浅谈工业厂区给排水的节能设计

杨俊芳

摘要:在工业厂区的设计中,给排水的节能设计将成为降低工业能耗及减少工业废水排放的有效措施之一。文章从合理利用市政管网余压分区给水、厂区热水系统热源的节能选择、提高水资源综合利用效率及使用节水型卫生器具等方面论述如何做好工业厂区给排水中的节能设计.

关键词:工业厂区给排水设计 给排水节能设计

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：

引言：

能源是发展国民经济的重要物质基础，也是制约国民经济的一个重要因素，我国和世界上绝大多数国家一样面临着能源危机。在加强能源建设的同时，最大限度地提高能源的利用效率，大力降低能耗已经越来越得到重视。随着我国国民经济的飞速发展，水资源问题日益突出，节能、综合利用水资源在工业建筑给排水中成了重要而紧迫的任务。因此给排水设计中如何节约用水，如何充分利用水资源成为每个设计人员首要考虑的问题。

1、合理利用市政管网余压，采用分区给水方式的节能措施

城市管网供水压力一般在20—30m，故在工业建筑给排水设计中应充分利用室外管网压力，即低层可由室外管网直接供给，高层则通过自行加压供给。城市自来水管网供水范围较大，且工业建筑较多，市政给排水设计从技术经济及供水安全性方面考虑，城市管网系统供水压力一般为20m左右，正常情况下可直供到2层用户用水。因此在设计时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，其他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，从节能的角度来讲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，准确掌握建筑周边的市政资料，在满足用户用水量、水压安全性的基础上，在市政水压直供范围内尽量直供。在征得有关部门批准后，无负压变频供水装置是一种可充分利用市政水压的新型供水方式。当自来水压力能满足用户用水要求时，增压泵处于休眠状态；当出现用水高峰，自来水压力达不到用户用水压力时，水泵可以在自来水水压的基础上叠加增压，差多少补多少，这样就充分利用了管网的余压。该种系统主要有以下优点：①节能效果显著，节能达到30%以上；②采用变频泵，可以适应流量和压力变化；③自动排气、补气、不产生负压，对自来水管网无影响。

2、工业厂区给排水设计中的节水措施

2.1确定厂区合理的用水量定额

严格执行《建筑给水排水设计规范》中的生活用水量定额标准，并非用水量越高越好。合理设计厂区给水系统，可通过下列方法实现：充分利用市政管网的压力，直接供水。合理进行竖向分区，平衡用水点的水压；采用并联给水泵分区，尽量减少减压阀的设置；推荐减压作为节能节水的措施，减小用水点的出水压力；合理设置生活水池的位置，尽量减小设置深度，以减少水泵的提升高度；优先考虑水池一水泵一水箱的供水方式。推广采用节水的卫生器具。合理采纳变频调速泵组供水。当采用变频泵供水时，应优先采用变频变压变流量的给水方式，其节能效果要优于变频恒压变流量的给水方式。当采用变频恒压变流量时，工作压力的设定应接近水泵工频运行时高效段扬程的下限；工作水泵应选用2台或2台以上，不同级配工作泵的流量宜以1/2的流量梯变，宜采用大小水泵搭配的形式，并设气压罐小流量给水。当市政条件允许时，宜采用叠压供水设备，这也正是《建筑给排水设计》2009年版新增加的设计要考虑的内容。

2.2厂区热水系统热源的节能选择

一般的工业厂区,热水主要供应在浴室和食堂,属于定时热水供应系统。热水系统中热源的选择是整个厂区设计是否节能的主要影响因素。热源选择首先宜考虑利用厂区内的废热,利用生产中产生的废热间接加热冷水,比如蒸汽凝结水应回收再利用，不得直接排放。废热供应的热量应保证热水系统的设计小时耗热量;其次宜考虑太阳能。太阳能作为清洁能源,取之不尽,用之不竭,是节能的重要途径。我国大部分地区均处北纬40°以北,日照时间较长,适合推广太阳能热水器。太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、配水管、循环管、循环泵等组成。集热器一般分为平板型和真空型两种,一般安装在浴室屋顶。由于太能热能是一种低密度、不稳定的分散性能源,其能源的供给是无法随时满足使用要求的,为保证太阳能热水系统的供水安全可靠性,必须要有可靠的辅助能源,保证热水系统在连续阴雨天的条件下仍可使用。在太阳能产生的热水满足不了浴室和食堂使用要求时,其热水作为预热水源,不足部分由辅助热源加热。太阳能热水系统节能效果相当明显,但在太阳能热水系统设计中应注意在冬天寒冷地区考虑其抗冻性能、抗热冲击性能及其承压能力等因素。其它具备条件的地区，还可选择可再生能源（风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源）用于建筑物的热水供应。

2.3提高厂区水资源综合利用效率

作为能源之一的水资源，其开发与利用与水资源严重缺乏的矛盾已日益突出。在我国600多座城市中,有300多个城市缺水,108座城市严重缺水,每年因缺水而损失的工业产值达上千亿元,水已成为制约我国社会和经济发展的主要因素之一。节约用水应是防止水资源危机,解决供需矛盾的长期的必要的方针。在工业厂区中，综合利用各种可以利用的水资源，是节约能源以及提高企业经济效益的直接而有效的方法。企业的用水重复率也是考核企业生产是否节能的标准之一。

工业厂区中水是指厂区生产废水、生活废水、冷却用水及雨水等各种排水经过适当处理达到杂用水水质标准后,回用于厂区建筑物内和厂区绿化浇灌等。中水设施由原水收集、储存、处理及供给等构成。从经济角度来看,当厂区需设污水处理站来处理生产废水和生活废水时,这些处理后的水可做为中水水源,经过中水深化处理,供厂区建筑物冲厕用水、厂区绿地浇灌或厂区道路冲洗。当厂区生产用水点水质要求不高时,处理后的中水可回用于生产。

雨水利用就是将雨水收集起来,通过一定的设施和药剂处理后,得到符合某种水质指标的水利用的过程,类似于中水,处理后的雨水作为一种可利用的水资源用于厕所冲洗、厂区绿化、厂区景观用水以及其它适应中水水质标准的用水。在厂区条件许可的情况下,从经济性考虑,尽可能地把厂区雨水收集起来,经过简单处理用作厂区绿化和厂区景观用水。无条件时,也应尽可能的把少量雨水排至绿化地带,流至地下。雨水利用不仅可节省淡水资源,还可增加部分淡水资源。

3、选用节水管材,使用节水型卫生器具

水在输送过程中给水管道的流速及管道内壁的粗糙度对水的水头损失会产生很大的影响,管道内壁的粗糙度及局部阻力越小则水在管道中的流动阻力也越小,因些当管径确定后从节能的角度考虑应选用粗糙度小局部阻力小的管材,也可以适当放大管径以减少管道的阻力损失和水泵扬程。配水器具和卫生器具作为水的最终使用单元其节水性能直接影响着建筑节水工作的成效,因些在满足其使用功能的前提下应尽量选用节水节能型卫生器具,其具体措施如下：①使用节水型大、小便器,坐便器水箱容积不大于6L；②卫生间尽可能地采用红外感应水嘴、感应式冲洗阀小便器、大便器等能消除长流水的水嘴和器具；③浴室采用脚踏开关淋浴器,多于3个淋浴器的配水管道布置成环形。

此外,各工业厂区在设计过程中应根据当地及该厂区建筑物的具体情况针对性地采取系列措施,如利用低阻力管道阀门和低阻力倒流防止器等来减少管道的局部水头损失;因塑料管材具有成本低廉、安装方便、内壁光滑、耐腐蚀、结垢少、污染小及价格便宜等优点,在设计中应尽量采用。

4、结语

工业厂区给排水的设计如何能达到节能成为检验厂区建筑物是否节能的标尺之一,因此做好给排水节能设计很有必要,是设计中的重要环节。降低工业能耗,是一项巨大的系统工程,需要各个环节的工作人员都本着节能和科学用能的指导思想来做好工作,为社会的可持续发展贡献自己的力量。

参考文献：

[1] 全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇,给水排水,2007.

[2] 杨凤兰.变频调整水泵在自动化供水系统中的节能实践[J].电气机代,2005(1).