简述建筑给排水中的节能设计

摘要：论述了一些建筑给排水设计中的节能措施，为我国建设节约型社会带来可观的能源节约，减轻建筑能耗在我国能源消耗中比重。探讨了节能在给排水设计中的重要意义。

关键词：建筑给排水；节能；太阳能

中图分类号: TU991.63文献标识码：A

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建筑给排水节能设计的相关措施

1.1 合理利用市政管网余压

在城市供水中，根据城市供水规模大小不同，一般市政给水管网压力均在 0.2～0.4MPa 之间， 只能满足 3～5 层多层建筑供水压力。现在城市城区的土地利用率均较高，城区住宅高层建筑增多，且一般多层住宅楼层均在 5 层以上，供水压力要求采用二次加压。合理利用市政管网压力，采用分区供水方式并采用新型供水设施，可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为 0.3MPa,则 5层及以下楼层可采用市政管网直接供水，5 层以上采用无负压变频供水设备供水。这样既不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高，造成能耗及水量浪费。自来水管网供水范围较大， 从经济技术及供水安全性方面考虑，城市管网系统供水压力一般为 15m 左右，正常情况下可直供到二层用户用水。目前情况是：设计部门一般按甲方及市政主管部门的要求，地下室用水由市政管网直供，其它用水均需楼内自行加压供给，这显然没有充分利用市政水压，从节能角度考虑是对能量的一种浪费。针对这一问题，设计部门应与市政主管部门充分沟通，准确掌握建筑周边市政资料，在满足用户用水量、水压安全性基础上，在市政水压直供范围内尽量直供。无负压变频供水装置是一种可以充分利用市政水压的新型供水方式。

1.2 给水系统选择

高层建筑加压给水系统主要有水池- 水泵- 水箱联合供水和水池- 水泵调速供水两种方式。水池- 水泵调速供水，水压稳定，此系统无高位水箱，少了一个水质二次污染的环节，是目前建筑高度小于 100m的高层建筑的主要供水方式，水泵通过改变水泵电机频率来改变水泵出水流量，可以明显节能。水泵调速一般是减速问题。当采用变频调速时，原来按工频状态设计的泵与电机的运行参数均发生变化，另外，管路特性曲线与调速泵并联运行的定速泵等因素, 都会对电机调速范围产生影响,超过一定调速范围节能的目标就难以实现。一般认为变频调速不宜低于额定转速的 50%，最好处于 75%～100%。因此在选择变频泵组时，水泵台数一般不小于 3 台或者设计一台小流量泵，以适应一定范围内的流量变化。居住小区给水泵房采用变频泵供给时，分区并联供水比水泵升压减压阀分区供水安全性能高且节省能量。现以某居住小区采用两种供水方式为例，比较电能的消耗。[1]

1、2、3# 楼各有 3 个单元，1、2 层由市政自来水直供，3~26 层由加压泵供给，加压供水的用户共 294 户，每户 3.5 人，总人数 N=1029，q=300L/人・d，最高日用水量 Q=1308.7立方米/d，减压阀供水最高用电量为 W=rQHt/η1・η2=152.5kwh， 采用水泵并联分区供水：高区 W1=r・Q1・H1・t/η1・η2=49kwh， 中 W2=r・Q2・H2・t/η1・η2=37.1kwh，低区 W3=r・Q3・H3・t/η1・η2=40.5Kwh，W=W1+W2+W3=102.5kwh。减压阀供水全年用水量为 152.5×365/Kd=152.5×365/1.2=46385kwh， 并联分区供水全年用电量为 102.5×365/1.2=31177kwh，每年可节省用电量为 46385- 31177=15208kwh。

2其他节能方式

2.1 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。对于新疆等严重缺水且严重依赖地下水的地区其意义将更加不言而喻，中水工程的大力推广就可以避免像石河子蘑菇湖水库的污染现象。可以大量节约水资源，减轻当地的非生活用水和污水处理负担。

2.2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。

3还应注意生活给水管道中减压节流问题

生活给水系统按规定竖向分区后仍然存在部分卫生器具配水点水压偏大的问题，若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的 4～5 倍,随之引起水量浪费、水压过高、漏水量增加的弊病,同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂。因此，高层建筑给水系统竖向分区后仍应注意减压节流的问题。为了减少超压出流现象，在给水系统设计中需合理配置减压装置，将水压控制在限值要求范围内。目前，减压装置主要有减压阀、减压孔板和节流塞。国外一些国家均采用在给水支管上安装孔板、压力调节阀或减压阀等手段来避免部分供水点超压，使竖向分区的水压分布更加均匀。[2]

4充分利用太阳能

利用太阳能制备生活热水， 既节约能源又保护环境。多层居住建筑太阳能宜分散设置， 在楼梯间公共部位设管道井，各户的太阳能进出水管均设在管井中， 每户的太阳能集热板热水箱设置在屋面。阴雨天无法使用太阳能时，热水由设在室内的燃气热水器补充。对于高层住宅除上部几层可以设置分散的太阳能热水器外， 其它层不宜采用分散设置太阳能， 应采用集中供热的太阳能热水系统。高层建筑太阳能的利用有直接利用和间接利用：直接利用是把整个屋面均布置成几组串连集热的太阳能聚热板， 在楼梯间顶部设水箱间， 热水箱内设电辅助加热设备， 热水采用上供下回， 循环泵设置在水箱间；间接利用是太阳能板集中设置在屋面或与景观相结合，设置在小区内的道路架空间上面，换热器热水箱设在地下室设备间内，制备好的热水再用变频泵送到各用户。当太阳能不足时，用燃气式电能辅助加热。

5总结

综合以上节能措施，相信会为我国建设节约型社会带来可观的能源节约，减轻建筑能耗在我国能源消耗中比重。

参考文献：

[1] 刘金生，建筑设备工程[M].中国建筑工业出版社，2006.

[2] 和卫星，建筑给水排水中有关节水节能技术[J].建筑科学，2007，3:95.