浅析节水节能在建筑给水排水设计中的应用
2013-03-26胡芬琳
胡芬琳
(台州学院椒江校区,浙江 台州 318000)
近几年,伴随着我国建筑行业的快速发展,建筑内部用水量呈逐年增长的趋势。部分城市由于水源不足,已经到了不得不定时定量供水的地步。甚至有些城市的缺水状况已经严重影响到了工业生产,同时也给人民群众的生产生活带来了不便。这一情况提醒我们,必须要以节水节能为指导理念,加强对建筑的给排水设计。
1 建筑给排水系统水量浪费原因分析
1.1 超压出流
超压出流指的是给水配件前的静水压力大于流出水头,也就是流量超过额定流量承受的范围的情况,两个流量之差就是超压出流量。由于超压出流量没有产生使用效益,而且流失也不容易被人所察觉,这就形成了一个隐形的水量浪费点。除此以外,超压出流还存在着以下几个危害:一是因为水的压力太大,水龙头在刚刚开启之时,会形成射流喷溅的情况,影响到了人们的正常使用。二是超压出流影响到了给水流量的正常分配。三是巨大的压力冲击管道,容易产生振动与噪音,也减少了水龙头与阀门的使用寿命,同时管道的振动容易使其连接处松动,产生漏水情况,进而导致水的浪费。根据北京某高校“建筑节水课题组”在北京市11栋建筑,67个配水点进行实地调研来看,有将近61%的陶瓷阀芯节水龙头与55%的螺旋升降式铸铁水龙头存在着超压出流的情况。对某大学宿舍楼的首层卫生间口径为15毫米的螺旋升降水龙头与陶瓷阀芯水龙头处于半开状态时,它们的出流量(以0.17L/s为理论半开额定值)分别达到了0.38L/s与0.24L/s,那么无效水量分别为0.21L/s与0.07L/s。虽然貌似这些无效水量很少,但是从我国建筑的总面积来看,这个水量浪费是非常惊人的。因此,我们绝对不能忽视超压出流造成的水量浪费。
1.2 卫生器具
相关资料表明,对便器的冲洗要占去居民生活用水的三到四成。传统便器的一次冲水量在9—12L之间,这个用水量显然是巨大的,而国家规定卫生器具的用水量为6L,节水便器为6/3L,目前市场上的多数的卫生器具显然是不符合这一标准的,不符合规定的卫生器具是造成用水量浪费的另一个原因。
1.3 无效冷水
热水供应系统如果按照循环方式来划分,可以分为:立管循环、支管循环以及干管循环,但是在一些对使用要求不是很高的定时热水供应系统中,比如洗衣房、公共浴池等连续用水且不循环的系统中(无循环管理),热水系统的循环方式就决定了开启热水装置后放掉的冷水量,然而这些冷水在没有产生使用效益之前,就成为了浪费水用量。
2 节水节能建筑给排水的设计思路
2.1 提高水的循环利用率
部分地区要水源条件许可的前提下,可以利用江、河、湖、海以及地下水来作为循环冷却水来使用,因地制宜,选择合适的地点搭建冷却塔。在一些空气温度、湿度较低的地区,我们可以通过科学计算,提高冷却水的进出水温差,这样就可以有效降低循环水量与水泵的能耗。在搭建冷却塔时,我们要特别注意冷却塔之间的距离,必须保证气流的通畅,如此才能够实现较好的散热效果。对于不同的循环冷却水水质,我们可以采用物理(过滤)与化学(除菌、灭藻)两种方式对水进行处理,以期提高水处理能力,降低管道内结垢与腐蚀状况的发生。在条件允许的情况下,可以设置使用消防水箱,这样就可以降低清洗消防水箱的用水量。
2.2 利用好雨水
对于一些雨水充沛的地区,我们可以将雨水收集到一起,然后再通过设备的过滤与药剂处理之后,达到某种水质标准再加以利用。比如将这些水用于城市绿化、景观喷泉以及冲洗厕所等等。通常情况下,收集雨水的方式有以下两种:一是利用地型地势,将雨水引入地势较低的地区;二是利用排水管将一些建筑物屋顶之上的雨水引入雨水沉淀池之中,在对沉淀池进行设计时,我们可以将其设计成几个等级,一级比一级低,再将最后一级的水导入蓄水池之中。
2.3 水资源的可持续利用
这里所说的水资源可持续利用,主要是尽量降低对新鲜水源的使用,尽量降低废水与污水的排放。加强对水资源的管理,研发污水再次利用技术的能力,从而使生活污水能够得到循环使用,实现一水多用,这样就可以提高水资源的重复利用率,降低水的用量,从而使水的使用进入一个良性循环。建筑中的水系统可以称得上是典型的水资源可持续利用系统,它是由介于建筑物内部上水与下水之间的供给系统与水处理系统而组成的。它能够把人们排放的废水与污水进行收集与处理,进而实现废水与生活污水的重复使用,这样既可以提高水资源的利用率,节约水资源,还能够对生态环境加以保护,这一点具有明显的经济效益与社会效益。我们知道,生活中有很多用水都是不与人们的身体有直接接触的,比如冲洗卫生间、洗车、喷洒道路以及城市绿化等等,所以从节水节能的长远利益来看,积极构建排水系统,将生活废水与粪便污水进行分流设计,这样就可以将一些优质的生活废水,比如洗漱用水、洗米洗菜水加以收集与处理,当水质达到一定要求之后,送入循环水系统之中,进行再次利用。
2.4 对用水量进行合理定额
施工企业必须严格执行《建筑给水排水设计规范》中关于生活用水量的定额标准,对建筑给、排水系统进行科学、合理的设计,具体操作包括以下几点:利用好市政管网的压力,进行直接供水;对城市供水进行合理规划,实施竖向分区,从而实现平衡用水点水压的目的;进行并联给水泵分区,从而最大限度的减少减压阀的设置;采用支管减压技术,减小用水点的出水压力,从而实现节能减排;优先考虑水池——水泵——水箱的供水方式;对生活水池的位置进行合理设计,尽可能减小水池的深度,如此就可以降低水泵提升的高度。大力推广节水式卫生器具,比如对卫生器具的流出水头进行限制,安装红外线感应龙头,不使用长流水式的小便槽。在城市条件允许的情况下,选用叠压供水设备,尽可能使用可再生能源,比如风能、水能、地热能、太阳能以及潮汐能。
3 节水节能在建筑给排水设计中的应用
3.1 利用好市政给水管网的供水压力
为了合理利用土地资源,多高层建筑普遍增多,由于城市的管网水压都是针对普通用户的,根本无法满足多高层建筑的需求,因此在过去的一段时间内,多高层建筑的给排水多数都设计成把市政的给水管引入地下蓄水池,然后再利用水泵将水抽到水箱之中提供供水,这样显然浪费了市政给水管网的自由水头。所以我们在对工程设计时,要根据市政管网所提供的水压来测试它能够为多少层提供水,继而对建筑物进行分区供水。对于楼层较低的住宅楼,经常会出现夜间能用水泵把水抽到顶层,而白天高峰期却无法将水送到上面几层的情况,我们可以选用只设屋顶水箱的方式进行供水,这样的话,就可以让市政管网中的从在夜间流入屋顶的水箱,又能够保证白天用水高峰期的压力与水量了。
3.2 消防水池的节能方案
针对一些成片小区、多层建筑,我们可以采取共用一个消防水箱、一个消防水池与一套加压系统的方式进行节水节能,如此一来就可以降低设备投资,避免运转花费,同时也有利于集中管理。我们知道,消防存水必须要满足在火灾蔓延时间之内的室内外消防的总用水量,所以消防存水必须丰富,而且在没有发生火灾之时,消防水池中的水是禁止使用的,但是由于水在池中保留的时间过长,势必会使水中的氯含量挥发殆尽,水质恶化,很容易变成脏水、臭水,所以消防贮水必须要进行定期排放,这样很容易造成水资源的浪费。所以我们在对建筑进行设计时,可以考虑将消防水池与生活杂用水进行合建,使消防贮水池中的水能够流动起来,这样既保证了消防水池中的水不会变成死水,也实现了一水多用。
3.3 消除冷水量的浪费
许多集中热水供应系统存在着浪费现象,比如在开启热水装置之后,由于无法及时得到达到使用温度的热水,必须要释放一些冷水以后,才能正常使用。这部分被释放冷水,并没有产生使用效益,所以这部分冷水又被称为无效冷水。无效冷水的出现是由于设计、管理与施工等诸多因素造成的。比如在设计环节没有考虑到热水循环系统多环路阻力平衡,那么循环流量就会在靠近加热设备的环路之中出现短流情况,从而使远离加热设备的环路中的水温急剧下降。再比如热水管网在设计的过程中出现了不合理情况,致使混合配水装置冷热水的进水压力相差过大,如果热水压力比冷水压力小,在使用配水装置时将会流出许多冷水,然后才能把温度调到正常状态。对于一个建筑来说,我们可以采取许多循环方式,比如立管循环、支管循环以及干管循环等等,我们要根据工程的实际情况对这些循环方式进行选择。总之,我们在对集中热水供应系统的循环方式进行选择时,必须要综合考虑成本费用与节水效果,同时还要参考建筑标准、性质以及这一地区的经济发展状况选择循环方式,最大限度降低无效冷水的浪费现象。
4 总结
综上所述,随着社会的不断进步,绿色环保理念已经深入人心,建筑给水排水设计想要融入节水节能理念,就必须对整个工程进行全方位把握,认真做好工程的每一个环节。建筑给排水节水节能的各项措施既相互联系,又相互制约,因此必须将节水节能工作看成一个系统工程来做。相信通过我们的共同努力,建筑给排水设计的节水节能工作必然会取得阶段性的进展。
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