高層建筑給水系統的節能與優化★

霍俊屹 趙宏杰

(1.邯鄲市自來水公司，河北 邯鄲 056000； 2.邯鄲職業技術學院，河北 邯鄲 056000)

·綠色環?！そㄖ澞堋?/p>

高層建筑給水系統的節能與優化★

霍俊屹1趙宏杰2

(1.邯鄲市自來水公司，河北 邯鄲 056000； 2.邯鄲職業技術學院，河北 邯鄲 056000)

通過分析建筑能源利用現狀，指出高層建筑給水系統水量能量方面，存在超壓出流現象、給水管道和附件以及加壓貯水設備的損壞導致的水量浪費和分區方法不當等現象，為了促進建筑節能工作的展開，針對提出的幾個問題進行了深入的研究，得出了能夠減少給水系統在運行過程中水量及能量損失的方法和相應的對策。

高層建筑，給水系統，節能

0 引言

我國對能源的需求量非常大，在世界上屬于能源需求大國，其中建筑能耗就占了我國能源總耗量的1/3左右，而且這個數據還在呈現逐年上升的趨勢。據統計，20世紀70年代末我國的建筑能耗在能源總消費量中僅占10%，可是到了近些年，建筑能耗所占的比例已經上升到了27.6%，并且建筑中有99%的建筑都存在著不同程度的能耗浪費情況。所以，對于我國這樣缺乏能源的國家來說，不僅要加大對新能源的開發，同時還要注重能源的節約使用。而能源的節約使用，不能僅僅把目光放在對水電等能源的節約和有效利用上，也要注重建筑節能工作的發展，對設計工作者提出更加嚴格的要求，建立并完善建筑相關的節能技術與標準體系，從而形成我國的建筑節能發展模式，開拓好的發展方向。

1 給水系統存在的水量及能量損失狀況

1.1 存在超壓出流的現象

對于建筑內部，給水系統壓力的確定是指將系統所需的水量能夠輸送到建筑物內部最不利用水點，并且保證該最不利點有足夠的流出水頭，即最小服務水頭。

為滿足最不利點服務水頭，那么給水配件前的給水壓力就一定大于該出水點的最低工作壓力，而同時給水配件的出流量也會超過額定的流量，這種現象被稱為超壓出流現象。為了保證最不利點有足夠的服務水頭，這種超壓現象就必然會存在。而這種現象的存在，不僅會破壞給水系統中所用水量的正常分配，還使得閥門和給水龍頭等磨損較快，水量浪費也很嚴重。對于高層建筑而言，為了提升這部分無效的水量，還會造成水泵和電能的浪費。

1.2 管道老化導致水量浪費

建筑內部給水管道的管材一般為塑料和鑄鐵的。這些管材在使用一定時間后都會發生不同程度的老化現象，比如一些水龍頭、水表和閥門等。這些管道和附件一旦損壞，都會造成水量的浪費。另外，對于一些管道銜接處或法蘭、閥門的連接處等，在長時間的運行下，都有發生漏水現象的可能性。尤其是埋地管道，在外界的壓力下，即使管道破裂漏水也不容易被發現，這樣就會產生大量的浪費。

1.3 加壓儲水系統選擇不合理

首先是水泵機組的選型，只為滿足提升水量的要求，而不進行綜合考慮導致資源浪費，這是在高層建筑設計中浪費最為嚴重的環節，因為水泵機組的正常運轉全部是靠電能來實現的，而在整個建筑給水系統中有95%以上的電能都是用來進行水泵機組運轉的，因此，在進行水泵選型時要格外重視。此外，對于儲水池的問題，現在每座高層建筑都需要設消防加壓系統，而一般都會采用各個建筑物單獨設計，這就會使得設備的初期投資和基建費用大大的增加。建成后，每一座儲水池都會存儲大量的水量，而且還要定期換水，這都會造成水資源的嚴重浪費。

1.4 給水系統分區不當

我國GB 50015—2003建筑給水排水設計規范(2009年版)3.3.5規定，高層建筑的生活給水系統應豎向分區，豎向分區壓力應符合以下要求：各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓力不宜大于0.45 MPa；靜水壓大于0.35 MPa的入戶管(或配水橫管)宜設減壓或調壓設施?？梢妼τ诟邔咏ㄖ谶M行給水系統設計時，一定要充分利用市政管網原有的水壓，在此基礎上對高層建筑進行合理的系統分區。若沒有對給水系統進行分區或分區時采用的方法不當，這些都會導致系統水壓的能量浪費。

2 高層建筑給水系統節能優化措施

2.1 充分利用無負壓給水方式

無負壓供水設備是以市政管網為水源，在使用過程中能夠充分利用市政管網原有的壓力，以連續接力增壓供水的方式進行工作。這種給水方式能夠節約能源，對水質不會產生二次污染。

我們提到的無負壓供水設備，一般情況下指的是無負壓變頻供水設備，也被稱為變頻無負壓供水設備。傳統供水方式都是由市政管網先向蓄水池供水，然后再利用提升設備將蓄水池中的水供給用戶，這樣一來，市政管網的有壓水在進入蓄水池時就變成了無壓水，提升設備再將無壓水進行加壓提升供給用戶，從而造成能源的大量浪費。而無負壓供水設備避免了這種現象的發生，它能夠直接與市政自來水管網銜接，且對市政管網不會產生任何影響，這樣就能夠在市政管網水壓的基礎上進行疊壓供水，大大的節約了能源，而且此系統全封閉，不會產生二次污染，是一種理想的供水方式。

2.2 采取消防水池單獨設計的方法

在實際設計過程中，由于場地等因素的限制，經常會采用生活水池和消防水池合建的方法，但是在應用過程中，由于水池容積較大，水源的更新周期過長會影響生活用水的水質。

另外，由于消防水泵需要定期試運行，即按照相關規定，每月要試水運行5 min～10 min，來檢查消防泵的運行是否正常，而試運行時的出水，對于生活和消防合建水池來說，這些出水不能夠回流，因為會影響生活用水的水質，只能外排到室外雨水井，這樣就造成了水資源的浪費。若生活水池和消防水池采用分建，那么這部分試運行時的出水可直接排入消防水池中，節約了水源。由此可見，生活水池和消防水池分建，不僅能夠保證生活用水的水質，還能夠節約水資源。

2.3 充分利用太陽能資源

太陽能屬于一種清潔能源，并且取之不盡，若能夠充分利用，會帶來節能效果。現在設計使用最多就是太陽能熱水器，我國在北緯40°以北地區占了大多數，這些地區日照時間長，都適合使用并推廣太陽能熱水器。太陽能的利用，對節約電能和熱能都帶來廣闊的前景。

2.4 合理進行分區

對于高層建筑，由于建筑高度太高，垂直管段過長，若不分區，會使下層管道系統承受的靜壓過大，所以，在建筑物的垂直方向上要按照規范要求進行系統分區，每一個供水區域分別成為相對獨立的供水系統，分區的同時也節約了水泵提升時消耗的能源。高層建筑給水系統分區方式可分為串聯分區、并聯分區和減壓分區三種方式。工程設計中應根據實際情況，按照供水安全、技術先進、經濟合理的原則來確定。

3 結語

在實際工程中，如何確定合理的供水方案，應依據用戶對水質、水壓和水量的要求，結合室外管網所能提供的水質、水壓、水量的情況，衛生器具及消防設備在建筑物內的分布，用戶對供水安全可靠性的要求因素，經濟技術比較后綜合確定。

對于高層建筑，可以充分利用無負壓供水方式，這樣既不會產生二次污染，又可以充分利用市政管網的水壓進行供水。對于儲水池，生活水池和消防水池最好應分開設置，這樣不僅節省了運行維護的費用，還節約了水資源。另外，在條件允許的情況下要充分利用太陽能這種新型能源，除了現有的太陽能熱水器外，可進一步開發新的產品和利用形式，以達到很好的節能效果。最后，對于高層建筑，應根據其自身特點，進行合理的給水系統的分區，這樣既可以充分利用市政管網的水壓，也可以保護高層建筑有壓管道，使節能技術充分展現在現代建筑物的設計中。

[1] 蔡宇仕.建筑給排水設計節水措施的談討[J].山西建筑，2005，31(11)：136-137.

[2] 程衛山.節水節能在建筑給水排水設計中的應用[J].福建建筑，2004(4)：71-72.

[3] 李鐵柱.建筑給排水工程環保問題初探[J].科技創新導報，2010(15)：24-25.

[4] 黃 靜.建筑給排水設計中的節水應用分析[J].中華民居，2010(11)：34-36.

Energy saving and optimization of high-rise building water supply system★

Huo Junyi1Zhao Hongjie2

(1.HandanWaterSupplyCorporation,Handan056000,China; 2.HandanVocationalCollege,Handan056000,China)

Through analyzing building energy utilization status, the paper points out high-rise building water supply system water quantity problems, such as over pressure discharge, water supply pipeline and neighborhood pressure water storage equipment damage, water waste and inappropriate distribution methods and so on, puts forward several problems for further deep research in order to promote building energy saving work, and shows methods of reducing water system water quantity and energy loss and corresponding countermeasures as well.

high-rise building, water supply system, energy saving

2015-04-25★：邯鄲市科學技術研究與發展計劃項目(項目編號：1423109061—1)

霍俊屹(1980- )，男，工程師； 趙宏杰(1979- )，女，講師

1009-6825(2015)19-0183-02

TU201.5

A