城鎮(zhèn)建筑給排水節(jié)能問題研究

李衛(wèi)明

摘要：本文主要介紹了在高層建筑水頭的利用方面，生活與消防系統(tǒng)設置方面，減壓節(jié)流方面，熱水供應方面，水泵選擇方面的節(jié)能新方法、新技術、新措施。

關鍵字：城鎮(zhèn)建筑，給排水，節(jié)能

前言

隨著我國經濟不斷發(fā)展，建筑給排水業(yè)也有著長足進步。我們進入21世紀以來，城鎮(zhèn)建設與管理規(guī)劃提出了許多建筑給排水技術的重大課題。建筑給排水技術作為現代城市建設技術的重要技術之一，已經發(fā)展相對成熟。因此在建筑給排水設計中應全面考慮，在滿足用水安全穩(wěn)定性以及經濟性的前提下，盡量考慮到設計中的環(huán)保節(jié)能問題。

1 城鎮(zhèn)建筑給排水能耗現狀

建筑給排水專業(yè)在建筑能耗中所含的內容主要有人民生活及從事游樂、工藝、綠化、生產、環(huán)境衛(wèi)生、水景等活動的排水、給水、生活熱水、循環(huán)用水、消防供水、重復用水等需要的能耗，建筑能耗約占整個社會能耗的1/3。我國目前建筑能耗占總能耗的28%，現在住房面積約有400億m2，而能達到節(jié)能標準的建筑只有百分之零點幾，新建的也只有15%達到節(jié)能標準。要是能達到像丹麥那些國家一樣的節(jié)能水平，那能耗就可以降低70%以上。我們面臨著一個非常嚴重的問題是建房者對節(jié)能沒有概念，不能在整個設計及實施上貫徹節(jié)能措施。[1]

2 給排水節(jié)能措施

2.1 高層建筑

通常情況下，對于高層建筑城市管網的水壓難以完全滿足其供水要求。因此某些工程設計中將城市管網送來的水直接排到貯水池中，結果白白損失掉了原來的壓頭，尤其是當貯水池位于最底層時，把水力壓頭轉化成負壓頭，在經濟上非常的不合理。城市給水管網的余壓，一般可以滿足建筑低層的用水壓力。有的工程因為修建貯水池，而放棄使用市政管網的可資用壓力，這是能源的浪費，不可取。高層建筑下面的幾層常常是用水量非常大的公共服務商業(yè)設施，如：洗衣房、公共浴室、美發(fā)廳、汽車庫等這部分用水量在建筑物的總用水量中占有相當大的比例。如果能量全部由貯水池及水泵加壓供水，對電能的消耗將是一個極大的浪費，所以應該重視管網輸送水壓頭的充分利用。

2.2水管道的節(jié)流減壓

高層建筑給水系統(tǒng)豎向分區(qū)后仍應注意減壓節(jié)流問題。在我國現有建筑中，給排水系統(tǒng)的超壓出流現象是是比較嚴重的而且普遍存在。節(jié)能方面，這一點也往往容易被忽視。給水管道出水壓力過大容易發(fā)生超壓出流而造成水資源浪費。衛(wèi)生器具額定流量是流出水頭為0.20MPa~0.30MPa前提條件下所計算出的流量，但是分區(qū)后各區(qū)最低層配水點靜水壓仍高達0.3MPa-0.4MPa，造成衛(wèi)生器具實際出水流量是額定流量4-5倍。此時，不僅易產生水擊、噪聲和振動，致使管件損壞、破裂，隨之帶來了水量浪費、系統(tǒng)超壓的弊病。此外如果壓力過高，給排水系統(tǒng)往往會帶來噪音，噪音超過40dB時，人就會感覺不舒服。減壓節(jié)流有效措施是控制給水系統(tǒng)配水點出水壓力，分區(qū)供水壓力應按“規(guī)范”3.35條執(zhí)行，提出配水點前安裝節(jié)流孔板、減壓閥等措施來避免部分供水點超壓。但工程設計中，設計人員往往是以控制用水點處P=0.35MP就不再減壓了。即應以配水點處靜壓P=0.45MPa為界進行分區(qū)，且P>0.35MPa時宜加支管減壓。但從節(jié)能的考慮，應將水表前支管壓力控制為>0.15MPa。[2]

2.3生活給水和消防給水分開

生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)兩者分別單獨設置才是高層建筑給水設計中應該注意的問題。故若在生活給水靜水壓值分區(qū)內，則會使得消防給水系統(tǒng)相對增加水泵機組數目。若在消防要求的靜水壓力值分區(qū)內，容易造成生活給水管道超量供水等問題；但是減壓閥降壓節(jié)流措施的常年使用又勢必造成電能的浪費；所以，無淪從節(jié)能節(jié)流還是節(jié)約工程投資、運行管理方便的各個角度來看，均應把消防生活給水系統(tǒng)分開設置。這樣便于合理確定各給水系統(tǒng)豎向分區(qū)壓力值，避免造成能量浪費。

2.4合理選用變頻水泵

（1）采用變頻變壓變流量的給水方式，在不設調節(jié)水箱供水方式中優(yōu)先采用。該種水泵調節(jié)水泵的流量是基于實際用水量的，這樣可避免供水系統(tǒng)計算時，以最不利情況計算為基準所引起的水、電的浪費問題，目前各類資源十分匱乏，在今天有著廣闊的前景。同樣，循環(huán)水泵運行也可采用變流量變揚程自動控制系統(tǒng)也可用在熱水供應系統(tǒng)中，水泵自控技術及各種監(jiān)測儀表和新型感溫材料能夠發(fā)揮作用。

（2）其次可以采用變頻恒壓變流量的方式時，工作水泵應選用2臺或2臺以上，宜采用大小水泵搭配的形式，并設氣壓罐小流量給水來配合不同級配工作泵的流量以1/2的流量梯變，；工作壓力的設定應接近水泵工頻運行時高效段揚程的下限。

2.5 熱水供應系統(tǒng)

熱水水源的利用在建筑物的熱水供應中可采用水源熱泵、太陽能、地源熱泵技術。在不對水體和土壤造成污染和浪費的情況下采用水源熱泵、地源熱泵技術，。如通過表層地下水為載體，或將盤管埋在土壤中以盤管內流動的介質為載體，將這些地溫熱源產生的熱量輸送到水源熱泵進行能量轉換產生熱水。

對于熱水系統(tǒng)的節(jié)能，主要是提高熱能利用率、 減少熱損失和熱能的重復利用、 開發(fā)新能源等幾個方面。太陽能是新能源，一種取之不盡的能源，推廣應在熱水系統(tǒng)是節(jié)能最根本的方法。要加強余熱的回收和利用(包括煙氣余熱、工業(yè)余熱、蒸凝結水、廢熱、熱風能量的回收和梯級利用)，變廢為寶，既可節(jié)能又消除了污染有條件的地區(qū)可優(yōu)先采用。此外，地熱水資源豐富且允許開發(fā)的地區(qū)，據水質、水溫等條件，用其作熱源。如果有條件可采用城鎮(zhèn)鍋爐房的熱水或蒸氣作熱源來加熱熱水，也可直接用其作為生活熱水。如果當地電力供應較富裕，可以制定鼓勵夜間使用低谷電的政策時，可采用電能作熱源或直接制備生活熱水。還可采用燃油、燃氣熱水機組制備熱源或直接供應生活熱水，或是專用的蒸氣或熱水鍋爐制備熱源。[3]

2.6屋頂雨水的收集利用

實測結果及調研可知，耗水就是耗能。也可以從節(jié)水的角度，來進行給排水的節(jié)能問題。收集雨水就是一項非常有效的措施。但是多年來人們把更多的注意力放在解決雨水排放問題上，在城鎮(zhèn)中雨水向來作為廢水排入下水道中，對收集沒有太重視。城鎮(zhèn)的建筑規(guī)劃中，可以在樓頂設置有專門用于收集雨水的蓄水池，或者直接沉淀和過濾等的簡單稍加處理過程用于沖洗廁所。雨水回收利用不僅可以節(jié)約水資源，還可維持和改善小區(qū)生態(tài)環(huán)境，但雨水較難收集。在住宅學校、小區(qū)、工廠應發(fā)展雨水積蓄工程。在降雨充沛的城鎮(zhèn)，應重點建立設施，以便于收集使用雨水。在屋頂搜集的雨水，一旦建立起一定的規(guī)模，可以借助屋頂的水頭，來進行一些對水質量要求比較低的應用，這樣一來同時節(jié)約了水和能源，一舉兩得。雨水如果作為補充用水，那么將會大大節(jié)約水的使用，由此可以進而減少了給排水中的耗能問題，這項措施，節(jié)水節(jié)能又對構建綠色城鎮(zhèn)十分有幫助，有著什么廣闊的應用前景，在國外已經開始投入建設了。[4]

3結論

（1）在建筑給排水設計上，要實現節(jié)能應該采用如下措施：高層建筑的水頭利用、水管道的節(jié)流減排、熱水供應系統(tǒng)的改善、合理選用節(jié)能設備和通過節(jié)水來節(jié)能。

（2）建筑給排水節(jié)能的關鍵是從系統(tǒng)的設計抓起。合理的系統(tǒng)設計需要既滿足使用功能又滿足節(jié)能要求。節(jié)能需要多種技術的綜合應用，結合建筑的特點、地區(qū)的具體情況采取不同節(jié)能方式的組合。

參考文獻

[1]中國建筑協(xié)會建筑師分會建筑技術專業(yè)委員會等.綠色建筑與建筑技術[M].中國建材工業(yè)出版社，2006，6.

[2]鄒漢謙.談供配電系統(tǒng)節(jié)電技術措施[J] .深圳土木與建筑,2008,1.

[3]付婉霞， 曾雪華 建筑節(jié)水的技術對策分析[J]給水排水， 2003，2 9 ( 2 ) : 4 73

[4]李旭東，章崇倫. 試論二次供水系統(tǒng)的優(yōu)化方案.[J]天津建筑給水排水技術信息，2004（6）：1 9 -2 1.