、立管循環(huán)、干管循環(huán)可節(jié)約熱水費(年節(jié)水量與水費單價的乘積)分別為2 047.11、997.76和550.97 元/a。
　　照此計算，假設(shè)熱水單價穩(wěn)定不變，采用不同循環(huán)方式的回水系統(tǒng)工程成本的回收期限(工程成本除以年節(jié)約熱水費)分別為：30、12.45、12.67年。
　　對各種循環(huán)方式節(jié)水效果和回水系統(tǒng)工程成本的綜合分析見表6。

表6　理論節(jié)水效果與工程成本的綜合分析 項目 支管循環(huán) 立管循環(huán) 干管循環(huán) 年節(jié)水量(m³/a) 227.46 110.86 61.22 工程成本(元) 61415.18 12426.72 6 981.65 節(jié)約熱水費(元/a) 2047.11 997.76 550.97 工程成本回收期限(a) 30 12.45 12.67

　　由表6可知，采用支管循環(huán)方式的節(jié)水量可觀，為立管循環(huán)的2.1倍、干管循環(huán)的3.7倍，而工程成本也最高，分別為采用立管循環(huán)、干管循環(huán)的4.9倍、8.8倍。
　　采用立管循環(huán)方式的節(jié)水量是采用干管循環(huán)方式的1.8倍，而工程成本也為采用干管循環(huán)方式的1.8倍?？梢?，與干管循環(huán)方式相比，立管循環(huán)方式節(jié)水效果較好，與支管循環(huán)方式相比，立管循環(huán)方式的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢顯著。
　　干管循環(huán)方式的節(jié)水效果較差，雖然其回水系統(tǒng)的工程成本較低，但工程成本的回收期限與立管循環(huán)方式基本相同，所以干管循環(huán)并無顯著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

4　結(jié)論

　　同一建筑采用各種循環(huán)方式的節(jié)水效果，其優(yōu)劣依次為支管循環(huán)、立管循環(huán)、干管循環(huán)，而按此順序各回水系統(tǒng)的工程成本卻是由高到低。因此，新建建筑的集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)在選擇循環(huán)方式時需綜合考慮節(jié)水效果與工程成本。
　?、贌o循環(huán)熱水系統(tǒng)的理論無效冷水量最大，水量浪費極其嚴(yán)重，在集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)中應(yīng)避免采用。
　?、诟晒苎h(huán)方式的水量浪費嚴(yán)重，而且建筑的層數(shù)越多，無效冷水管段長度會因立管的增長、支管的增加而增加，因而理論無效冷水量也將隨之增大，遠(yuǎn)大于支管循環(huán)和立管循環(huán)，且與其他循環(huán)方式相比，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢并不明顯。因而，新建建筑集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)避免選用干管循環(huán)方式。
　?、壑Ч苎h(huán)方式理論上不產(chǎn)生無效冷水，針對我國水資源緊缺、需盡可能降低無效冷水量的狀況，從長期發(fā)展的角度講，熱水系統(tǒng)采用支管循環(huán)方式是最佳選擇。
　?、芰⒐苎h(huán)方式與干管循環(huán)和無循環(huán)相比節(jié)水效果顯著，工程成本明顯低于支管循環(huán)方式。根據(jù)我國目前的經(jīng)濟(jì)狀況，立管循環(huán)方式在一定的時期內(nèi)可以作為集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)方式的另一選擇方案。
　　綜上所述，新建建筑的集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑性質(zhì)、建筑標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件等具體情況選用支管循環(huán)方式或立管循環(huán)方式，避免采用無循環(huán)和干管循環(huán)方式。

參考文獻(xiàn)：

　　［1］GBJ 15—88，建筑給水排水設(shè)計規(guī)范［S］.
　　［2］北京市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會.北京市建設(shè)工程概算定額建筑工程(第4冊，給排水、采暖、煤氣)［M］.北京：北京市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會，1996.
　　［3］北京市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會.北京市建設(shè)工程間接費及其他費用定額［M］，北京：北京市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會，1996.

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　　收稿日期：2001-06-29