城镇建筑给排水节能问题研究

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         摘要：本文主要介绍了在高层建筑水头的利用方面，生活与消防系统设置方面，减压节流方面，热水供应方面，水泵选择方面的节能新方法、新技术、新措施。 

　　 关键字：城镇建筑，给排水，节能    　　 前言  　　 随着我国经济不断发展，建筑给排水业也有着长足进步。我们进入21世纪以来，城镇建设与管理规划提出了许多建筑给排水技术的重大课题。建筑给排水技术作为现代城市建设技术的重要技术之一，已经发展相对成熟。因此在建筑给排水设计中应全面考虑，在满足用水安全稳定性以及经济性的前提下，尽量考虑到设计中的环保节能问题。  　　 1 城镇建筑给排水能耗现状  　　 建筑给排水专业在建筑能耗中所含的内容主要有人民生活及从事游乐、工艺、绿化、生产、环境卫生、水景等活动的排水、给水、生活热水、循环用水、消防供水、重复用水等需要的能耗，建筑能耗约占整个社会能耗的1/3。我国目前建筑能耗占总能耗的28%，现在住房面积约有400亿m2，而能达到节能标准的建筑只有百分之零点几，新建的也只有15%达到节能标准。要是能达到像丹麦那些国家一样的节能水平，那能耗就可以降低70%以上。我们面临着一个非常严重的问题是建房者对节能没有概念，不能在整个设计及实施上贯彻节能措施。[1]  　　 2 给排水节能措施  　　 2.1 高层建筑  　　 通常情况下，对于高层建筑城市管网的水压难以完全满足其供水要求。因此某些工程设计中将城市管网送来的水直接排到贮水池中，结果白白损失掉了原来的压头，尤其是当贮水池位于最底层时，把水力压头转化成负压头，在经济上非常的不合理。城市给水管网的余压，一般可以满足建筑低层的用水压力。有的工程因为修建贮水池，而放弃使用市政管网的可资用压力，这是能源的浪费，不可取。高层建筑下面的几层常常是用水量非常大的公共服务商业设施，如：洗衣房、公共浴室、美发厅、汽车库等这部分用水量在建筑物的总用水量中占有相当大的比例。如果能量全部由贮水池及水泵加压供水，对电能的消耗将是一个极大的浪费，所以应该重视管网输送水压头的充分利用。  　　 2.2水管道的节流减压  　　 高层建筑给水系统竖向分区后仍应注意减压节流问题。在我国现有建筑中，给排水系统的超压出流现象是是比较严重的而且普遍存在。节能方面，这一点也往往容易被忽视。给水管道出水压力过大容易发生超压出流而造成水资源浪费。卫生器具额定流量是流出水头为0.20MPa~0.30MPa前提条件下所计算出的流量，但是分区后各区最低层配水点静水压仍高达0.3MPa-0.4MPa，造成卫生器具实际出水流量是额定流量4-5倍。此时，不仅易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂，随之带来了水量浪费、系统超压的弊病。此外如果压力过高，给排水系统往往会带来噪音，噪音超过40dB时，人就会感觉不舒服。减压节流有效措施是控制给水系统配水点出水压力，分区供水压力应按“规范”3.35条执行，提出配水点前安装节流孔板、减压阀等措施来避免部分供水点超压。但工程设计中，设计人员往往是以控制用水点处P=0.35MP就不再减压了。即应以配水点处静压P=0.45MPa为界进行分区，且P>0.35MPa时宜加支管减压。但从节能的考虑，应将水表前支管压力控制为>0.15MPa。[2]  　　 2.3生活给水和消防给水分开  　　 生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置才是高层建筑给水设计中应该注意的问题。故若在生活给水静水压值分区内，则会使得消防给水系统相对增加水泵机组数目。若在消防要求的静水压力值分区内，容易造成生活给水管道超量供水等问题；但是减压阀降压节流措施的常年使用又势必造成电能的浪费；所以，无沦从节能节流还是节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看，均应把消防生活给水系统分开设置。这样便于合理确定各给水系统竖向分区压力值，避免造成能量浪费。  　　 2.4合理选用变频水泵  　　 （1）采用变频变压变流量的给水方式，在不设调节水箱供水方式中优先采用。该种水泵调节水泵的流量是基于实际用水量的，这样可避免供水系统计算时，以最不利情况计算为基准所引起的水、电的浪费问题，目前各类资源十分匮乏，在今天有着广阔的前景。同样，循环水泵运行也可采用变流量变扬程自动控制系统也可用在热水供应系统中，水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料能够发挥作用。  　　 （2）其次可以采用变频恒压变流量的方式时，工作水泵应选用2台或2台以上，宜采用大小水泵搭配的形式，并设气压罐小流量给水来配合不同级配工作泵的流量以1/2的流量梯变，；工作压力的设定应接近水泵工频运行时高效段扬程的下限。  　　 2.5 热水供应系统  　　 热水水源的利用在建筑物的热水供应中可采用水源热泵、太阳能、地源热泵技术。在不对水体和土壤造成污染和浪费的情况下采用水源热泵、地源热泵技术，。如通过表层地下水为载体，或将盘管埋在土壤中以盘管内流动的介质为载体，将这些地温热源产生的热量输送到水源热泵进行能量转换产生热水。  　　 对于热水系统的节能，主要是提高热能利用率、 减少热损失和热能的重复利用、 开发新能源等几个方面。太阳能是新能源，一种取之不尽的能源，推广应在热水系统是节能最根本的方法。要加强余热的回收和利用(包括烟气余热、工业余热、蒸凝结水、废热、热风能量的回收和梯级利用)，变废为宝，既可节能又消除了污染有条件的地区可优先采用。此外，地热水资源丰富且允许开发的地区，据水质、水温等条件，用其作热源。如果有条件可采用城镇锅炉房的热水或蒸气作热源来加热热水，也可直接用其作为生活热水。如果当地电力供应较富裕，可以制定鼓励夜间使用低谷电的政策时，可采用电能作热源或直接制备生活热水。还可采用燃油、燃气热水机组制备热源或直接供应生活热水，或是专用的蒸气或热水锅炉制备热源。[3]  　　 2.6屋顶雨水的收集利用  　　 实测结果及调研可知，耗水就是耗能。也可以从节水的角度，来进行给排水的节能问题。收集雨水就是一项非常有效的措施。但是多年来人们把更多的注意力放在解决雨水排放问题上，在城镇中雨水向来作为废水排入下水道中，对收集没有太重视。城镇的建筑规划中，可以在楼顶设置有专门用于收集雨水的蓄水池，或者直接沉淀和过滤等的简单稍加处理过程用于冲洗厕所。雨水回收利用不仅可以节约水资源，还可维持和改善小区生态环境，但雨水较难收集。在住宅学校、小区、工厂应发展雨水积蓄工程。在降雨充沛的城镇，应重点建立设施，以便于收集使用雨水。在屋顶搜集的雨水，一旦建立起一定的规模，可以借助屋顶的水头，来进行一些对水质量要求比较低的应用，这样一来同时节约了水和能源，一举两得。雨水如果作为补充用水，那么将会大大节约水的使用，由此可以进而减少了给排水中的耗能问题，这项措施，节水节能又对构建绿色城镇十分有帮助，有着什么广阔的应用前景，在国外已经开始投入建设了。[4]  　　 3结论  　　 （1）在建筑给排水设计上，要实现节能应该采用如下措施：高层建筑的水头利用、水管道的节流减排、热水供应系统的改善、合理选用节能设备和通过节水来节能。  　　 （2）建筑给排水节能的关键是从系统的设计抓起。合理的系统设计需要既满足使用功能又满足节能要求。节能需要多种技术的综合应用，结合建筑的特点、地区的具体情况采取不同节能方式的组合。  　　 参考文献  　　 [1]中国建筑协会建筑师分会建筑技术专业委员会等.绿色建筑与建筑技术[M].中国建材工业出版社，2006，6.  　　 [2]邹汉谦.谈供配电系统节电技术措施[J] .深圳土木与建筑,2008,1.  　　 [3]付婉霞， 曾雪华 建筑节水的技术对策分析[J]给水排水， 2003，2 9 ( 2 ) : 4 73  　　 [4]李旭东，章崇伦. 试论二次供水系统的优化方案.[J]天津建筑给水排水技术信息，2004（6）：1 9 -2 1.