浅谈建筑给排水节水节能问题探索 3页

2011年第4期SichuanBuIi·I』dine材MateriaIs·295·第37卷总第162期2Ol1年8月浅谈建筑给排水节水节能问题探索罗旭铭(厦门市贫笃新市区开发建设公司)摘要：在能源和水资源日趋紧张的今天，低碳建筑集后的雨水等。已逐渐成为国际建筑界的主流趋势，建筑给排水节水节能1．1．5泳池用水、空调用水是实现低碳建筑一个重要环节。本文笔者结合多年的经验，这两种性质的用水水质要求较高，通常采用自来水补对现代住宅给排水节水节能方面进行详细的论述。给和内循环使用。但该类型用水在一定周期内需更换，经关键词：低碳建筑；建筑给排水；节水：节能；技术简单处理后，可作为上述很多种低水质要求水源。中图分类号：TU991．5文献标识码：B1．2雨污水收集处理与排放文章编号：1672—4011(2011)o4一O295—03采用雨水、污水、废水分流系统，有利于污水处理和雨水、废水的回收再利用。采用雨水和中水回用系统，减0前言少污水和雨水的排放。在小区雨水设计，合理规划地表与低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建屋顶雨水径流途径，最大限度降低地表径流，采用多种渗筑物使用的整个生命周期内，减少化石能源的使用，提高透措施增加雨水的自然渗透量。能效，降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐渐成为国1．2．1雨水收集及使用际建筑界的主流趋势。低碳建筑不仅能节省公共资源的浪雨水作为“天上之水”，它是自然界水循环的一个重要环费，而且能减少居民的日常支出，增加“钱袋子”可实际支节，合理利用雨水资源，是一个很好的节水节能课题，尤配。这是一个利国利民低碳经济。建筑给排水节水节能设其是在缺水的地区。计，是低碳建筑的一个重要环节，与我们的日常生活、工(1)雨水的收集设计。这样设计的目的是通过管理雨作密切相关，随着经济发展和城市建设，面对可持续发展水冲刷物限制对自然水流的破坏和污染。可能的技术和措的要求，节水节能设计及配置，凸显重要。施：采用替代表层(如种植屋面、通透性人行道或栅格人物道，透水铺装)和非结构技术(如雨水花园、植被洼地、隔离非1建筑节水透水部分、雨水回用)减少不透水性和促进透水性，从而减少污染物负担。为了较好收集优质雨水，在给排水设计中，对给排水而言，建筑节水主要涉及提高用水效率、雨要有目的、有意识、有规划的划分收集区域，比如屋面雨污水收集处理与排放、节水设施设备三个方面。水、地下室顶板沙石滤层内的雨水等。1．1提高用水效率(2)雨水存储设计。收集后的雨水，经简单的过滤构按使用需求，采用分质供水：饮用水、生活用水、景筑物，存储于水池中。为了有效利用建筑物地下空间，在观用水和绿化用水、空调用水、泳池用7K等按用水水质要不增加太多造价的情况下，可和建筑、结构专业商量充分求分别提供。由于不同水质需求，对用，J(水质要求低的用利用建筑物下方的地下室空间。水，可以从收集污染较小的用水予以补充，经简单的处理(3)雨水的使用。收集下来的雨水，属比较优质的水后使用，达到小区生态水环境的循环，这样可大大提高用源，可根据情况使用。水效率。1．2．2污废水处理使用及排放1．1．1饮用水民用建筑或建筑小区使用后的各种排水(冷却排水、沐对一般的建筑，在饮用水无特殊要求的情况下，基本浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等)经适当处理后回用水来源均为城市自来水。对于有直饮；『K需求的建筑，可收用于建筑或建筑小区作为杂用的供水系统，称为中水系采用集中净水系统或家庭净水器。该部：兮用水属于人的基统。对于用水量较大的高层或公共建筑物，从节水节能的本需求用水。长远利益来考虑，其排水系统宜采用优质生活废水和粪便1．1．2生活用水污水分流体制，这样有利于优质杂排水的收集、处理以实家庭生活用水分为厨房用水、洗澡用水、大小便冲洗现中水重复利用。实际经验表明每人每目直接用于饮食的用水、家居卫生用水等，在一般设计中．均考虑使用自来水量一般不超过5L，绝大部分的用水量是消耗在食物、衣水作为水源，为节水节能，其中部分洗澡水和洗衣用水经物的洗涤、冲洗厕所、清洗地面和车辆。其中不直接接触收集有效处理消毒后，即成中水，可用于大小便冲洗、景人体的各种杂用水，约占总用水量的50％以上。也就是说，观用水、绿化浇灌等。采用中水回用系统，在保证同样生活质量的前提下，现有1．1．3景观用水的自来水供水量可节约30～50％，可见节水潜力很大。通常景观设计时，景观用水均采用节政给水补水，这1．3节水设施设备给水资源造成很大浪费。为了节水节能，在给排水设计中，据资料统计，在高层建筑中，生活用水的比例是：饮可考虑采用适当的措施，利用优质中水、泳池用水、空调食用水占4～5％，大便器冲洗用水占37—39％，洗澡用水用水、经过滤存留的雨水作为景观用水的补充。占34～37％，其他用水占22％左右。其中大小便器用水和1．1．4绿化用水洗澡用水占全部生活用水70％以上，因此，高层住宅节水能作为绿化使用的水源就比较多了，除自来水外，可主要着眼于这两部分用水，建筑中主要的节水器具和设备利用景观用水、中水、经暴晒后泳池用水、空调用水、收包括水龙头、淋浴器、厕所冲洗设备及自来水管道等。\n·296·I·J芝材2011年第4期2011年8月SichuanBuildineMaterials第37卷总第162期(1)“龙头”节水。水龙头是应用范围最广、数量最多新加压供水；而无负压变频设备完全利用原有市政管网压的一种盥洗用水器具。目前节水型水龙头大多为陶瓷阀芯力供水，与供水管网直接串接，差多少，补多少；④元负水龙头。这种水龙头密闭性好、启闭迅速、使用寿命长，压供水水箱为密闭水箱，不像传统水箱需定期清洗次数多，而且在同一静水压力下，其出流量均小于普通水龙头的出造成大量清洗水浪费。流量，具有较好的节水效果，节水量约为2O一30％。充气(2)节能效果。每立方米水增压lm需要做功9800J，水龙头是国外使用较广泛的节水龙头，既防溅水又可节约水泵效率一般在0．6左右，需电能0．0045kWh，按平常日水量，据报道可节约水量25％左右。自闭式龙头、感应式生活用水量1801M人·日计算，如充分利用0．2MPa市政管龙头等均可起到节水作用。应积极推广应用节水型龙头。网压力，相比传统水池、水泵二次加压方式，需二次加压(2)淋浴节水。淋浴时因调节水温和不需水擦拭身体用户(三日之家)一年可节约能源3人x365天×0．18立方的时间较长，若不调节水量会浪费很多水。现在研制使用米／人·日x20m水压×0．0045kwh=18kWh。对一个1O的节水型淋浴器包括带恒温装置的冷热水混合栓式淋浴器，万平方米的社会保障性住房项目(约1500套)，一年节省的按设定好的温度开启扳手，既可迅速调节温度，又可减少电能损耗27000kWh；对于上亿的城市家庭，一年节省的调水时间。带定量停止水栓的淋浴器，能自动预先调好需能耗可想而知。要的冷热水量，如用完已设定好的水量，即可自动停止，2．3利用太阳能用作住宅热水的节能技术措施防止浪费冷水和热水。太阳能作为清洁能源，取之不尽，用之不竭。是节能(3)厕所节水。厕所冲洗设备的节水是建筑节水的重的重要途径，太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、点，除了利用中水做厕所冲洗之外，目前已开发研制出许循环管、循环泵、配水管等组成。根据现在使用的太阳能多种类的节水设备，美国研制的免冲洗(干燥型)小便器，热水器技术，按集热器形式可分为平板型和真空管型；按采用高液体存水弯衬垫，无臭味，不用水，免除了用水和使用群体有合用、独用。不管采用何种方式，都有其优缺污水处理的费用，是一种有效的节水设备。还有一种带感点：应自动冲水设备的小便器，比一般设备日节水13L。还有各(1)单幢建筑或多幢建筑合用太阳能热水器，并设置种节水型大便器，如双冲洗量坐便器，气动和真空式大便合用热水箱，用作户内热水器预热水源，单户内设置快速器等都可起到节水节能的效果。节水节能型卫生器具和设热水器。优点：利用太阳能热水器作预热，可充分利用太备应进一步推广应用，其长期节水效益完全可弥补较高的阳能的能量。春、夏、秋季热水温度基本可满足家庭使用初期投资。要求，冬季也可充分利用太阳能，节能效果明显。可广泛使用于多层及高层住宅，可多人连续使用。缺点：由于太2建筑节能阳能热水器为公用，需设置于有物业管理的小区内；由于随着人们的生活水平的提高，人们对建筑给排水的要屋顶太阳能热水器仅作预热，故每户住宅内需增设热水器，求也有很大的提高，建筑给水的节能设计突显重要。随着以便随时提供热水(一般与快速式电热水器配合最佳，与其绿色建筑的推广，建筑给排水广泛应用了太阳能技术、空他快速式热水器配合也较好，不宜与容积式热水器配合使气源热泵技术、变频技术等。用，节能效果不佳)；需设置热水表用来计量热水用水量。2。l合理配置高层建筑分区和用水终端的压力(2)每户单独设置。优点：控制方便，户内可不用增高层建筑给水系统合理分区，各分区最低卫生器具配设热水器。缺点：只适用于建筑顶层用户和别墅；热水器安装高度受用户水压限制，使用热水时需要放掉水量较多，水点处的静水压不宜大于0．45MPa，特殊情况下不宜大于根据屋顶太阳能热水器水量不适合多人连续使用，电热器0．55MPa；水压大于0．35MPa的人户管(或配水横管)，宜设减压或调压设施。入户管(或水平横管)的水压确定：不设置于屋顶，维修及管理不便，阴雨天使用时需电加热较需设减压阀层，宜为0．15～0．35MPa；需设减压阀层阀后长时间。设立压力：宜为0．15MPa(注：从节能角度考虑采用的水(3)太阳能热水器节能效果。用水量按每人次淋浴热压。卫生器具本身正常使用的最佳水压宜为0．20～0．30水量100IM人·次考虑，常年冷水平均水温2O℃，淋浴热MPa)。水温度4O℃考虑，平均每人每次淋浴耗能=100L×(40—2．2合理利用市政管网余压及采用分区变频供水方式的节20℃)X4190J／kg·℃=8380000J，按每度电能热功当量3能措施617000J／kWh计算，考虑热水器加热效率0．9，每人次淋在城市供水中，一般市政给水管网压力均在0．2—0．4浴用电量=8380000／(3617000×0．90)=2．57kwh。按每MPa之间，只能满足三至五层建筑供水压力，五层以上的人每月淋浴10次，每户3人，80％使用太阳能热水器中热供水压力要求采用二次加压。目前建筑给排水设计通常采水计算，每户住宅每年可节电：3人X10次×12月×用分区变频供水方式，可以减少二次加压能耗。随着技术2．57Kwh／人·次X80％=740kWh。节能效果相当明显。进步和管理水平的提高，已有设备设施已经能合理利用市2．4利用空气源热泵热水器供热政管网余压，采用无负压变频供水设备供水。这样既不浪空气源热泵热水器是这几年快速发展的一种技术，是费市政管网余压，又能合理匹配楼层管网压力，有效节水空调技术的逆向工程应用(应用了逆卡诺原理)。空气源热节能。秉承无负压分区变频供水技术，有很多优点：泵热水器中的热泵能把空气中的低温热能吸收进来，经过(1)使用无负压给水设备加压与传统二次加压方式比压缩机压缩后转化为高温热能，加热水温。这种热水器具较(传统加压方式为市政管网供水至水池，然后由水泵供有高效节能的特点，其耗电量是同等容量电热水器的1／4，应至屋顶水箱)有以下优点：①可减少屋顶水箱的投资；是燃气热水器的1／3。空气能热泵热水器(空气源热泵热水②可减少污染；自来水在水池及水箱内增加停留时间，水器)的初期投资是煤气、天然气、电热水器的三至五倍，但中余氯余量低，微生物含量高，使用新型设备后水质同自其日常运行成本较低。来水；③可节省大量能源：传统二次加压方式是将自来水变频技术、太阳能技术、空气源热泵技术是建筑给排直接放入水池或水箱中，使原有压力全部为零，再从零从(下转第298页)\n·298·l}J材2011年第4期2011年8月SichuanBuildingMaterials第37卷总第162期高层建筑，插接式绝缘母线槽已完全取代了电缆竖井。3建筑电气设计中应特别注意的几个问题2．5变电所位置的确定现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，3．1防雷装置设置问题应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电《民规》第12．1．4条中明确指出：新建工程应尽可能利质量都有重要意义。国外高层建筑的变电所都设在主楼内。用建筑物金属导体作为防雷装置。但在实际设计中，仍有建筑高度在30层左右的，大都集中在底层；60层左右的，一些设计人员采用传统设计方法，在建筑物上专设防雷装则分散在地下层、中问层和顶层。也有仅在中问层或仅在置。显而易见，与传统设计方法相比，利用建筑物内钢筋地下层、顶层设变电所的。变电所的数量及其位置的分布，作为防雷装置更安全、可靠、美观。需要注意的一点是，应通过技术经济比较决定。当利用建筑物的柱子钢筋作为引下线时，应按规范规定：2．6微电脑在变电中的应用(1)当钢筋直径为16mm及以上时，应利用两根钢筋现代高层建筑规模很大，所以其变电所的规模也较大。作为一组引下线；如大厦的初步设计时，中心变电所设在地下三层，内设手(2)当钢筋直径为10mm及以上时，应利用四根钢筋车式高压开关柜14台，抽屉式低压配电屏近4O台，电容作为一组引下线。被利用的柱子和基础内的钢筋均应可靠补偿柜l2台，40Ah镐镍电池柜一套及中央信号屏，1焊接，使其在电气上成为一个整体。600kVA变压器二台，1250kVA变压器二台，其建筑面积3．2防雷引下线预留外接线问题150+400m左右；在第26层(主楼)设有变电所一个。在《民规》第l2．8．6条中规定：利用建筑物柱子钢筋作为地下一层，设600kW自起动柴油发电机组二台。整个供电引下线时，下部在室外地坪下0．8一lm处焊出一根D12mm系统很复杂，对这样一个供电系统，要求供电可靠，各种或40×4(mm)镀锌导体，此导体伸向室外距外墙皮的距离供电参数及开关状态、变压器运行状态和各机房运行状态，不小于lm。若用人工值班，通过电话联系或人工巡视，工作量大，速3．3防止雷电波侵入问题度也很慢。设计人员在预留的控制室内使用微电脑进行监据调查资料，雷电波沿低压架空线路侵入高电位而造测、管理，能迅速发现故障，使设备作最佳工况运行，实成的事故占总雷害事故的70％以上，它引起人身伤亡和设现遥控遥测，达到节约能源，减少人力，安全、合理运行。备损坏的损失也是最大的，因此防止雷电波侵入是防雷措2．7防雷与接地施的重要一环。在实际设计中，设计人员对于防直击雷普现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的遍重视，但对防雷电波侵人的措施又常常重视不够。传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两为了防止雷电波侵入，设计人员应按照《民规》第种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上12．5．6条的规定进行设计。对电缆进出线，应在进出端将一直是有争议的。从国外引进的这种放射性避雷针，维护电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。应在进出复杂，价格又不便宜，还是采用传统的避雷方法简单可靠，处装设避雷器并与绝缘子的铁脚连在一起接到电气设备的更加经济合算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该接地装置上。这是因为绝缘子铁脚与导线之间形成一个放层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代电电压约为40kV的放电保护间隙，这一数值对保护人身安高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十全是可靠的，但要保护低压电气设备和线路就不行了。分可靠的。3．4建筑物防雷装置的管理问题2-8电气照明设计很多人特别是一些用户的管理人员认为，建筑物安装电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，了防雷装置就万无一失了。这是一个误解。防雷装置的防灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。雷安全度并不是100％的。《民规》第12．1．5条中指出：按照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，照本规范装设防雷装置后将会防止或极大减少雷害损失，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，但不能保证绝对的安全。因此，笔者认为设计师在设计图可以取得节能的明显效果。纸中应对《民规》的上述条文予以表述。提醒用户管理人员2．9设备自动化监控电脑系统加强对建筑的防雷装置进行维护和管理，在每年雷雨季节设备自动化监控电脑系统，能使所有设备在最佳状态前加以检查，并在雨季即将到来前土壤仍处在干燥状态的下运行，迅速发现故障，达到减少人力，节约能源，提高季节复测其接地电阻一次，及时发现并修复防雷装置已损经济效益的目的。现代化旅游旅馆的设备管理电脑，可以坏的地方，否则比不装设防雷装置更危险，这是由于装了对整座大楼的空调、供热、供排水、变配电、照明、电梯、避雷装置的建筑物受雷击的机率就比不装设防雷装置的建消防、闭路电视、通信、防盗、巡更等进行全面监控。筑物高的缘故。[ID：6787](上接第296页)给排水工作者，若能积极探索合理水资源应用、合理使用水节能降耗的一个重大突破，在工程应用中，可根据建筑节水型卫生器具、合理配置供水压力和区域，充分利用太特点灵活组合，把低碳经济、绿色建筑做得更好些。阳能、空气源热泵及管网余压等节能技术，可节约许多能耗及用水量，具有极高的经济价值和社会效益，是一件利3结束语国利民的大事。综上所述，建筑给排水节水节能潜能很大，作为一名[ID：6736]