淺析建筑給排水節能設計要點

沈凱

【摘要】本文結合工程技術實踐，分析了給排水各個系統的具體節能措施。

【關鍵詞】減壓；節能；太陽能；熱泵

隨著整個國民經濟的持續快速發展和城市化水平的不斷提高，水

資源短缺和原材料短缺的矛盾日益凸現，節能被提到越來越重要的地位。目前我國能源的供應越來越緊張，低于世界平均水平，而我國的能耗狀態，又比發達國家高得多，其中我國建筑能耗約占整個社會能耗的32% ，高于發達國家2-3倍。建筑給排水的能耗主要包括給水、排水、消防供水、生活熱水、循環用水、重復用水等需要的能耗，其中生活熱水所需的能耗最大。以下針對建造給排水中各個系統的節水設計談一些個人體會，供各位同行探討

1 給水系統設計

1.1 供水分區的劃分及給水系統選擇

在滿足供水要求的前提下，充分利用市政壓力供水。高層建筑的供水系統應進行分區，分區減壓閥的設置，從節能方面考慮，盡量不串聯設置，單個減壓閥減壓值不宜過大，按規范要求，可調式減壓閥壓差不宜> 0.4MPa ，要求環境安靜的場所不應大于0.3MPa；比例式減壓閥減壓比不宜> 3∶1。當超過本值時宜增設供水泵組，減少同一泵組供水范圍，減少能耗的浪費。同時，推薦支管減壓作為節能的重要措施，推薦支管的工作壓力限值為0.15MPa 。

（1）在供水系統的選用時應拓展思路，經過精確計算，充分利用市政壓力，盡量避免水泵在低效段工作，以達到節能的目的。以下介紹幾種可采用的供水方式：

（2）常速泵組+ 高位水箱疊壓供水。在常速水泵前加設穩流罐及負壓消除器，直接將市政管網水加壓至高位水箱，上行下給供水，壓力不足的部位采用疊壓或變頻裝置供水。

（3）小容量高位水箱與管網疊壓聯合供水。在用水量大時，采用疊壓供水，同時，部分水轉輸至屋面小水箱，在用水量小時，采用屋面小水箱+ 低功率管道泵供水。

（4） 使用無負壓給水設備加壓供水，相對于傳統的二次加壓方式，無負壓供水具有以下優點：1）可減少投資傳統加壓方式需要建水箱，使用無負壓給水設備可取消生活水箱，減小泵房面積；2）減少生活水箱對自來水的二次污染，降低了水中微生物含量高； 3）可節省大量能源，傳統二次加壓方式是將自來水直接放入水箱中，使所有壓力全部為零，再從零開始重新加壓供水，而無負壓變頻設備能充分利用原有市政管網壓力供水，與供水管網直接串接，差多少，補多少。

1.2 合理選用變頻供水設備

（1）變頻系統主要有恒壓變量變頻及變壓變量變頻兩種，有條件時應盡量將恒壓點移至最不利用水點附近，形成變壓變量系統，較為節能。

（2）變頻供水裝置中，水泵的選用十分重要。應讓水泵基本在高效區運行，選用Q-H 特性曲線隨流量的增大，揚程逐漸下降的曲線，在額定轉速時的工作點，應位于高效區的末端。泵組宜多臺運行。對于用水量不大的單體建筑可選三臺，一臺變頻、一臺工頻、一臺備用泵輪換工作。每臺泵流量按設計流量的60 %選擇。對于小區集中供水，可采用大泵、中泵多臺并聯并配夜間小泵（單臺主泵的1/ 3 - 1/ 2） 加氣壓罐組合供水，在運行過程中根據用水量隨時調整。

1.3節水器具及儀表的采用

（1）生活用水器具均應采用節水型衛生器具，其產品的技術性能應符合國家城鎮建設行業標準《節水型生活用水器具》CJ 164 - 2002 的要求，不應選用違反強制性技術標準條文規定的生活用水器具。

（2）用水設備安裝水表等計量設備，是節水的重要措施之一。有條件直接進行一戶一表的改造。水表應設置使用期限。現有遠傳可控水表，同時具備了抄表、閥控和預付費功能，并可通過銀行進行收費管理，可以有效解決自來水公司管理、抄表、收費等管理需求，可使用于智能化小區及自來水公司一戶一表改造。

2 熱水系統

2.1 熱源的選取

（1）太陽能用作住宅熱水加熱的節能技術措施。利用能制備生活熱水，既節約能源又保護環境。多層居住建筑太陽能宜分散設置，在樓梯間公共部位設管道井，各戶的太陽能進出水管均設在管井中，每戶的太陽能集熱水箱設置在屋面。陰雨天無法使用太陽能時，熱水由設在室內的燃氣熱水器補充。對于高層住宅除上部幾層可以設置分散的太陽能熱水器外，其它層不宜采用分散設置太陽能，應采用集中供熱的太陽能熱水系統。高層建筑太陽能的利用有直接利用和間接利用。直接利用是把整個屋面均布置成幾組串連集熱的太陽能聚熱板，在樓梯間頂部設水箱間，熱水箱內設電輔助加熱設備，熱水采用上供下回，循環泵設置在水箱間；間接利用是太陽能集熱板集中設置在屋面，換熱器熱水箱設在地下室設備間內，制備好的熱水再用變頻泵加壓送到各用戶。當太陽能不足時，用燃氣式電能輔助加熱。

（2）空氣源熱泵用作制取熱水。空氣源熱泵的通過吸收空氣中熱量來制取生活熱水。其耗電量僅為電熱水器的四分之一，燃氣熱水器的三分之一，讓生活熱水變得更加低廉。空氣源熱水機組可以實現全天候大水量、多點同時供水，讓需要用熱水的地方，隨時都能用到，并在制取熱水的過程中午廢物排放，不會造成二次污染。

2.2 熱水系統的合理選擇與設計

（1） 在滿足配水點最低水溫要求的條件下，適當采用低的供水溫度，可節約能耗。對于局部溫度要求高的部位，建議二次加熱。特別對于熱泵系統，當出水溫度達不到個別用水點的要求，或可能出現短時（或季節性） 供熱不足時，應設置輔助熱源。

（2）對于空氣源熱泵系統，無輔助熱源應按最冷月平均氣溫和設計小時平均供熱量選擇空氣源熱泵機組。有輔助熱源宜按春分、秋分所在月平均氣溫和相應的設計小時平均供熱量選擇空氣源熱泵機組。在空氣源熱泵的選用時，應按不同季節的環境溫度進行核對，為避免設備選型過大，可滿足過渡季節的使用要求，冬天若難以滿足使用，可采用電輔助加熱。

3 其他給排水系統

3.1 建立合理有效的水處理循環系統

現如今隨著社會的發展，提倡建設綠色生態型小區成為住宅建設的新方向。小區建設雨水收集系統，收集后的雨水與水景循環水一同進入雨水處理系統，雨水處理系統采用較先進的MBR， 即膜法生物處理系統，就是將生物降解作用與膜的高效分離技術結合而成的一種新型高效污水處理與回用工藝。收集的雨水將用于小區的水景、沖洗汽車、綠化噴灌等。

3.2 消防貯水池的設置及加壓

消防貯水池盡可能地與游泳池、水景合用，做到一水多用、重復利用及循環使用。另外，高層建筑群或小區應盡可能共用消防水池和加壓水泵。消防貯水量應按其中最大的一座高層建筑用水量來計算。這樣， 既可避免消防加壓給各建筑設計帶來的諸多技術問題，又可以節省工程建設和設備投資， 降低運轉費用，便于集中管理，還可避免多座貯水池的大量消防貯水及定期換水而造成的浪費。

4 結束語

給排水系統與建筑用戶的日常生活緊密相連，其人性化設計是保證用戶的生活質量的基本要求。在滿足消費者需求的同時，考慮給排水系統的節能降耗也是現代世界資源形勢的內在要求。因此，在設計中采取一切必要措施，充分貫徹節能節水的設計要求，成為擺在每個給排水設計師面前的一個不容回避的責任。這就需要我們在設計中，充分理解設計中的每一個細節，在保證設計功能需要的前提下，盡最大可能減少系統建造及運行成本。

參考文獻：

[1]全國民用建筑工程設計技術措施-節能專篇-給水排水[M].中國計劃出版社，2007（3）.

[2]建筑給排水設計規范[M].中國計劃出版社，2009 。