高層建筑供水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能技術(shù)分析

摘要：當(dāng)前，我國(guó)水資源問(wèn)題日益凸顯。發(fā)展高層建筑供水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能技術(shù)是響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展模式的有效舉措。本文論述了國(guó)內(nèi)的高層建筑供水系統(tǒng)現(xiàn)狀，主要分析供水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能的技術(shù)及應(yīng)用。

關(guān)鍵字：供水系統(tǒng)；節(jié)水；節(jié)能；技術(shù)

隨著城市的發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多。高層建筑的人口集中度高，生活用水量大，對(duì)供水系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。當(dāng)前，能源問(wèn)題出現(xiàn)在各行各業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，節(jié)水節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是順應(yīng)時(shí)代的需要，高層建筑供水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能技術(shù)也正處在發(fā)展中。

1.國(guó)內(nèi)的供水系統(tǒng)現(xiàn)狀

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的供水系統(tǒng)主要有水泵變頻調(diào)速供水方式和水泵—水箱聯(lián)合供水方式兩類：

1.1水泵變頻調(diào)速供水系統(tǒng)

水泵變頻調(diào)速供水系統(tǒng)需要一座地下水池和一套變頻調(diào)速設(shè)備（包括一個(gè)水泵機(jī)組和變頻控制柜）。通常狀況下，水泵機(jī)組只有一臺(tái)水泵在變頻運(yùn)行，其余的都在停機(jī)狀態(tài)或工頻狀態(tài)。變頻狀態(tài)中，水泵可以通過(guò)流量調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，保證供水系統(tǒng)的壓力恒定。

變頻調(diào)速供水系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、占地面積小、管理費(fèi)用低，而且，取消了屋頂水箱這一設(shè)施，一定程度上減輕了供水系統(tǒng)的二次污染。

1.2水泵—水箱聯(lián)合供水系統(tǒng)

水泵—水箱聯(lián)合供水系統(tǒng)是上世紀(jì)90年代的主要供水方式，需要多臺(tái)水泵、一座地下水池和一座屋頂水箱。由市政水源供水至地下水池，再通過(guò)水泵將地下水池的水提升到屋頂水箱，最后由管道將水供至每個(gè)用戶。通過(guò)液位控制儀控制水泵啟停，給水方式是上行下給，中間起調(diào)節(jié)作用的是屋頂水箱。

這種方式維修費(fèi)用低，運(yùn)行穩(wěn)定。水泵不考慮用水量的大小，一直處在工頻狀態(tài)運(yùn)行。這種供水方式的儲(chǔ)水量一定，不受停水停電的影響，供水量可靠性高。但是，這種方式也存在一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：①水泵數(shù)量多，高壓管線長(zhǎng)，設(shè)備費(fèi)用增加；②水箱占用建筑面積，影響經(jīng)濟(jì)效益；③水箱儲(chǔ)水時(shí)間長(zhǎng)，容易有鐵銹、青苔等污垢沉積，水質(zhì)變差。

在選用供水方式時(shí)還要考慮具體建筑的用途、類型、層高和某些具體的要求，同時(shí)，還要考慮市政管網(wǎng)的壓力狀況。不能任意的選擇一種供水方式，要通過(guò)大量的調(diào)研和比較確定一種最合理的供水系統(tǒng)。

2. 分析供水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能的技術(shù)

2.1防止供水系統(tǒng)的超壓出流，避免不必要的浪費(fèi)

目前，高層建筑供水系統(tǒng)的超壓出流現(xiàn)象較嚴(yán)重，可以采取以下措施改變這一狀況：①控制供水壓力。采取減壓措施限定合理的配水點(diǎn)水壓，在供水系統(tǒng)中配置合理的減壓裝置控制水壓，將水壓控制在最大值以內(nèi)。②選用節(jié)水龍頭。相同壓力下，與普通水龍頭相比，節(jié)水龍頭的節(jié)水量為3%～50%之間，大部分在20%～30%之間。靜壓越高時(shí)，普通水龍頭出水量越大，而節(jié)水龍頭的節(jié)水量越多。

2.2積極發(fā)展建筑中水設(shè)施

所謂建筑中水設(shè)施是指建筑小區(qū)或民用建筑物內(nèi)雜用水的供水設(shè)施，其工作原理是將使用后的各種排水（如冷卻水、雨水和生活排水等）適當(dāng)?shù)靥幚砗?，回用于建筑小區(qū)或民用建筑物內(nèi)，包括集水、水處理、供水等設(shè)施。為了順利發(fā)展建筑中水設(shè)施，應(yīng)該采取如下措施：①盥洗廢水使用時(shí)間均勻、水量大、處理效果和水質(zhì)較好，應(yīng)該作為主要水源充分利用；②建筑中水處理技術(shù)要求穩(wěn)定性高、運(yùn)行方便、投資成本小，因此應(yīng)推廣綜合性能好的處理工藝；③我國(guó)回用水現(xiàn)行的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的標(biāo)準(zhǔn)一樣，許多回用水根本無(wú)法達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，限制了建筑中水設(shè)施的發(fā)展。因此，應(yīng)重新制定符合發(fā)展需要的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》；④應(yīng)該在現(xiàn)行的行政規(guī)章和有關(guān)規(guī)范添加中水設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)立中水設(shè)施的質(zhì)量監(jiān)控體系的相關(guān)內(nèi)容。

2.3減少供水系統(tǒng)二次污染引起的浪費(fèi)

發(fā)生水體的二次污染，造成用戶用水困難，會(huì)使生活、學(xué)習(xí)和工作受到影響。同時(shí)，二次污染的水體會(huì)被零使用排放，并且要耗費(fèi)大量的自來(lái)水清洗供水系統(tǒng)。減少供水系統(tǒng)的二次污染十分有利于節(jié)水。采取的措施主要有以下幾種：①高層建筑可以選用水泵變頻調(diào)速供水系統(tǒng)；②管理部門(mén)應(yīng)該制定適應(yīng)我國(guó)供水系統(tǒng)發(fā)展需要的管理制度，用紀(jì)律和制度保證人民用水安全。③應(yīng)定期清洗水箱、水池，強(qiáng)化二次消毒措施。

2.4確定供水系統(tǒng)垂直分區(qū)，合理利用市政管網(wǎng)壓力

高層建筑供水系統(tǒng)垂直分區(qū)是為保證正常使用給水設(shè)備衛(wèi)生器具，同時(shí)避免壓力過(guò)高，配水器材消耗多余的水壓造成能量浪費(fèi)，或者增大了供水系統(tǒng)出水量引起水體浪費(fèi)。

因?yàn)楦邔咏ㄖ腥绮蛷d、浴室、洗衣房等水量大的部門(mén)都是下面幾層，高層建筑利用室外市政管網(wǎng)水壓供水，節(jié)省了部分提升上樓的能耗，有利于節(jié)能和安全供水。還有一種節(jié)能的供水方案是結(jié)合市政管網(wǎng)壓力和生活給水泵。因?yàn)橄澜o水泵和生活給水泵要求水壓力不同，高層建筑的供水系統(tǒng)常常分別設(shè)計(jì)。如果生活給水泵選型可以滿足兩者的用水要求且消防用水量與生活用水量接近，可以采用一套加壓系統(tǒng)充分利用室外管網(wǎng)壓力。

2.5合理選擇供水方式

確定分區(qū)原則以后要選擇供水方式。選擇供水方式的原則是供水安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。供水方式不同利用的能量也不一樣，還應(yīng)綜合考慮其他因素。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能，應(yīng)該設(shè)置和使用水表。選擇和安裝水表要嚴(yán)格遵循規(guī)范要求，提高水表的準(zhǔn)確度，限制水表使用年限，水表前加過(guò)濾器，推廣使用遠(yuǎn)傳水表和IC卡水表。推廣使用節(jié)水器具是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)水的另一種重要手段和途徑。選擇節(jié)水器具不僅要考慮節(jié)水器具，還要考慮使用對(duì)象和價(jià)格因素。目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)普遍采用的節(jié)水龍頭是陶瓷閥芯水龍頭，與普通水龍頭相比這種水龍頭價(jià)格更便宜。國(guó)外使用較廣泛的是充氣水龍頭，據(jù)報(bào)道此水龍頭可以節(jié)水25％左右，我國(guó)可以推廣這種節(jié)水龍頭。

2.6降低熱水系統(tǒng)的冷水排放量

隨著建筑功能的完善和人民生活水平的提高，建筑供水系統(tǒng)逐漸衍生出了熱水供應(yīng)系統(tǒng)。但是，各種熱水供應(yīng)系統(tǒng)在開(kāi)啟熱水配水裝置后，正常使用前要放掉不少冷水。排放的這部分冷水沒(méi)有任何使用價(jià)值，成為無(wú)效冷水。產(chǎn)生無(wú)效冷水的原因是多方面的，可以從以下幾個(gè)方面降低熱水系統(tǒng)的冷水排放量：①熱水系統(tǒng)選用支管或立管循環(huán)方式。熱水系統(tǒng)的無(wú)效冷水量由熱水系統(tǒng)的循環(huán)方式?jīng)Q定。支管循環(huán)方式最節(jié)水，但是其投資回收期最長(zhǎng)，工程成本也最高。相比而言，立管循環(huán)方式節(jié)水量要少點(diǎn)，但是投資回收期短。高層建筑可以根據(jù)自身的特點(diǎn)和要求選擇循環(huán)方式；②限期改造無(wú)循環(huán)定時(shí)熱水供應(yīng)系統(tǒng)。無(wú)循環(huán)熱水供應(yīng)系統(tǒng)在使用之前往往要先排放大量冷水，因此，應(yīng)限期改造無(wú)循環(huán)定時(shí)熱水供應(yīng)系統(tǒng)，增設(shè)熱水回水管。③減少熱水管線長(zhǎng)度并進(jìn)行管道保溫。當(dāng)熱水供應(yīng)源頭與用水點(diǎn)相距較遠(yuǎn)時(shí)，在用熱水之前都要放掉滯留管內(nèi)的大量冷水，同時(shí)，水管沒(méi)有采取保溫措施，熱水在流動(dòng)過(guò)程中散熱較快。減少熱水管線長(zhǎng)度可以減少冷水量，采取管道保溫措施則可以減少熱水供應(yīng)過(guò)程中的散熱量。

3.結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)只考慮滿足使用要求，忽略了節(jié)水節(jié)能的要求。城市的建設(shè)帶動(dòng)了高層建筑的發(fā)展，供水系統(tǒng)是高層建筑必不可少的一部分。在短期內(nèi)，供水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能也許無(wú)法得到直觀的效果，但是長(zhǎng)期性的效益是很可觀的。我國(guó)人口較多，每天的生活用水量很大，發(fā)展供水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能技術(shù)有利于能源的可持續(xù)發(fā)展，符合我國(guó)的發(fā)展需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]付婉霞，曾雪華．建筑節(jié)水的技術(shù)對(duì)策分析[J]．給水排水，2003，29(2)：47～53

[2]何政斌，金海城，周炳強(qiáng)．變頻調(diào)速變壓變流量供水設(shè)備的研制及運(yùn)行效果分析[J]．給水排水，1998，24(10)：59～63

[3]李剛．無(wú)負(fù)壓管網(wǎng)增壓設(shè)備應(yīng)用探討[J]．給水排水，2004，30(4)：88～91

[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(shù)信息，2004，(試刊)：19～21