建筑給排水工程施工中的節(jié)能措施研究

楊 琳

(三明學(xué)院 建筑工程學(xué)院，福建省 三明 365001)

作為建筑工程的重要環(huán)節(jié)，建筑給排水工程是能耗較高的工程類(lèi)別，其在施工過(guò)程中，會(huì)消耗大量的環(huán)境資源，其中的熱水、消防、給水、綠化等都是重要的能源消耗來(lái)源。在現(xiàn)代建筑給排水工程設(shè)計(jì)中，除了要求給排水能夠充分滿足建筑的功能設(shè)計(jì)與使用要求外，還應(yīng)當(dāng)盡可能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，從而提高資源利用率以降低能耗。因此，加強(qiáng)關(guān)于建筑給排水工程施工中的節(jié)能措施研究，對(duì)于改善建筑給排水工程的施工質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、建筑給排水工程概述

1.建筑給排水工程布置與組成

建筑給排水系統(tǒng)主要由排水管道、局部處理構(gòu)筑物、生產(chǎn)設(shè)備與衛(wèi)生器具受水器、抽升設(shè)備、清通設(shè)備、通氣管系統(tǒng)等組成，其管道的敷設(shè)與布置方式為：

(1)敷設(shè)排水管道。在連接排水管端部與排水立管時(shí)應(yīng)當(dāng)此采用彎曲半徑大于4倍管徑的90°彎頭或2個(gè)45°的彎頭；要在基礎(chǔ)、穿樓板與管道穿墻處留設(shè)孔洞，且管道與墻、管道與管道之間應(yīng)當(dāng)設(shè)置一定的間隔距離；通常將排水管道暗埋于建筑墊層與結(jié)構(gòu)層中(暗埋法是指把排水的橫支管在建筑墊層中掩埋)，而將衛(wèi)浴間的地面增高60～200mm左右的高度，將輔助用水器具的水平主管道和連接管件安設(shè)在增高的地面填充層中，然后在填充層上做好防水層、砂漿找平層與地面面層的施工；排水橫管應(yīng)當(dāng)設(shè)置在專(zhuān)用的假墻內(nèi)。(2)管道布置。對(duì)于不同類(lèi)別及性質(zhì)的污廢水，為其分別設(shè)置專(zhuān)用的管道進(jìn)行排水的方式稱(chēng)作排水系統(tǒng)的分流制，如雨水與建筑生活用水應(yīng)當(dāng)分開(kāi)排放，污染較為嚴(yán)重的生產(chǎn)污水應(yīng)當(dāng)單獨(dú)收集處理。而對(duì)于熱水系統(tǒng)，當(dāng)采用下行上給式供應(yīng)熱水時(shí)，回水立管應(yīng)連接到配水立管上，且連接位置應(yīng)當(dāng)在最佳配水點(diǎn)下0.5m距離處，同時(shí)在其底部設(shè)置相應(yīng)的泄水閥裝置，并采用最佳配水點(diǎn)進(jìn)行放氣；若采用上行下給式熱水系統(tǒng)時(shí)，則需將循環(huán)管道連接到每個(gè)立管上，并在配水干管的頂部位置安裝消音的排氣裝置，同時(shí)加設(shè)有手動(dòng)控制放氣閥的膨脹水箱和排氣設(shè)備；(3)管道保溫。熱水系統(tǒng)主要包括機(jī)械循環(huán)回水干管、回水立管、熱水箱、水加熱設(shè)備、熱水供水立管、熱水供水干管、貯熱水器等裝置，對(duì)于這些部位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行保溫以降低熱能損耗；(4)管道支架。為了使管道伸縮量盡可能均勻分配，熱水管道應(yīng)當(dāng)采用固定支架方式，將其安置在自然補(bǔ)償管道與伸縮器的兩端位置，且支架的間隔距離應(yīng)當(dāng)滿足：管段的熱伸長(zhǎng)量小于伸縮器標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)償量；(5)通氣管道系統(tǒng)。建筑內(nèi)部的排水管道系統(tǒng)要采用通氣管與大氣連通，其通氣方式有：器具通氣管、專(zhuān)用通氣管、結(jié)合通氣管環(huán)形通氣管、伸頂通氣管、副通氣管、主通氣管等。[1]

2.建筑給排水工程的節(jié)能現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)的建筑給排水工程施工中出現(xiàn)的浪費(fèi)問(wèn)題有：衛(wèi)生器具和給水配件缺少相應(yīng)的節(jié)水功能；雨水及中水的利用率較低，缺乏綜合管控；未恰當(dāng)選擇合理的消防加壓貯水系統(tǒng)和熱水供應(yīng)循環(huán)裝置；給水管道、閥門(mén)、配件等質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致滲漏；管網(wǎng)超壓等。面對(duì)給排水中的設(shè)計(jì)與施工問(wèn)題，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)，恰當(dāng)選擇正確的供水系統(tǒng)和設(shè)備，并且采取先進(jìn)的技術(shù)措施克服給排水工程中的水浪費(fèi)問(wèn)題，以最大程度的提高水資源的利用效率。

二、建筑給排水工程節(jié)水措施

1.恰當(dāng)選擇用水定額

用水定額是指用水對(duì)象在單位時(shí)間內(nèi)所需用水量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，它是建筑物給水水量設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。用水定額的數(shù)值需要多次對(duì)用水對(duì)象的實(shí)際用水量進(jìn)行分析計(jì)算，并根據(jù)工程建設(shè)要求與標(biāo)準(zhǔn)等因素綜合確定。生活用水定額通常分為居住區(qū)生活用水定額、住宅生活用水定額、工業(yè)建筑生活用水定額、公共建筑生活用水定額和熱水用水定額等多種類(lèi)型。建筑的最高日用水量是指一年中建筑的最大日用水量，需根據(jù)建筑物的類(lèi)型及性質(zhì)進(jìn)行用水定額計(jì)算。其計(jì)算公式為：

Qd=m*qd(L/d)

其中Qd表示最高日用水量；m表示用水單位的數(shù)量，如人或床位等；qd表示最高日生活用水定額。

在實(shí)際給排水工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑性質(zhì)及用水要求選用相應(yīng)的計(jì)算公式確定最高日用水量、用水定額等，以保證在滿足建筑水需求的同時(shí)提高水資源利用效率。[2]

2.使用變頻調(diào)速水泵

建筑中通常采用水泵與水箱相配合的方式進(jìn)行供水，水泵需先把水提升到高位水箱后才開(kāi)始向下供水，而為了避免部分用水點(diǎn)超壓還會(huì)加裝相應(yīng)的減壓裝置，再加上電機(jī)頻繁啟閉，從而導(dǎo)致電能大量消耗。因此，在給排水工程中，若使用變頻調(diào)速水泵直接對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行供水，并通過(guò)速度調(diào)節(jié)來(lái)控制流量、按照水量標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，水量需求增加時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，水量需求減少時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，由此便能減少電機(jī)啟動(dòng)關(guān)閉的次數(shù)，從而降低電能消耗，水罐、水箱等設(shè)備的投資成本也會(huì)相應(yīng)減少。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，若使用變頻調(diào)速水泵供水，節(jié)電率能夠達(dá)到30%～45%，同時(shí)由于變頻調(diào)速泵調(diào)速方式快捷方便、調(diào)速范圍較廣，且運(yùn)行穩(wěn)定、功能可靠，因此其在建筑給排水工程施工中得到較廣泛的應(yīng)用。

3.合理利用市政水管網(wǎng)壓力

通常市給水管網(wǎng)只能提供有效的承受壓力，這使得供水水壓一般較難滿足較高層建筑的供水要求，所以在某些高層建筑給水系統(tǒng)中通常采用增壓給水技術(shù)，將進(jìn)水裝置直接安裝在貯水池中，再利用水泵將水引入到水罐或水箱中進(jìn)行供水。通常市政給水管網(wǎng)的供水水壓在200KPa左右，到夜晚能夠達(dá)到270KPa的壓力水平，然而由于供水穩(wěn)定性不佳，企業(yè)經(jīng)常會(huì)放棄部分水壓以保證建筑供水的安全性，這在一定程度上造成了電能的浪費(fèi)，特別是當(dāng)貯水池安置在地下層時(shí)，供水壓力會(huì)轉(zhuǎn)換成大量的負(fù)壓，進(jìn)而造成大幅度的資源浪費(fèi)。因此，在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)市政給水管網(wǎng)的水壓狀況，在建筑上部采用水泵加壓供水或水箱供水的方式，并將下閥門(mén)與水泵連接以實(shí)行分區(qū)供水，而建筑下部則直接采用市政給水管網(wǎng)供水。這樣一旦市政管網(wǎng)發(fā)生故障，便可開(kāi)啟閥門(mén)，采用水箱或水壓進(jìn)行供水，在保證供水安全性的同時(shí)提高了建筑的節(jié)水性能。

4.采用優(yōu)質(zhì)閥門(mén)與管材

傳統(tǒng)建筑中經(jīng)常采用鍍鋅鋼管作為給排水系統(tǒng)管材，此種鋼管極易生銹而引起水質(zhì)污染，若長(zhǎng)時(shí)間放置后再使用就會(huì)引發(fā)銹水放水，從而造成水資源的浪費(fèi)，而若銹蝕發(fā)生在鋼管接頭處，則更會(huì)造成漏水滲水問(wèn)題，因此現(xiàn)代建筑給排水設(shè)計(jì)中多采用PE管、鋼塑復(fù)合管、PVC-U管、鋼管、PP-R管、鋁塑復(fù)合管、不銹鋼管等代替原有的鍍鋅鋼管。但是普通的復(fù)合管材也存在一些問(wèn)題，比如其在較長(zhǎng)時(shí)間的使用后會(huì)形成粘膜狀物質(zhì)，一般只有采用高壓水沖洗管道才能將大量細(xì)菌沖走，這造成了水資源的極大浪費(fèi)[3]。因此，目前又出現(xiàn)了一些新型管材，如薄壁銅管，其具有優(yōu)良的殺菌性能，能夠在5小時(shí)內(nèi)將鋼管中暫留的細(xì)菌殺滅，逐漸開(kāi)始在給排水系統(tǒng)中推廣使用。

5.供水系統(tǒng)與水源選擇

選擇恰當(dāng)?shù)墓┧到y(tǒng)是提高給排水節(jié)能水平的關(guān)鍵手段。對(duì)給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)應(yīng)當(dāng)按照建筑的供水要求、層數(shù)、用途及供水系統(tǒng)的電能消耗等多種因素進(jìn)行確定。對(duì)于高度在100m以下的建筑應(yīng)當(dāng)設(shè)置垂直分區(qū)并聯(lián)供水方式進(jìn)行供水；對(duì)于高度在100m以上的建筑則應(yīng)當(dāng)設(shè)置垂直串聯(lián)供水方式進(jìn)行供水；為避免超壓出流問(wèn)題，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程條件采取相應(yīng)的減壓和控壓措施，保證各分區(qū)的最不利配水點(diǎn)用水水壓在0.01MPa以上；同時(shí)，為了保護(hù)給水配件不受損壞，每個(gè)分區(qū)的最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓力應(yīng)當(dāng)控制在0.44MPa以下，而居住生活區(qū)的最低衛(wèi)生器具靜水壓應(yīng)當(dāng)不大于0.35Mpa。此外，相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，若配水點(diǎn)靜水壓力在0.15MPa以上時(shí)，水龍頭的流出水量會(huì)超出額定水量的3倍以上，所以在供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)確保水壓符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在入戶(hù)管的水表位置安裝節(jié)流塞或調(diào)壓孔。

三、建筑給排水工程節(jié)能措施

1.加強(qiáng)用水控制與計(jì)量

應(yīng)當(dāng)安裝相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)監(jiān)控裝置對(duì)系統(tǒng)排水狀況進(jìn)行監(jiān)控，其一方面要具有故障報(bào)警功能，另一方面要能實(shí)時(shí)顯示設(shè)備流量及壓力等運(yùn)行指標(biāo)，并能夠按照集水池水位變化情況自動(dòng)調(diào)整排水泵的開(kāi)啟數(shù)量；在節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑的節(jié)能規(guī)模與節(jié)能要求配置合理的自動(dòng)化監(jiān)控子系統(tǒng)，利用智能監(jiān)控技術(shù)對(duì)系統(tǒng)水質(zhì)、給水溫度、用水計(jì)量等指標(biāo)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，以確定最佳的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，使節(jié)能效益達(dá)到最佳；在水量計(jì)量裝置的日常使用中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)檢查與維護(hù)，根據(jù)量程與場(chǎng)所的功能要求選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)量裝置，并對(duì)管道的滲漏問(wèn)題重點(diǎn)監(jiān)控；在生活用水的控制與檢測(cè)中，應(yīng)當(dāng)使用具有故障報(bào)警與實(shí)時(shí)顯示功能的增壓設(shè)備，且能夠在狀態(tài)監(jiān)控中按照水箱中的水位或回水溫度變化進(jìn)行自動(dòng)切換或聯(lián)鎖啟停控制。

2.合理選擇熱水系統(tǒng)并恰當(dāng)控制溫度

在集中式熱水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)采取相同的冷熱水系統(tǒng)分區(qū)，以確保每個(gè)配水點(diǎn)的冷熱水壓力相互平衡；在實(shí)施減壓分區(qū)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)布置好冷熱水管道，以保證冷熱水的正常循環(huán)；在溫度控制過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)按照各類(lèi)熱水供水管道的保溫條件對(duì)供水溫度進(jìn)行分別控制，以盡可能地降低熱量損失。通常在集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)中一般保持加熱設(shè)備的供水溫度在50～60℃之間；當(dāng)僅適用淋浴提供生活用水時(shí)配水點(diǎn)的溫度應(yīng)當(dāng)在40℃以上；且回水管道和環(huán)泵設(shè)施應(yīng)合理布置，同時(shí)控制調(diào)整回水循環(huán)泵的回水溫度，以保證在進(jìn)行非熱水供應(yīng)過(guò)程中能夠自動(dòng)關(guān)閉，從而達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的。[4]

3.準(zhǔn)確確定熱源

在滿足建筑用戶(hù)用水需求的過(guò)程中，最好采用多種能源互補(bǔ)的方式進(jìn)行熱源選擇；在確定熱源時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)節(jié)能要求，優(yōu)先選擇使用煙氣余熱、廢熱和工業(yè)余熱等，其次再考慮建筑鍋爐房的蒸汽熱和熱水等。

四、結(jié)束語(yǔ)

給排水工程施工中良好的節(jié)能措施是改善建筑整體質(zhì)量與使用功能的重要手段。因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)有關(guān)建筑給排水工程施工中的節(jié)能措施研究，并不斷引進(jìn)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)方法與裝置設(shè)備，以逐步改善給排水工程的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋德全.淺談建筑給排水節(jié)水技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011,6(10):61～62.

[2]梁曉天.建筑給排水工程中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2011,13(14):74～75.

[3]劉瑞兵.住宅建筑給排水節(jié)能的措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010,12(29):62～63.

[4]史智國(guó),陳俐俐.淺談建筑給排水工程中節(jié)能節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用[J].山西建筑，2011,5(35):57～58.