建筑给排水系统的节能设计

摘要：据统计，2012年中国建筑能耗占社会总能耗约30%。建筑节能对中国实现绿色GDP、可持续发展的战略目标意义重大。本文主要分析了建筑给水设计中常见的资源浪费问题，并在此基础上，提出了常用的节能、节水措施。

关键词：建筑工程；建筑给水；节能设计

中图分类号：TU198文献标识码： A

1、建筑给水设计存在的问题

1.1、给水供应系统能耗浪费大

在很多建筑物的给排水系统中，给水系统的能耗浪费过大主要原因是建筑物的给水系统超压，以及系统分区不合理。据调查，我国很多城市的建筑物，尤其是早期建造的民用建筑，普遍存在系统超压或者系统分区不合理的状况，很多水资源由于系统超压而被浪费掉，无端的增加了能量消耗，不利于提高建筑工程的资源使用效益。而给水系统超压是我国建筑工程给水系统设计最常见的问题。设计人员在设计建筑给水系统时，节能环保意识单薄，没有进行合理的给水分区，没有按规范规定采取减压措施，导致系统长时间超压运行，同时也造成了管道泄露，致使后期运行维护费用增加。

1.2、热水系统热量、水量损失大

随着人们生活水平的提高，对热水的使用要求以及使用量都有了越来越高的要求，而有用户反映，热水水温不够，或者出热水太慢。产生这些现象的原因，主要是很多建筑物缺乏合理的热水循环系统，有些建筑的热水出水点和末端使用的热水器距离较远，而输送管道又没有合理的保温措施，甚至是没有保温，导致到达用户住家的水流温度过低，或者使用前要放掉大量的凉水，造成了水资源的浪费。

2、建筑工程给排水节能设计措施

2.1、合理的控制供水水压

在建筑给水设计过程中，设计人员要严格按照现行国家规范对水压的要求进行设计。市政管网供水压力能满足使用要求的，应采用市政管网直供的方式供水，市政管网供水压力不能满足供水要求的多层、高层建筑的给水、中水、热水系统应竖向分区，各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，且分区内低层部分应设减压设施保证各用水点处供水压力不大于0.2MPa。

进行合理的供水分区设计。研究表明，假设一栋高层建筑，不分区供水时供水能量为E，则分为n区供水后，所需供水能量为，若n=2，则供水能量为3/4E，节约1/4的能量，以此类推，随着供水分区的增多，所需供水能量可达1/2E。实际工程中，考虑的建设成本、设备安装空间以及运行维护成本，应进行合理的供水分区。供水分区最不利点供水压力应能满足用水设备的最低水压要求，最低处水压不应大于规范规定，各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa；建筑高度不超过100m的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式；建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式。居住建筑入户水压大于0.2MPa时，入户水表前应采取减压措施。

2.2采用合理的热水循环系统

对于热水水源与用水点较远的建筑，应尽量设置热水循环管道，有条件的还要做管道保温。此种建筑若不设循环管道，用水初期要放掉大量冷水，无形中增加了水资源浪费。由于家用管道一般埋在地面下，且现在多使用PPR管道，本身具有一定的保温作用，无条件的可以不做管道保温。热水循环系统尽量做成手动循环，循环泵启泵按钮可以分别设在用水房间内，用热水时打开循环泵，循环后再使用热水，既节省了水源，也节省了电力。

2.3、采用新型节能设备

1）使用变频调速水泵

与传统的供水系统相比，变频调速水泵可以根据用水系统对水量、水压的实际变化需求进行工作，即指挥控制变频器调节电动机的供电频率、是电机带动的水泵不按水泵特性曲线运行，而按照给水系统实际用水量的大、小和压力低、高变化参数进行变压、变量供水，以满足生活系统的用水要求。变频调速范围应设在水泵供水量的25%～100%之间，低于25%水泵的工作效率就会跌落在低效区。主泵配合小流量泵和气压罐，小流量时切换成小流量泵和气压罐来稳压，可以完美解决夜间小流量时水泵大马拉小车的问题，进一步达到节能的目的。

2）使用无负压供水设备

无负压供水设备是变频供水设备的一种，常规变频供水设备是市政补水――水箱――变频泵――管网――用水点，浪费了市政供水压力，而无负压供水设备则能直接利用市政压力，更加节约能量。由于此系统从市政管网直接吸水，对市政水压及管网的供水能力要求较高，须经当地供水部门批准后方可实施。

3）采用节能型卫生洁具

卫生器具均采用节水型，坐便器水箱容积不大于6L。给水水嘴采用陶瓷芯等密封性能好，能限制出流率并经国家有关质量检验部门检测合格的节水水嘴。作者认为，由于后期施工时业主采购随意性较大，设计采用节水型洁具还不够，还需施工方、监理方以及质监站配合才能实现

2.4、有效利用太阳能

太阳能是取之不尽、用之不竭的自然能源，使用安全，方便无污染。太阳能热水系统是利用太阳能集热器，收集太阳辐射能把水加热的一种装置，是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。太阳热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置，它的用途广泛，形式多样。最常见的一种太阳热水器是安装在屋顶的平板热水器，多用于家用热水系统。其实，在工业生产中以及采暖、干燥、养殖、游泳等许多方面，都可利用太阳能。太阳能热水按循环方式分，可分为自然循环式太阳能热水器、强制循环式太阳能热水系统、储置式太阳能热水器等三种，按集热器来分，可分为玻璃真空管太阳能热水器和平板型太阳能热水器，设计时可以根据具体情况进行合理的选择。

2.5、积极地利用中水、雨水

所谓的中水，指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。它适用于严重缺水的城市和淡水资源缺乏的地区。虽然与自来水相比，中水的供应范围要小，但在厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等方面，中水是最好的自来水替代水源。中水系统一般由中水原水系统、中水处理系统和中水供水系统组成，按服务范围可分为建筑中水系统、小区中水系统和城镇中水系统。常用的中水处理系统多为以小区或单体建筑为处理单元的处理系统，所以在设计的时候选用的处理流程不宜过于复杂，且水处理设备应选用成套的综合设备，以简化设计，节约占地空间，工艺应选择运行成熟、简单可靠的工艺，以降低后期设备运行维护成本以及人力成本。

我国是个水资源严重短缺的国家，人家水量仅2240m3，在世界银行统计的153个国家中排名88位！且水资源分布极不平衡，长江流域及其以南地区，国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；其以北地区，国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国的19%。在水资源短缺地区，采取有效措施，因地制宜的进行雨水的综合利用是节水的有效途径。雨水综合利用分直接利用和间接利用，直接利用是指将雨水收集处理后直接回用，多用于小区杂用水、景观绿化用水以及道路浇洒等。间接利用是指雨水简单处理后回灌地下或者下渗，多用于直接利用经济效益不高的地区，一般小区雨水利用多是直接利用。雨水回用应选用成熟的处理工艺和成套的定型设备，以简化设计，节约建筑空间，方便施工和后期运行维护。

2.6、其他节能措施

以上均是从设计、运行、管理的角度讨论建筑给水的节能措施，现从施工范围的角度来谈谈建筑节能。

居住建筑，尤其是毛胚建筑，在交付业主使用后，业主在入住前都会进行装修施工，在此过程中，原来的管道、洁具都会被拆了当作垃圾扔掉，无形中造成了大量的人力、物力、财力的浪费，且加重了环境负担。建议居住建筑设计、施工时均区分精装型和毛胚型，精装型硬装全部做到位，业主入住时只需买家具即可；而毛胚型房子，室内除主干管安装外，其他入房间支管及洁具均不安装，或者干管也只引入户内即可，以后的管道由业主装修时自行安装。这样可以最大限度避免二次装修浪费，实现节能的目的。

结束语

总之，建筑节能应该设计先行，只有采取了合理的设计方案，建筑节能才能达到事半功倍的效果。设计时应尽量采取新技术新材料，合理设计，多方案比较以达到经济效益的最大化。

参考文献：

[1]《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》 2009年版

[2] 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）

[3] 《建筑中水设计规范》GB 50336－2002

[4] 《建筑给水排水设计手册》第二版