建筑给排水节能初探 4页

建材世界2012年第33卷第4期建筑给排水节能初探沈沛然(中国建材国际工程集团有限公司，蚌埠233018)摘要：近年来，国民经济发展迅速，水资源及能源需求不断增加，节约水资源和能源已成为国策。该文阐述了建筑给水排水节能的概念和意义，列举了建筑给水排水节能的主要依据，探讨了给排水专业节能的主要措施。关键词：节能；节水；技术措施DiscussiononSavingEnergyResourcesinWaterSupply＆DrainWaterforBuildingsSHENPei—ran(ChinaTriumphInternationalEngineeringCo，Ltd，Bengbu233018，China)Abstract：Thispaperdescribestheconceptionandmeaningofwatersupplyanddrainwaterforbuildings，liststhemainbasisofsavingenergyresourcesinwatersupply&drainwaterforbuildings．Themainwaysofsavingenergywerediscussed．Keywords：energy-saving；water-saving；technicalmeasures中国是一个能源消耗大国，我国2010年能源消费总量为32．5亿t标准煤，比2009年增长5．9％，成为世界上能源消耗的第二大国。同时，我国人均水资源占有量也很低，仅为世界平均值的1／4，是世界13个人均水资源最贫乏的国家之一，我国目前年需水量约为6180亿m3，而可供水量仅5830m3，缺水达350亿m3。水资源和能源问题已经影响我国的可持续发展。建筑生活用水约占城市总用水量的60％，解决建筑给排水的节能问题，可以有效的推进建筑节能和节水。1建筑给排水节能的概念和意义建筑节能是指在保证建筑物使用功能和质量的前提下，降低建筑物的能源消耗，合理有效地利用能源。具体到建筑给水排水，则是在新建、改建、扩建的各类民用建筑与居住小区的给排水工程设计中，执行节能标准，采用节能型的技术、设备、材料和产品，从而降低建筑给水排水系统的日常运行能耗及采用可再生能源。降低建筑给水排水系统的使用能耗、提高能源利用效率，有利于节约能源和用水、优化系统设计、保护环境。建筑给排水的节能和节水是相互联系的，在节水的同时往往也能达到节能的目的。因此，重视建筑给水排水节能，对节能减排有积极的意义。2建筑给排水节能设计的相关依据建筑给排水专业在建筑节能设计中的依据分两类，一类是国家颁布的法律、国家标准和行业标准，适用于全国范围内的给排水工程设计，如：《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国建筑法》、《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005、《民用建筑节能设计标准》JGJ26--95、《住宅建筑规范》GB50368—2005、《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009年版)、《民用建筑节水设计标准》GB50555—2010、《污水再生利用工程设计规范》GB50335--2002、《建筑中水设计规范》GB50336--2002、《城市污水回用设计规范》收稿日期：2012—06—22．作者简介：沈沛然(1984一)，助理工程师．E-mail：shenpeiranl984@163．com143\n建材世界2012年第33卷第4期CECS61—1994、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400—2006、《节水型生活用水器具》CJ164～2002、《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇一给水排水》等。另一类是各地方结合本地实际情况，颁布的地方规范、规程，仅适用于所在地的给排水工程设计，如：《公共建筑节能设计标准》DBJ01～621-2005(J匕京地方标准)、《公共建筑节能设计标准))DGJ08—107--2004(上海地方标准)、《深圳市居住建筑节能设计规范》sJG10--2003、《天津市公共建筑节能设计标准》DB29—153--2005、《安徽省公共建筑节能设计标准》DB34／1467—2011等。设计人员在工程设计中执行国家标准的同时，还应执行工程建设所在地的地方标准。3目前建筑给排水节能设计存在的问题1)用水定额取值偏高。设计中取用水量定额时，不考虑建筑的用水特点，为求安全，直接套用定额上限，造成供水能力超出实际使用量很多，增加了供水负荷，造成能源的浪费。2)减压措施设置不到位。减压措施设置不到位，仅满足于使配水支管净压力不超过规范规定。致使部分用水点压力偏高。给水配件前的静水压大于流出水头，其流量就大于额定流量。根据实测，DNl5陶瓷阀芯水嘴静压P=0．37MPa、全开时，流量Q—o．46L／s，为设计额定流量0．15～o．20L／s的3．07～2．3倍。超出额定流量的那部分流量并未产生正常的使用效益，这样就浪费了水资源，而为输送这部分水量所付出的能源也同时被浪费了。3)热水系统设计不合理。小时耗热量计算不合理：设计中不具体分析同一热水系统中不同类别建筑、不同用水部门的最大用水时段等使用条件，仅简单的把不同用水部门或建筑物的设计小时耗热量叠加，作为系统总设计小时耗热量。冷热水供水压力不平衡：造成冷热水出流量不同，调温时浪费了水量。管网循环系统设计不合理：系统因循环系统设置不当，每次用水放出的无效冷、温水过多造成浪费。4)材料要求含糊。目前，市场上输配水用管材、管件、阀门等产品材质及种类繁多，有很多质量低劣，达不到国家或行业产品标准的要求，而施工图中未对材料等级及应符合的国家标准作出规定，使施工单位有机会在组织材料时为节约成本，采购达不到使用要求的材料，造成给水系统漏失水量超出正常范围，浪费了水源及输水能源。5)节水型卫生器具选择不明确。市场上卫生器具品牌和型号很多，有些型号较老，不符合《节水型生活用水器具》CJ164--2002的要求，而施工图中又未提供卫生器具的具体型号或图集号，采购时一旦购买非节水型号，就造成了用水浪费。6)计量仪表选择不合理。部分设计选用的水表型号精度不够，远传式水表及IC卡预付费水表等新型水表选用不普及，致使用水得不到合理控制，没有起到通过经济杠杆节约用水的效果。4建筑给排水节能设计的措施1)确定合理的用水定额用水定额是设计给水系统、热水系统的一项重要基础参数，用水定额取值偏大，就会提高供水负荷的等级，造成供水设备、设施、管径均比实际所需值大，既耗水又耗能、耗材、占地，同时为使用者浪费水资源提供硬件支持。所以，设计人员应严格执行《建筑给水排水设计规范》GB50015中的生活用水量定额标准，在取用水定额时，不要一味取定额范围内的较高值，要结合每个工程的特点，合理取值，做到既有余量，也不浪费。2)采用合理的供水系统充分利用市政管网的供水压力。初步设计时，应向供水主管部门收集工程所在位置的市政管网供水压力和流量，为施工图的设计提供准确的数据，从而合理、有效的利用市政管网的压力。施工图设计时，应根据用水设备、用水卫生器具和水嘴的最低工作压力要求，确定建筑物直接使用市政管网供水的层数。高层建筑给水系统减压。根据《建筑给水排水设计规范》GB50015--2003(2009年版)的规定，各分区最低卫生器具用水点的静水压力不宜大于0．45MPa，静水压力大于入户管0．35MPa的人户管(或配水横管)，宜设减压或调压装置。此条规定仅对干管和横支管的压力做出了一般性的规定，但是，即使最低卫生器具的用水点的静水压力为0．35MPa，对于大部分卫生器具来说，仍然大于其使用压力，根据《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009年版)表3．1．14列举的数据，0．35MPa仍比压力要求最高的自闭式冲洗144\n建材世界2012年第33卷第4期阀大便器的使用压力大0．2MPa。所以设计中不能仅满足规范最低要求，应根据所在层的卫生器具的使用压力对支管进行减压。减压设配件可采用减压阀或减压孔板，但考虑到建筑美观及装修方便，采用减压孔板对支管进行减压为宜。给水竖向分区可采用可调式减压阀减压。加压供水方式的比较，见表1。表I几种不同加压供水方式的比较由表1可知，从节能节水比较，4种常用供水方式中高位水箱供水和管网叠压供水占有优势。但由于高位水箱供水在消除二次污染等方面并不理想以及新型供水设备的普及，工程中采用高位水箱供水的方式已经越来越少了。目前，工程中普遍采用无负压供水设备，这是一种在变频恒压供水设备上发展起来的新型设备，它主要由稳流罐、给水泵、小型稳压罐、防负压装置、智能控制系统等组成。与之前的水池加变频泵供水系统相比，具有以下优势：1)节省投资：不用建水池、水箱，也不需要大型气压罐，占地面积小，而且由于管网叠压的利用，加压泵型号可减小。2)无二次污染：从市政管网至用户取水构成全系统封闭运行，避免水源污染问题。3)高效节能：与管网直接相联，能充分利用管网自身的压力，切实有效的发挥变频调速的优势，用水低峰期设备不用运行，降低了整个供水系统能量的流失，节能效果明显。3)优化热水供应系统科学计算耗热量。设计计算用水人数、单位时，要尽量准确，数据应向业主核实，计算耗热量时，应根据集中热水供应系统全日供应热水、定时供应热水，同一热水系统中，不同类别建筑、不同用水部门的最大用水时段等使用条件分别按《建筑给水排水设计规范》GB50015--2003(2009年版)中关于小时耗热量的相应条款和公式计算，不应不加分析，简单的把各部分设计耗热量叠加，作为系统总没计耗热量。完善热水供应系统。不少集中热水供应系统因循环系统设置不当，存在严重的浪费现象，主要体现在开启热水装置后，不能及时获得满足使用温度的热水，而是要放掉部分冷、温水之后才能正常使用。这部分冷、温水量有时多达10～20L，未产生应有的使用效益，因此称之为无效冷水。因此，集中热水供应系统应保证配水点处冷热水压力平衡，具体要求是高层建筑冷、热水系统分区应一致，水加热器冷水应由同层冷水管道供给，仍不满足时，应采取减压措施保证用水点冷、热水压力一致。且系统必须设热水回水管道，并设循环水泵，采用机械循环，以保证干管和立管中热水的循环。在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本，根据建筑性质、建筑标准等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式，尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。4)明确系统材料和卫生器具型号设计说明中，材料部分应包括管材、阀门、卫生器具的型号。塑料给水管道应注明材质及管系列，金属给水管道应注明金属牌号及公称压力，给水钢塑复合压力管道应注明种类代号及公称压力。选用的各种阀门、配件均应注明具体型号。卫生器具应选用节水型卫生器具，给水水嘴应采用陶瓷芯等密封性能好、能限制出流流率并经国家有关质量检测合格的节水水嘴。大、小便器应采用节水型产品，坐便器水箱容积不大于6L。公共浴室及设公共淋浴器的场所，宜采用系统设可靠恒温混合阀等阀件或装置的单管供水。公共卫生间宜采用红外感应水嘴、感应式冲洗阀小便器、感应式冲洗阀大便器等能消除长流水的卫生器具，具体型号可在国标图集09S304中选择。如由业主自行选择卫生器具，则应说明卫生器具应符合《节水型生活用水器具》CJ164--2002的要求，并交代坐便器水箱容积不得大于6L等内容。5)合理设置自动控制和计量装置建筑中宜设置建筑给排水自动化的监控系统。建筑物的引入管、住宅的入户管及公共建筑物需计量的给水管道上均应设置水表。水表应选择计量精度高的产品。各类型水表的比较，见表2、表3、表4。145\n建材世界2012年第33卷第4期表2速度式水表与容积式水表的比较表3多流束水表与单流束水表的比较水表类型比较项目——速度式水表容积式水表比较项目——水表类型多流束水表单流束水表1．整机机械结构2．制造成本3．灵敏性能4．易损件使用情况5．正常工作周期6．压力损失较复杂简单较高低优良差叶轮、顶尖单边磨损轻叶轮、顶尖单边磨损重较长较大较短较小由表2～表4比较可知，速度式湿式多流束水表既有较好的计量性能，又有较好的实用经济性。工程设计中应优先采用。目前，新型水表发展迅速，产品日益成熟，如卡式预付费水表和远传水表。卡式预付费水表由流量传感器、机电式先道阀等检测控制系统组成，用户先缴纳一定数额的费用，系统按预定的程序自动从用户费用中扣除水费，并有显示剩余水量、累计用水量的功能，当剩余水量为零时自动关闭阀门停止供水。分户远传水表仍安装在户内，与普通水表相比增加一套信号发送系表4湿式水表与干式水表的比较比较项目水表类型湿式水表干式水表统，各户信号线路均连接至楼宇的流量集中集算仪上，各用户使用的水量均显示在流量集中集算仪上，并累计流量。自动抄表系统可免去逐户抄表，节省了人力物力，且大大提高了计量水量的准确性。企事业单位、学生宿舍的公共浴室、淋浴间等宜刷卡(或采用红外线、脚踏开关)来用水。5结语建筑给排水节能问题的关键在于系统的设计。系统的节能化设计需要结合建筑的特点和建筑物所在地区的具体情况，采取灵活多样的方式，综合应用各种技术手段。合理的系统设计可以极大的提高能源利用率，达到节能减排的目的。给排水节能设计措施的日益完善，必将有效的推动节能减排工作，取得良好的社会效益和经济效益。146