建筑给排水节能节水技术探讨

韩帮军

【摘 要】本文介绍了建筑给排水节能节水的重要性及建筑给排水节能节水技术简介，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】给排水；节能节水；技术；重要性

1.建筑给排水节能节水的重要性

近年来，随着城市建筑业突飞猛进的发展，城市总用水量中，建筑用水占据的比例逐年增加，使得建筑给水排水工程的节水、节能问题不容忽视。建筑给排水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、热水、回用水等需要的能耗。据资料介绍：上述各项能耗中仅生活热水一项就占整个建筑能耗的10%-30%。因此建筑给排水中的节水、节能作为国家节水、节能的一个重要领域，在现实国家可持续发的战略目标中显得极为重要。

目前，建筑给排水系统中资源的浪费主要可以归纳为以下几方面：（1）超压出流造成浪费；（2）热水供应系统循环方式选择不当造成浪费；（3）卫生器具和配水器具造成浪费；（4）消防加压贮水系统选择不合理造成浪费；（5）中水综合利用率不高造成浪费；（6）管道、阀门及其他给水配件等泄漏造成浪费。为改变这一现状，在建筑给排水设计中应采取多种措施来达到节水节能的目的。

2.建筑给排水节能节水技术简介

2.1变频供水技术

随着变频技术的普及，变频（泵）供水技术也成为近年来建筑给水中主要的节能技术之一。其主要工作原理是水泵投入运行前，首先应设定水泵的工作压力等相关运行参数。水泵运行时，由压力传感器连续采集供水管网中的水压信号，并将其转换为电信号传送至变频控制系统，控制系统将反馈回来的信号与设定压力进行比较和运算。如果实际压力比设定压力低，则发出指令控制水泵加速运行，如果实际压力比设定压力高，则控制水泵减速运行，当达到设定压力时，水泵就维持在该运行频率上。如果变频水泵达到了额定转速（频率），经过一定时间的判断后，如果管网压力仍低于设定压力，则控制系统会将该水泵切换至工频运行，并变频启动下一台水泵.直至管网压力达到设定压力。反之，如果系统用水量减少，则系统指令水泵减速运行，当降低到水泵的有效转速后，则正在运行的水泵中最先启动的水泵停止运行，即减少水泵的运行台数，直至管网压力恒定在设定压力范围内。这种技术实现根据管网用水量来变频调节水泵转速，使水泵始终在高效率工况下运行，应用于高峰时段和非高峰时段用水负荷变化较大的情况时，系统节能尤为明显，是一种公认的、十分有效的节能措施。

2.2管网叠压或无负压供水技术

随着城市发展，市政给水管网不断改造与完善，大中型城市的市政给水管网的水压趋于稳定、供水保障性不断提高，同时在节能低碳的大趋势下，管网叠压供水技术孕育并发展起来，并且在近些年建筑供水领域中成为一项很流行的技术，其特点就是将“管网叠压”供水机组从市政管网直接吸水叠压供水。泵房内不设水箱，既节能，又不易产生二次污染、减少占地，是一种具有推广价值的技术。

管网叠压供水设备主要由稳流罐、气压水罐（可选）、水泵机组、压力传感器、自动控制柜等部分组成。工作原理是自来水管网的水首先进入稳流罐，供水泵的进水口与稳流罐出水端相连，当市政供水压力Pl低于用户所需压力P2时，压力传感器反馈压力信号给控制器，供水泵开始运行。若市政管网供水量大于水泵流量，系统形成叠压供水。用水高峰时，若市政管网供水量小于水泵流量，稳流罐内的水还可以作为补充水源，此时，稳流罐上的负压消除装置打开，空气得以进入，罐内真空破坏，确保市政管网不产生负压。用水高峰过后，负压消除装置关闭，稳流罐内水得到补充，系统恢复到叠压供水状态。可见稳流罐是管网叠压供水技术的关键，其作用是缓解供水压力的波动，还能根据需要储存一定的水量，更为重要的作用是防止负压的产生。

2.3利用太阳能技术

太阳能作为清洁能源，是节能的重要途径。我国属于太阳能资源丰富的国家之一，非常适合推广太阳能热水器。太阳能作为清洁能源是节能的重要途径，利用太阳能制备生活热水，既节约能源又保护环境。

2.4采用分区给水技术

充分合理地利用市政给水管网的供水压力，采用分区供水方式井，可节约加压能源，减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.3MPa，则六层及以下楼层可采用市政管网直接供水。六层以上采用无负压变频供水设备供水。这样即不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高，造成能耗及水量浪费。

2.5合理的设置消防系统

高层建筑中消防贮水池尽可能地与游泳池、水景合用，做到一水多用、重复利用及循环使用。同时，高层建筑群或小区应尽可能共用消防水池和加压水泵，这样，既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题，又可以节省工程建设和设备投资，降低运转费用，便于集中管理，同时可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。

3.节能新技术

（1）高层建筑中应充分利用市政给水管网的可用水头HO高层建筑，城市管网水压难以完全满足其供水要求，某些工程设计中将管网进水直接引入贮水池中，白白损失掉了HO，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把HO全部转化成负压，甚不经济合理。在高层建筑的下面几层常常是用水量较大的公共服务商业设施，如：公共浴室、洗衣房、汽车库、饭厅、美发厅等，这部分用水量占建筑物总用水量相当大的比例，如果全部由贮水池及水泵加压供水，无疑是一个极大的浪费。例如：某座大厦是32层的综合性高层建筑，地下1至2层为汽车库，冲洗汽车用水量为25m3/d；地上1至3层商业服务用水量为25m3/d；4至6层办公楼用水量为12m3/d，绿化、喷洒及其他用水l0m3/d；城市管网水压可保证供给3层及3层以下的用水，4至6层可由管网间断供水。若这部分用水全部由地下2层的贮水池通过水泵房负担，则每年多耗电量约为1.75万kwh。

（2）注意生活给水管道中减压节流问题。

上文在叙述给水管道出水压力过大问题时提及到容易发生超压出流而造成水资源的浪费。而对于节能方面，这一点也往往容易被忽视。因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达300-400kPa。而在进行设计流量计算时，卫生器具的额定流量是在流出水头为20-30kPa的前提条件下所得的。若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的4-5倍。随之带来了水量浪费、水压过高的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂。

4.结束语

建筑给排水工程中节能节水潜力很大，在设计中充分利用市政给水管网水头，应用太阳能热水器，合理控制超压出流，采用新型节水设备、新型热水循环系统，推广建筑中水回用和雨水再利用技术，可以取得良好的节能节水效益。节能要搞实质，不是搞噱头。节能与实用性、安全性、经济性等多种因素综合考虑才是完善的设计，才是我们的根本出发点。 [科]

【参考文献】

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