对建筑给排水节能节水技术探讨 10页

·建筑给排水·建筑给排水节能节水技术探讨刘振印(中国建筑设计研究院,北京100044)摘要建筑能耗约占整个社会能耗的1/3,建筑给排水专业在建筑能耗中所含的内容主要有:人民生活及从事工艺、生产、游乐、环境卫生、绿化、水景等活动的给水、排水、消防供水、生活热水、循环用水、重复用水等需要的能耗。结合实际工程应用中遇到的问题,介绍了建筑给水中合理的供水系统及供水设备,节水器具的使用;建筑热水中热源的选择,热水系统基本参数的合理选择与系统设计,加热设备、管材、阀件及水表选择,保温及管道敷设,加强运行管理;其他给排水如中水、冷却循环水等,在建筑给排水节能节水技术中的重要作用。关键词建筑给排水节水节能变频调速泵组热水设备0引言因此,作为一个从事建筑给排水专业的技术人能源供应紧张、缺水是一个全球性的大问题。员,应清醒地认识到本专业在建筑节能中的重要作能源紧缺、能耗大不仅大大制约我国经济的发展,也用,真正把节能、节水放在重要位置。下面结合工程将对人民生活构成威胁。实例就建筑给排水设计中与节能、节水相关的问题据资料介绍:建筑能耗约占整个社会能耗的提出一些看法,以供商讨。1/3,位居榜首。建筑能耗的主体是建筑墙、门、窗的1给水导热损失,其次是采暖、空调的能耗。111合理的供水系统建筑给排水专业在建筑能耗中所含的内容主要11111充分利用市政管网压力有:人民生活及从事工艺、生产、游乐、环境卫生、绿给水系统必须充分利用市政管网压力作为节能化、水景等活动的给水、排水、消防、热水、回用水等条款已经写入了《住宅建筑规范》,这是具有法律性需要的能耗。据资料介绍:上述各项能耗中仅生活质的条款,执行此条时须注意如下几点:热水一项就占整个建筑能耗的10%～30%。依此(1)力争掌握准确的市政管网水压、水量等可可以看出,建筑给排水专业在节能工作中,不是可有靠资料。因为随着城市建设的扩大,市政建设的不可无,而是占有相当份量的。断完善和改进,接管处的供水情况是不断变化的,城但是中国城镇水网,对于建筑给排水专业在节能中的作用及市供水管网各地段压力不应一样。如北京市的工程普遍存在的问题,在社会上没有得到应有的重视,建设计中供水压力均按0118MPa(最低城市供水压筑节能的一些法www.chinacitywater.com规文件中,鲜见这部分内容。如力),导致大部分工程均未充分利用市政管网压力。2005年颁布的《公共建筑节能设计标准》(GB因此只有掌握了相关的准确资料,才可能使设计的50189—2005)中就没有给水排水专业的内容,而从给水系统节能合理。事给水排水专业工作的人员亦未摆正节能节水工作(2)要满足使用要求。随着节水龙头的普及,的重要位置。例如,工程设计及应用中普遍存在设水嘴处的最低供水压力P均有所提高《,建筑给水备选用不当,出现“大马拉小车”的严重低效耗能情排水设计规范》(GB50015—2003,以下简称“规况;近年来小区集中热水供应系统出现了不少热水价范”)规定P≥0105MPa,但有的高档住宅使用一些3奇高(最高达180元/m),严重耗能的不合理实例。进口的水嘴时,一般宜P≥011MPa。给水排水Vol133No11200761©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net\n(3)节水与节材的关系。系统设计中,为了减0142L/s和0172L/s,对应的实测动压值为0124少一根立管而低层部分不利用市政管网压力供水,MPa和015MPa,静压值均为0137MPa。节水龙整个建筑均采用加压泵二次供水,导致人为耗能。头半开和全开时最大流量为0129L/s和0146L/s,11112高层建筑系统分区对应的实测动压值为0117MPa和0122MPa,静压1111211分区供水压力值为013MPa,按水龙头的额定流量q=0115L/s分区供水压力应按“规范”31315条执行,即以为标准比较,节水龙头在半开、全开时其流量分别为配水点处静压P=0145MPa为界进行分区,且P>额定流量的2倍和3倍。0135MPa时宜加支管减压。但工程设计中,设计人(2)对67个水龙头实测,其中47个测点流量员往往是以控制用水点处P=0135MPa就不再减超标,超标率达61%。压了,但从节能要求而言,宜将水表前支管压力控制(3)根据实测得出的陶瓷阀芯和螺旋升降式水为≥0115MPa。龙头流量与压力关系曲线(见图1、图2),可知Q与1111212减压阀的设置P成正比,Q越大,P越大,能耗也就越大。自20世纪末国内引进与自行研制开发能减静压的减压阀以来,减压阀已在国内建筑中广泛应用,大多数高层、多层建筑中因可用减压阀来取代分区高位水箱进行供水分区,从而既节省了分区高位水箱所占用的建筑面积,又可使供水系统大大简化。但减压阀也不是万能的,在选用中应注意以下几点:(1)应选用质量好的产品。因减压阀是供水分区的关键产品,如其出故障,将影响一个区的供水,不仅使该区耗水耗能,还会产生噪声、振动,缩短配水器材的使用寿命或破坏卫生器具和器材。(2)从节能考虑,分区减压阀不宜串联设置,且减压比应符合《建筑给水减压阀应用设计规程》(CECS110:2000)或产品的要求,如比例式减压阀减压比应≤4∶1。若超此比例说明阀前压力太高,能耗太大。在这种情况下宜增设供水泵组,减少同一泵组供水的范围。(3)中国城镇水网应按《建筑给水减压阀应用设计规程》选用减压阀,配套附件不设旁通阀,并应将其设置在便于由上述调研及实测结果可知,耗水就是耗能。维护管理的地方。假定以一个水龙头一天累计开启时间为20min,若1111213推荐支www.chinacitywater.com管减压作为节能节水的重要措施以其出流量和压力分别超过0115L/s、012MPa如上述按照“规范”要求,以配水点处静压≥0145计,则其浪费能量约为01012kW·h/d,浪费水量为MPa进行给水分区,分区内不再采取其他减压措施,216L/d。按全国115亿个家庭,一家使用一个水龙则该区内大部分配水点将处于耗能耗水的状态。头计算,如果其中60%是这样的超标水龙头,则全北京建筑工程学院就此问题做了大量调研分析国浪费能源为108万kW·h/d,浪费水量为1944工作。他们对普通龙头和节水龙头分别进行了实3万m/d,全年浪费能源近319亿kW·h/a,水量近测,其结果为:371亿m/a,仅此一项可看出建筑给排水在节能、节(1)普通龙头半开和全开时最大流量分别为62给水排水Vol133No112007©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net\n水中的重要作用。但从节能方面比较,则以第一种方式最为节能,原因因此,限制水龙头前的水压对节水、节能意义很是这种供水方式的加压泵始终在高效段工作,且水大,在给水系统设计中,应广泛推广支管减压的措施,泵Q按最大时选择,其值为计算变频调速泵选用设如采用质量好的可调式小减压阀等是非常必要的。计秒流量值的1/115～1/3。而变频调速泵虽然随11113居住小区的供水系统管网流量的变化可调频变速,比常速泵省功节能,但当居住小区设集中供水系统时,应注意如下因其一天中基本不间断运行,且有部分时间在低流两点:量、低效状态下工作,因此比高位水箱供水耗能大。(1)供水泵站宜相对集中、适中布置,防止因供据笔者调查,某住宅楼曾用变频调速泵组取代高位水干管管线过长,加大管道沿程阻力损失,导致水泵水箱供水,一年后统计结果为耗电增加一倍。虽然扬程偏高,增加能耗,且给用户带来超压(离泵站近这为一特例,但也从侧面说明变频调速比高位水箱处)、噪声、水压不稳定等问题。供水耗能。(2)应与小区集中热水系统协调布置。此部分叠压供水按理论推测,因其充分利用了市政供在第2节热水部分详述。水管网的余压所以节能,但实际应用中,它与市政供112供水设备水条件、设备参数的选择是否恰当等有很大关系。11211常用的供水方式气压供水设备与高位水箱供水相比,主要是不国内多层、高层建筑中常用的供水方式可分为需设高位水箱,缺点是要提高供水压力,因此从节能4种:角度看,肯定比高位水箱供水耗能。(1)市政水源→水池→加压泵→高位水箱→用户4种供水方式比较见表1。(2)市政水源→水池→加压泵→气压罐→用户11213变频调速泵组供水(3)市政水源→水池→变频调速加压泵→用户关于采用变频调速泵组供水的工况分析、选泵、(4)市政水源→叠压供水设备(无负压供水设控制及节能要点等研究已有很多,下面结合实际工备)→用户程中的一些情况谈几点意见。112124种供水方式的能耗比较1121311适用条件上述4种供水方式中,前两种是20世纪90年《建筑给水排水设计规范》(1997年版)中,强调代前的主要供水方式,第三种变频调速供水是近十了“变频调速水泵电源应可靠,并宜采用双电源或双年来发展起来的,是目前工程设计中最为普及的方回路供电方式”。笔者认为:以供电可靠作为采用变式,而第四种叠压供水则是近几年发展的新方式。频调速供水方式的适用条件至今还是适用的。4种供水方式各有其优缺点和使用条件,后两1121312常用类型种供水方式因其取消了部分或全部供水调节储水设(1)按恒压、变压分:①恒压变量;②变压变量。施,因而能中国城镇水网够节地、防止和减少二次污染、简化系统。(2)按泵组的组合方式分:①主泵(变频、工频)表14种常用供水方式特点比较泵组供水安全消除二次供水方式水泵运行工况能耗情况一次投资运行费用www.chinacitywater.com扬程H(n)、流量Q(n)稳定性污染(1)高位水箱供水H(1),Q(1)=Qh均在高效段运行1最好差11H(2)=(1118～1154)H(1),(2)气压供水比(1)稍差>1比(1)差较差<1稍>1Q(2)=112Q(1)(3)变频调速供水H(3)≈H(1),Q(3)≥qs有部分时间低效运行>1比(1)差同(2)<1>1(4)叠压供水H(4)