城鎮建筑給排水節能問題研究

李衛明

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

關鍵字：城鎮建筑，給排水，節能

前言

隨著我國經濟不斷發展，建筑給排水業也有著長足進步。我們進入21世紀以來，城鎮建設與管理規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，在滿足用水安全穩定性以及經濟性的前提下，盡量考慮到設計中的環保節能問題。

1 城鎮建筑給排水能耗現狀

建筑給排水專業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、環境衛生、水景等活動的排水、給水、生活熱水、循環用水、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，而能達到節能標準的建筑只有百分之零點幾，新建的也只有15%達到節能標準。要是能達到像丹麥那些國家一樣的節能水平，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能沒有概念，不能在整個設計及實施上貫徹節能措施。[1]

2 給排水節能措施

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設施，如：洗衣房、公共浴室、美發廳、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水管道的節流減壓

高層建筑給水系統豎向分區后仍應注意減壓節流問題。在我國現有建筑中，給排水系統的超壓出流現象是是比較嚴重的而且普遍存在。節能方面，這一點也往往容易被忽視。給水管道出水壓力過大容易發生超壓出流而造成水資源浪費。衛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，但是分區后各區最低層配水點靜水壓仍高達0.3MPa-0.4MPa，造成衛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、系統超壓的弊病。此外如果壓力過高，給排水系統往往會帶來噪音，噪音超過40dB時，人就會感覺不舒服。減壓節流有效措施是控制給水系統配水點出水壓力，分區供水壓力應按“規范”3.35條執行，提出配水點前安裝節流孔板、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，且P>0.35MPa時宜加支管減壓。但從節能的考慮，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

生活給水系統和消防給水系統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內，則會使得消防給水系統相對增加水泵機組數目。若在消防要求的靜水壓力值分區內，容易造成生活給水管道超量供水等問題；但是減壓閥降壓節流措施的常年使用又勢必造成電能的浪費；所以，無淪從節能節流還是節約工程投資、運行管理方便的各個角度來看，均應把消防生活給水系統分開設置。這樣便于合理確定各給水系統豎向分區壓力值，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，在不設調節水箱供水方式中優先采用。該種水泵調節水泵的流量是基于實際用水量的，這樣可避免供水系統計算時，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，循環水泵運行也可采用變流量變揚程自動控制系統也可用在熱水供應系統中，水泵自控技術及各種監測儀表和新型感溫材料能夠發揮作用。

（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

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。

對于熱水系統的節能，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，推廣應在熱水系統是節能最根本的方法。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，既可節能又消除了污染有條件的地區可優先采用。此外，地熱水資源豐富且允許開發的地區，據水質、水溫等條件，用其作熱源。如果有條件可采用城鎮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。也可以從節水的角度，來進行給排水的節能問題。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。城鎮的建筑規劃中，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約水資源，還可維持和改善小區生態環境，但雨水較難收集。在住宅學校、小區、工廠應發展雨水積蓄工程。在降雨充沛的城鎮，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，節水節能又對構建綠色城鎮十分有幫助，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，要實現節能應該采用如下措施：高層建筑的水頭利用、水管道的節流減排、熱水供應系統的改善、合理選用節能設備和通過節水來節能。

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

參考文獻

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

[2]鄒漢謙.談供配電系統節電技術措施[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. 試論二次供水系統的優化方案.[J]天津建筑給水排水技術信息，2004（6）：1 9 -2 1.