對建筑給排水中的節(jié)水節(jié)能技術(shù)探討

張 焱

[摘要]隨著城市建筑業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,建筑給排水設(shè)計中的節(jié)水節(jié)能問題不容忽視。結(jié)合多年工作經(jīng)驗,針對目前建筑給排水設(shè)計中存在的問題,分析建筑給排水中的節(jié)水節(jié)能技術(shù),以達(dá)到減少水資源和能源浪費的目的。

[關(guān)鍵詞]建筑給排水節(jié)水節(jié)能

中圖分類號:TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1220084-01

能源供應(yīng)緊張、缺水是一個全球性的大問題。隨著城市建筑業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,建筑用水占城市總用水量的比例逐年增加,使得建筑給水排水工程的節(jié)水、節(jié)能問題不容忽略。因此,在滿足用水安全、穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性的前提下,建筑給排水設(shè)計還應(yīng)充分考慮節(jié)水節(jié)能問題。目前,建筑給排水系統(tǒng)中資源的浪費主要可以歸納為以下幾方面:(1)超壓出流造成浪費;(2)熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)方式選擇不當(dāng)造成浪費;(3)衛(wèi)生器具和配水器具造成浪費;(4)消防加壓貯水系統(tǒng)選擇不合理造成浪費;(5)中水綜合利用率不高造成浪費;(6)管道、閥門及其他給水配件等泄漏造成浪費。為改變這一現(xiàn)狀,在建筑給排水設(shè)計中應(yīng)采取多種措施來達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的。

一、充分利用市政給水管網(wǎng)的供水壓力,采用分區(qū)供水方式

根據(jù)城市供水規(guī)模不同,一般市政給水管網(wǎng)壓力均在0.2MPa～0.4MPa之間,只能滿足3～5層多層建筑供水壓力。對于高層建筑,城市市政給水管網(wǎng)水壓一般難以完全滿足其供水要求,需要采用升壓系統(tǒng)供水。充分合理地利用市政給水管網(wǎng)的供水壓力,采用分區(qū)供水方式并采用新型供水設(shè)施,可節(jié)約采用市政直接供水部分樓層的加壓能源,減少二次加壓能耗。如市政管網(wǎng)壓力為0.3MPa,則5層及以下樓層可采用市政管網(wǎng)直接供水,5層以上采用無負(fù)壓變頻供水設(shè)備供水,這樣既不浪費市政管網(wǎng)余壓又不至于使低樓層管網(wǎng)壓力過高,造成能耗及水量浪費。經(jīng)計算,如充分利用0.3MPa市政管網(wǎng)壓力,相比傳統(tǒng)水池、水泵二次加壓方式一年可節(jié)約能源約16.5kWh。

二、應(yīng)注意生活給水管道中減壓節(jié)流問題

生活給水系統(tǒng)按規(guī)定豎向分區(qū)后仍然存在部分衛(wèi)生器具配水點水壓偏大的問題,若不采取減壓節(jié)流措施,衛(wèi)生器具的實際出水流量將會是額定流量的4～5倍,隨之引起水量浪費、水壓過高、漏水量增加的弊病,同時易產(chǎn)生水擊、噪聲和振動,致使管件損壞、破裂。因此,高層建筑給水系統(tǒng)豎向分區(qū)后仍應(yīng)注意減壓節(jié)流的問題。

為了減少超壓出流現(xiàn)象,在給水系統(tǒng)設(shè)計中需合理配置減壓裝置,將水壓控制在限值要求范圍內(nèi)。目前,減壓裝置主要有減壓閥、減壓孔板和節(jié)流塞。國外一些國家均采用在給水支管上安裝孔板、壓力調(diào)節(jié)閥或減壓閥等手段來避免部分供水點超壓,使豎向分區(qū)的水壓分布更加均勻。

三、生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)單獨設(shè)置

按照“高規(guī)”規(guī)定:生活給水系統(tǒng)靜壓不大于300kPa～400kPa分區(qū)為宜,消防給水系統(tǒng)靜壓不大于800kPa分區(qū)為宜。因此,在高層建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計中,應(yīng)把生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)單獨設(shè)置,以防止生活給水管道超壓而造成超量供水等問題。否則,如果按照消防給水系統(tǒng)的要求水壓值分區(qū)時,則必然造成生活給水系統(tǒng)嚴(yán)重超壓,需要常年使用減壓閥降壓節(jié)流,造成能源浪費;如果按照生活給水系統(tǒng)的水壓要求分區(qū),則會相對增加水泵機(jī)組數(shù)目。因此,無論從節(jié)能節(jié)流還是節(jié)約工程投資、運行管理方便等各個角度分析,應(yīng)把生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)單獨設(shè)置。

四、采用節(jié)水節(jié)能型衛(wèi)生器具和配水器材

作為水的最終使用單元,衛(wèi)生器具和配水器具的節(jié)水性能直接影響著建筑節(jié)水工作的成效,因此,在追求美觀、功能完善、使用合理的前提下,應(yīng)盡量選擇節(jié)水節(jié)能型衛(wèi)生器具。目前使用節(jié)水型衛(wèi)生器具的主要辦法有:1.使用小容積水箱,減少馬桶沖洗水量。目前我國正在推廣使用6L水箱節(jié)水型大便器。如果采用兩檔沖洗閥門,則普通住宅可節(jié)水12%,賓館、飯店可節(jié)水4%,辦公樓可節(jié)水27%。2.在配水器的選擇方面,浴盆、洗臉盆等衛(wèi)生器具的節(jié)水,主要靠給水配件的性能改善來實現(xiàn),比如充氣水龍頭、腳踏開關(guān)淋浴器、節(jié)水延時自閉沖洗閥等,均可以不同程度地起到節(jié)水、節(jié)能的效果。采用充氣水龍頭和泡沫口水龍頭比普通水龍頭節(jié)水20%～30%左右。3.公共衛(wèi)生間的沖洗系統(tǒng)建議摒棄傳統(tǒng)的定時沖洗,采用光電數(shù)控控制,根據(jù)人數(shù)來進(jìn)行沖洗從而減少水量的浪費?，F(xiàn)在小便器沖洗系統(tǒng)中研制成一種感應(yīng)沖洗閥,利用紅外線作用,當(dāng)人離去后就有最小限度的水沖洗小便器,是比較節(jié)水的小便器。

五、采用太陽能熱水器作為熱水加熱的節(jié)能技術(shù)

太陽能作為清潔能源是節(jié)能的重要途徑,利用太陽能制備生活熱水,既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境。我國大部分地區(qū)均適合推廣使用太陽能熱水器。太陽能熱水器由集熱器、儲水箱、給水箱、循環(huán)管、循環(huán)泵、配水管等組成,由70年代發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段:第一階段是箱式集熱器,技術(shù)原始、效率低;第二階段是管板式太陽能集熱器,利用傳統(tǒng)集熱技術(shù)并加以改進(jìn),效率可達(dá)40%,價格便宜、壽命較長,但熱損失大,冬季和陰天不能使用,易損壞;第三階段是真空管式集熱器,又分玻璃套金屬管式和全玻璃式,基本做到?jīng)]有熱損失,效率提高、受季節(jié)和天氣的影響程度小、壽命更長,但價格相對較高。

太陽能熱水器的安裝方式不同,節(jié)能效果也有所區(qū)別。對于多層建筑,太陽能宜分散設(shè)置,在樓梯間公共部位設(shè)管道井,各戶的太陽能進(jìn)出水管均設(shè)在管井中,每戶的太陽能集熱板、熱水箱設(shè)置在屋面。對于高層建筑,除上部幾層可設(shè)置分散的太陽能熱水器外,其它層應(yīng)采用集中供熱的太陽能熱水系統(tǒng)。高層建筑太陽能的利用有直接利用和間接利用。直接利用是把整個屋面均布置成幾組串連集熱的太陽能聚熱板,在樓梯間頂部設(shè)水箱間,熱水箱內(nèi)設(shè)電輔助加熱設(shè)備,熱水采用上供下回,循環(huán)泵設(shè)置在水箱間;間接利用是太陽能板集中設(shè)置在屋面或與景觀相結(jié)合,設(shè)置在小區(qū)內(nèi)的道路架空間上面,換熱器熱水箱設(shè)在地下室設(shè)備間內(nèi),制備好的熱水再用變頻泵送到各用戶。

六、開發(fā)建筑中水回用系統(tǒng)

建筑中水設(shè)施是指民用建筑物或建筑小區(qū)內(nèi)使用后的各種排水,如生活排水、冷卻水及雨水等經(jīng)適當(dāng)處理后,回用于建筑物或建筑小區(qū)內(nèi),作為雜用水的供水設(shè)施。由中水原水的收集、儲存、處理和中水供給等工程設(shè)施所組成,目前已成為建筑物或建筑小區(qū)的功能配套設(shè)施之一。據(jù)資料表明,采用中水回用系統(tǒng)后,居住區(qū)用水量將節(jié)省30%～40%,同時排放量減少35%～50%;商住小區(qū)可節(jié)水70%;科研事業(yè)單位可節(jié)水40%左右;對一般居民住宅可節(jié)水30%左右。這對社會和環(huán)境效益的深遠(yuǎn)影響是無法估量的。

充分利用盥洗廢水等優(yōu)質(zhì)雜排水。中水水源一般應(yīng)根據(jù)排水的水質(zhì)、水量、排水狀況和中水回用的水質(zhì)、水量選定。經(jīng)調(diào)查和試驗分析,盥洗廢水具有水量大、使用時間較均勻、水質(zhì)和處理效果相對較好等優(yōu)點,應(yīng)作為中水水源,加以充分利用。此外,屋面雨水也可作為中水水源或其補充。

推廣技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)綜合優(yōu)化的新處理工藝。建筑中水處理技術(shù)不但要求處理效果穩(wěn)定可靠、運行管理簡單方便,還應(yīng)在經(jīng)濟(jì)上具有一定優(yōu)勢。常用的典型工藝可分為物化處理方法和生化處理方法,應(yīng)綜合技術(shù)、管理、投資、成本及占地等各方面因素,綜合優(yōu)選出新的中水處理工藝。

七、雨水的積蓄利用

積蓄來自屋頂或其它區(qū)域的降水作為中水水源加以利用,已成為開發(fā)利用水資源的有效方法,對于實現(xiàn)水的可持續(xù)利用和保護(hù)環(huán)境具有重要意義。近幾年以來,隨著西方等國家相繼開展了雨水收集利用的研究。研究表明,如果建立雨水收集利用系統(tǒng),將雨水就近收集、就近處理、就近循環(huán)使用,作為中水用于沖洗廁所、清洗車輛、綠化、噴淋街道,或作為景觀用水