建筑给排水中环保节能设计探讨

　　随着社会的发展，人类活动对自然环境带来了越来越多的破坏，许多自然资源面临短缺甚至枯竭的困境。我国的淡水资源虽然居于世界前列，但人均占有量仅为世界人均淡水量的25%，因此节约淡水资源、防治水污染是迫在眉睫的重要任务。在建筑领域，加强给排水的环保节能设计具有重要意义。

　　1 建筑给排水中的节水措施

　　1.1 充分利用市政给水管网压力

　　由于市政给水管网承受的压力有限，供水水压通常难以完全满足高层建筑的供水要求，因此高层建筑给水系统设计中常采用增压给水方式，将管网进水直接引入贮水池中，然后用水泵将水抽到水箱或打到水罐中，再向给水系统供水。市政给水管网供水水压通常为200Pa左右，夜间可以达到250～270Pa左右，但由于以往市政供水管网供水安全性不是很稳定，为确保建筑供水的安全性，宁愿舍弃该部分水压，从而造成电能的浪费，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把可用压力全部转化成负压，很不经济合理。高层建筑的下面几层通常是用水量较大的公共服务商业设施，如：浴室、汽车库、美发厅等，用水量占建筑物总用水量相当大的比例，而目前我国大部分城市供水管网安全性较好，特别是新建城区，供水水压也较大。因此，设计中应充分考虑利用市政给水管网提供的水压，高层建筑下部几层直接采用市政给水管网供水，上部采用水箱供水或水泵加压供水，当下部用水安全要求较高时，设计中可以考虑将上下部分管网用常闭阀门进行连接，平时分区供水，市政管网发生事故时，将常闭阀门打开，由水箱或水泵加压供水，在节能的同时可以兼顾供水的安全性。

　　1.2 采用变频调速水泵

　　高层建筑通常采用水泵水箱联合供水方式，由水泵将水提升到高位水箱，再向下供水，为防止一些用水点超压，需设置减压装置，造成不必要的能耗，而由于电机的启动非常频繁，也会造成电能的大量浪费。设计中可以采用变频调速水泵直接向给水系统供水，采用调节速度的方式来调节流量，根据水量需要自动调节水泵电机转速，水量需要大时电机转速增大，需要小时电机转速减小，避免电机频繁启动，从根本上防止电能浪费。同时省去了水箱、水罐，减少了设备投资费用。有调查结果显示，采用变频调速水泵供水，节电率可达30%—50%。如今变频调速技术已经日臻完善和成熟，具有显著的节电效果、方便的调速方式、较高的调速范围、完善的保护功能以及运行可靠等优点，因此推广变频调速水泵在建筑给排水系统中的应用，对于减少电能浪费具有重要意义。

　　1.3 设置热水干管或支管回水系统

　　对于设置了热水系统的宾馆、病房、办公楼等高层建筑，由于供水管网较长，为保证用水点的水温，一些建筑的热水系统设置干管循环水系统，使用时仅需放掉支管部分冷水，即可得到所需水温，相对节约了用水，但干管循环的方式对于高层建筑来说，由于支管较多，浪费的水量及电能积累起来也是很大的。因此，设计中应尽可能地采用支管循环的回水系统。

　　对于住宅，一般采用燃气热水器或电热水器分散供应热水，当卫生间与厨房之间距离较远时，使用中同样会浪费大量的水。因此，在装修设计中应设置热水回水支管，在热水器附近设置循环水泵，使用前采用手动或自动控制方式预先开启热水循环泵

　　1.4 防止超压引起的供水能量损失

　　合理分区：GB500152003建筑给水排水设计规范第3.3.4条规定，卫生器具给水配件承受的最大工作压力不得大于0.6MPa;第3.3.5条规定，高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55 MPa;水压大于0.35 MPa的入户管(或配水横管)，宜设减压设施。

　　给排水工程设计中，如果分区压力选择过大，卫生器具给水配件可能会由于长时间超压而容易产生水流泄露和能源的浪费。

　　设置减压节流装置：“规范”对高层建筑生活给水系统应竖向分区的要求是各分区最低卫生器具配水点处的静水压力0.45～0.55MPa;且规定了水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管)，宜设减压或减压设施;但要求各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。规范第3.1.14条规定了各种卫生器具最低的工作压力，除淋浴器、延时自闭式冲洗阀等为0.10MPa外，其他卫生器具多为0.05MPa，设计中如果满足了各分区最不利配水点的用水水压，那么其他配水点卫生器具必定会产生超压出流，实践证明，当配水点静水压力大于0.15时，水龙头流出水量将超过额定流量的3倍以上。因此，在设计中，不仅要满足规范要求的不大于0.35 MPa的要求，而且应从节水节能的角度将卫生器具支管的压力控制在0.15～0.20 MPa满足燃气热水器的工作压力要求)，以达到节水节能的目的，为此，设计中在入户管水表前设置调压孔板或者节流塞。

　　2 建筑给排水的节能措施

　　2.1 二次供水设备选择

　　传统建筑物给水系统多采用水泵——水箱供水方式，该种方式在用水低谷时往往远远偏离设计工况，而设备不能满足尽快调节用水高峰和低谷时水量迅速变化特点，并且其中水质很容易遭受污染，为了解决以上问题，变频调速设备应运而生，并且该种设备从上世纪90年代以来得到迅猛发展，其工作原理是采用变频器来改变电机的供电频率，使用过程中根据用水量的大小实现对水泵的无极调速和循环软启动，该类设备能满足用水低谷时的高效率，近年来变频供水设备已经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，该类系统不仅能实现随时可以根据用水量调整供水量，并且可以实现在用水低谷时或用水量不及单台水泵最大流量的1/5时应设置小流量泵进行自动切换，而当低谷用水量为断续的小流量时应设置适合于断续供水的压力供水装置。

　　2.2 热水供应及太阳能利用

　　建筑内热水供应系统采取的节能措施一般有使热水在管道及设备内的热损失与配水点的要求温度应成正比，降低热水使用温度来减少能耗;采用高效能保温材料来减少热损失;减少热水耗量;提高换热器的传热效率;采用节能型产品等。

　　太阳能是一种无穷尽的清洁环保新能源，近年来被越来越多的应用到建筑热水供应系统内，现阶段采用的太阳能直接加热设备有真空管式和热管式，其具有集热效率高、保温性能好、受环境影响小等系列优点，但在太阳能的使用中应考虑其防冻、抗热冲击性能，尤其是在寒冷地区应采取可靠的防冻措施，必要时应采用辅助加热防冻的方式。

　　3 防治二次污染

　　为了保证建筑物内尤其是高层建筑物内供水水压的问题而必须采用二次供水措施，但其在保证水压的同时也增加了水质二次污染的可能性，因此，防治二次供水过程中的污染也非常重要，其防治措施一般从系统、水池、水箱、管材等方面考虑。

　　选用供水系统应进行多方案比较，并尽量减少贮水池等中间环节和尽量采用变频调速设备来取代屋顶水箱等。

　　水池水箱内水质污染主要是由池箱本体及附件或水在内部停留时间过长等引起。钢筋混凝土类水池由于其内表面粗糙而易滋生细菌微生物等;钢制水箱则易发生腐蚀现象，因此在现代建筑中应尽量采用不锈钢、搪瓷、玻璃钢质类水池水箱以避免水质二次污染现象发生，或采用混凝土水池时则应在池内壁增加内衬;同时应在其溢流管上部加设防虫网等措施以防止小体积虫类进入水池箱引起污染;由于生活用水中余氯在24h后则全部挥发掉，而多数水池箱内水的停留时间都大于24h，因此在条件允许的情况下应采取措施进行补充加氯等消毒措施。

　　金属管材在长期使用过程中会发生腐蚀现象，不仅会加速管道内余氯迅速降低，同时会导致内部有害指标迅速增大，因此应尽量选用塑料管材、复合管材甚至铜管材等高性能新型管材以实现生活用水在输送过程中免受二次污染。

　　综上所述，建筑给排水设计中的环保问题应从多方面考虑，并贯穿于设计中的每个环节。

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文章名称： 建筑给排水中环保节能设计探讨

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