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摘要:在建筑给排水设计中,如何在满足用户正常用水的同时,关注节能与节水问题呢?现通过分析建筑给排水系统中的水电资源浪费现状及原因,针对给排水设计的节能措施进行探讨,以期通过以下的阐述有效提高建筑给排水的节能、节水效果,促进国民经济发展。
关键词:建筑给排水;节能节水;设计
随着我国经济的高速发展城市以不同程度地存在着环境相对污染的问题。日益严重的资源短缺和水环境污染,不仅困扰国计民生,并已成为制约社会经济可持续发展的重要因素。其中建筑行业在能源消耗中占据相当大的比例,因此建筑给排水设计者应考虑降低资源消耗、减少污染,已达到节能和节水的目标。
1建筑给排水系统中水电资源浪费现状及原因
1.1超压出流现象。建筑内部给水系统的压力,必须能将需要的水量输送到建筑物内最不利点的用水设备处,并保证有足够的工作水头。卫生器具给水额定流量是按照卫生器具用途和使用要求而规定的卫生器具给水配件单位时间的出水量。为了满足最不利点水头的要求,超压出流现象必然存在。超压出流现象不但会破坏给水系统中水量的正常分配,因超压出流的水未产生任何效益,即为无效水量。而且当水压过大时,水龙头启闭时易产生水击及管道振动,使得阀门和给水龙头等磨损较快,缩短使用寿命,并可能引起管道连接处松动漏水,加剧了水的浪费。
1.2给水管道及附件的损坏导致水量浪费。管道的老化及生锈,阀门、水表、龙头等的破损导致水量的损耗。给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处都会有不同程度的漏水现象。尤其埋于地下的的管道破裂漏水更不易被发现,造成极大的水资源浪费;其次是给水附件的不合理选择,造成实际出流量远大于需要的用水量,造成水量的浪费。
2建筑给水系统节能措施
2.1 雨水、污水的排除方式与节能
城市雨水的排除要注意平原城镇和山地城镇的区别。山地城镇边缘往往存在着大面积坡地,暴雨形成的地表径流速度快、历时短、强度大,对于城镇很容易造成灾害。所以山地城镇暴雨的排出,除了考虑市区内平地街坊按极限强度进行设计以外,对于城郊坡地大范围的汇水面积的降雨流量,还应采用小汇水面积的计算方法;由于溢流周期长、历时短、暴雨强度大,所以计算暴雨流量往往高达每秒几十立米以上,这样大的流量采用水泵机械排出,一方面消耗的电能是非常可观的,另一方面大功率供配电和水泵机组利用率不高。因此,对于城郊坡地降雨的排出,应遵循高水高排的原则,使山区坡地径流的雨水尽可能不进入市区,在高坡设截留洪沟,自流排水到市区下游水体。市区内平地街坊雨水地表径流缓慢,设计溢流周期短、降雨历时长,尽管按暴雨强度公式计算的暴雨流量较小(相同的径流面积时,与小汇水面积计算方法比较),但雨水流量远比污水流量大;所以在城市新建区雨水的排除必须与污水分流,就近自流排入水体,污水排至污水处理厂进行水质处理。
2.2二次供水设备的选择
由于传统的水泵一水箱供水方式中水质易受污染,所以二次供水已越来越多地被气压罐供水和变频调速供水所取代。其中变频高速设备是20世纪90年代以来迅速发展并得到广泛应用的供水方式,它采用变频器改变电机的供电频率,根据用水量的大小实现对水泵的无级调速和循环软起动。变频设备已从最初的恒压变量供水发展到变压变量、变频气压供水等方式,根据系统的运行特点和设备的节约特性,合理地选择设备,其节能效果是十分突出的。一般情况下,因为在用水低谷时偏离设计工况最严重,设备的组成必须满足低谷用水量变化的特点,设备必须保证在系统用水低谷时效率高。当低谷用水量达不到单台水泵最大流量的20%时,宜设置小流量泵进行小流量时的自动切换;当低谷用水量断续小流量时,宜设置适合于断续供水的压力供水装置。
2.3热水供应和太阳能利用
热水供应系统可采取的节能措施主要有:降低使用温度(热水在管道和设备中的热损失与配水点要求的水温成正比,降低使用温度可减少能耗);减少热水耗量,在满足使用要求的前提下减少流率;采用高效能保温材料减少热损失;提高换热器的传热效率;采用节能型产品;开发利用新能源等。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁安全的新能源,被越来越多地应用于热水供应系统。利用太阳能的直接加热设备有真空管式和热管式,其集热效率高,保温性能好,受环境影响小,全自动运行,操作简单,维护方便,可全年使用。在太阳能热水系统设计中应注意以下几个方面的问题:集热器的选用根据实际情况考虑其抗冻性能、抗热冲击性能、承压能力等因素;寒冷地区应采取可靠的防冻方式;集热应因地制宜综合应用串联、并联方式使水流平衡;必要时采取辅助加热方式。
3其他节能方式
3.1 采用节水型管材、卫生器具及配水器具
给排水节能设计需要全方位综合考虑各种因素,为避免水在输送的过程中出现漏损,可以采取一定的措施进行节能节水,如采用优质管材、阀门,新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、PP- R管、PE管、不锈钢管、铜管等,就能够很大程度上杜绝漏水渗水等浪费问题。卫生器具及配水器具位于供水系统的最终端,是水的最终使用单元,它的节水性能对给排水系统整体节能效果起着举足轻重的作用,《建规》第3.1.14A条规定卫生器具和配件应符合国家现行标准《节水型生活用水器具》CJ164 的有关规定;第3.1.14B条规定公共场所卫生间洗手盆宜采用感应式水嘴或自闭式水嘴等节水装置;第3.1.14C条规定公共场所卫生间的小便器宜采用感应式或延时自闭式冲洗阀。对水的节约就可以减少输送水过程中的能源的消耗,从而达到节能的目的。
3.2 中水的回收利用
建筑中水工程是节约用水的好措施,既保护了环境,又极大的提高了水资源的利用效率。建筑中水工程设计应作到安全使用、经济合理、技术先进。但对于小型建筑或单个家庭等可实行一些简单可行的废水再利用措施。如对单个家庭的卫生器具和家用用水设备的排水口进行改造,以利于优质杂排水的利用。在洗脸盆的排水管加一个三通,设计成双排水口,两个排水口分别由独立的阀门控制开启和关闭状态,一个排水口接至室内排水管网系统,另一个排水口出水可以回收利用。
3.3其他方面的节能
根据我国供水情况,其他节能方式可考虑使用内壁光滑的供水管材,减少管道沿程水头损失;积极使用低阻力的管道阀门和低阻力倒流防止器等,减少管道局部水头损失;管道水力损失降低后,相应可减少水泵的扬程和供水压力,以此方式来降低供水能耗。热水管材是热水系统中仅次于加热设备的重要组成部分,铜管在我国热水管材中的应用是十分广泛的,但随着塑料管材的逐步推广应用,使铜管这一昂贵的管材有了可替代产品。塑料管材除具备安装方便、内壁光滑、耐腐蚀、不结垢、无污染、耐久性、经济性强等优点外,还具有导热系数小、在热水输送过程中热量散失慢、保温性能好等优点,更有如聚丁烯管还具有热杀菌的功能。
4 结语
随着我国城市化进程的加快,越来越多的人口由农村涌进城市,极大地促进了房地产的繁荣。在城市的总用水量中,居住建筑用水比例逐年增加,使得建筑节水节能问题不容忽视。住房的商品化后,人们花费大量的资金购房,希望买得物有所值,良好的居家环境能让业主称心如意。因此在建筑给排水设计中应全面考虑,在满足用水安全稳定性以及经济性的前提下,尽量考虑到设计中的环保节能问题。总之,如果能减少人为原因充分使用节水型卫生器具,就可以节约建筑给排水方面所需能量的5%左右。所以,我们要倡导、呼吁全民节约用水,使水资源不受破坏,并且能进入良性的水质、水量再生循环。
参考文献:
[1]胡梦玲.高层建筑给排水工程的节能[J].低温建筑技术,2001.(1):41~42.
[2]余海静.室内给水排水工程的节水节能措施[J].河南城建高专学报,1998.7(3):6~7.