5.4.1.1　高层建筑热水供暖系统的特点

在不断发展的城市建筑中，高层建筑的比例越来越大。高层建筑与多层建筑的供暖系统设计存在许多不同之处。首先是高层建筑供暖设计热负荷的计算受建筑物高度的影响，计算时必须考虑热压、风压的影响。其次是高层建筑供暖系统形式以及供暖系统与室外热网的连接方式，由于高层建筑供暖系统的静水压大，因此在确定高层建筑供暖系统的形式时必须考虑静水压对低层散热设备的影响。此外，由于建筑物高度的影响，高层建筑供暖系统的垂直失调现象比多层建筑更为严重。

5.4.1.2　高层建筑供暖系统形式

1.分区式高层建筑热水供暖系统

分区式高层建筑热水供暖系统是将系统沿垂直方向分成两个或两个以上独立系统的形式，即将系统分为高、低区或高、中、低区，其分界线取决于集中热网的压力工况、建筑物总层数和所选散热器的承压能力等条件。

低区可与集中热网直接或间接连接。高区部分可根据外网的压力选择下述形式。分区式系统可同时解决系统下部散热器超压和系统易产生垂直失调的问题。

（1）高区采用间接连接的系统。高区供暖系统与热网间接连接的分区式供暖系统是另设一套完整的换热、循环、定压设备，采用供水管网热水（温度为70～150℃）通过换热器加热高层供暖系统循环水。向高区供热的换热器可设在该建筑物的底层、地下室及中间技术层内，还可设在室外的集中热力站内。室外热网在用户处提供的资用压力较大、供水温度较高时可采用高区间接连接的系统，如图5.46所示。

该系统形式的特点为：将高、低层供暖系统完全分开，各自的运行互不干扰，保证了供暖的运行可靠；无论是高层还是低层供暖系统均可采用承压能力较低的散热器；高、低层供暖系统均有换热、循环、定压设备，增加了热力站的造价，设备的增加也使热力站占地面积扩大，循环泵、补给水泵耗电量增加。

图5.46　高区间接连接

1—换热器；2—循环水泵；3—膨胀水箱

（2）高区采用双水箱或单水箱的系统（外网供水温度较低）。高区双水箱式供暖系统利用低层供暖系统供水管网热水（温度为60～85℃）为高层区域供暖，系统形式如图5.47所示。低层供暖系统通常按6层建筑定压，定压点一般设在热力站循环泵入口处，定压点压力约0.25MPa，热力站供水管出口压力通常控制在0.40MPa以内。由于供水管网水压力低于高层供暖系统静水压力，为了能使低层供暖系统管网热水为高层建筑供暖，就必须在用户供水管上设置加压泵。用加压水泵将供水注入进水箱，依靠进水箱与回水箱之间的水位高差，如图5.47（a）中的h，作为高区供暖的循环动力，实现高层建筑供暖。高层供暖系统通过低位水箱的非满管流动的回水箱溢流管与低层供暖系统的回水管相连，用双水箱代替换热器也起到了隔绝压力作用。在选择加压泵时，流量、扬程不能太大，否则会抽走其他用户供水，造成供暖不足的情况。由于加压泵安装在供水侧，因此应选择工作温度较高的热水泵。

图5.47　高区双水箱或单水箱高层建筑热水供暖系统(www.daowen.com)

1—加压水泵；2—回水箱；3—进水箱；4—供水箱溢流管；5—信号管；6—回水箱溢流管

该系统形式的特点为采用水箱起压力隔绝作用，系统启停时，不会影响供水管网的水力工况；简化了循环系统，省去了加热、定压系统，系统造价远低于换热器分层式供暖系统；开式水箱和非满管流动的溢流管很容易使空气进入循环水中，易导致管道腐蚀；高、低位水箱均占用建筑物空间，减少了建筑物有效利用面积；低位水箱设置了溢流管，如果管理不善，很容易导致热水的流失；由于通常很难在建筑中找到合适位置安装高、低位水箱，因此实际施工较困难。

高区采用单水箱的系统：在高区设一个水箱，利用系统最高点的压力作为高区供暖的循环动力，如图5.47（b）所示。室外热网在用户处提供的压力较小、供水温度较低时可采用这种系统。该系统简单，省去了设置换热站的费用。但建筑物高区要有放置水箱的地方，建筑结构要承受其载荷。水箱为开式，系统容易进空气，增大了氧化腐蚀的可能。

2.双线式供暖系统

双线式供暖系统只能减轻系统失调，不能解决系统下部散热器超压的问题。双线式供暖系统可分为垂直双线和水平双线系统。

（1）垂直双线热水供暖系统。如图5.48（a）所示中虚线框表示立管上设置于同一楼层一个房间中的散热器，按热媒流动方向每一个立管由上升和下降两部分构成。各层散热器的平均温度近似相同，减轻了垂直失调。立管阻力增加，提高了系统的水力稳定性。适用于公用建筑一个房间设置两组散热器或两块辐射板的情形。

（2）水平双线热水供暖系统。如图5.48（b）所示中虚线框表示出水平支管上设置于同一房间的散热器，与垂直双线系统类似。各房间散热器平均温度近似相同，减轻水平失调，在每层水平支线上设调节阀和节流孔板，实现分层调节和减轻垂直失调。

图5.48　双线式供暖系统

1—供水干管；2—回水干管；3—双线立管；4—双线水平管；5—散热器；6—节流孔板；7—截止阀；8—调节阀；9—排水阀

3.单双管混合式系统

该系统中将散热器沿垂向分成组，每组为双管系统，组与组之间采用单管连接，如图5.49所示。

利用了双管系统散热器可局部调节和单管系统可提高系统水力稳定性的优点，减轻了双管系统层数多时，重力作用压头引起的垂直失调严重的倾向。但不能解决系统下部散热器超压的问题。