浅析建筑给排水节能设计要点

沈凯

【摘要】本文结合工程技术实践，分析了给排水各个系统的具体节能措施。

【关键词】减压；节能；太阳能；热泵

随着整个国民经济的持续快速发展和城市化水平的不断提高，水

资源短缺和原材料短缺的矛盾日益凸现，节能被提到越来越重要的地位。目前我国能源的供应越来越紧张，低于世界平均水平，而我国的能耗状态，又比发达国家高得多，其中我国建筑能耗约占整个社会能耗的32% ，高于发达国家2-3倍。建筑给排水的能耗主要包括给水、排水、消防供水、生活热水、循环用水、重复用水等需要的能耗，其中生活热水所需的能耗最大。以下针对建造给排水中各个系统的节水设计谈一些个人体会，供各位同行探讨

1 给水系统设计

1.1 供水分区的划分及给水系统选择

在满足供水要求的前提下，充分利用市政压力供水。高层建筑的供水系统应进行分区，分区减压阀的设置，从节能方面考虑，尽量不串联设置，单个减压阀减压值不宜过大，按规范要求，可调式减压阀压差不宜> 0.4MPa ，要求环境安静的场所不应大于0.3MPa；比例式减压阀减压比不宜> 3∶1。当超过本值时宜增设供水泵组，减少同一泵组供水范围，减少能耗的浪费。同时，推荐支管减压作为节能的重要措施，推荐支管的工作压力限值为0.15MPa 。

（1）在供水系统的选用时应拓展思路，经过精确计算，充分利用市政压力，尽量避免水泵在低效段工作，以达到节能的目的。以下介绍几种可采用的供水方式：

（2）常速泵组+ 高位水箱叠压供水。在常速水泵前加设稳流罐及负压消除器，直接将市政管网水加压至高位水箱，上行下给供水，压力不足的部位采用叠压或变频装置供水。

（3）小容量高位水箱与管网叠压联合供水。在用水量大时，采用叠压供水，同时，部分水转输至屋面小水箱，在用水量小时，采用屋面小水箱+ 低功率管道泵供水。

（4） 使用无负压给水设备加压供水，相对于传统的二次加压方式，无负压供水具有以下优点：1）可减少投资传统加压方式需要建水箱，使用无负压给水设备可取消生活水箱，减小泵房面积；2）减少生活水箱对自来水的二次污染，降低了水中微生物含量高； 3）可节省大量能源，传统二次加压方式是将自来水直接放入水箱中，使所有压力全部为零，再从零开始重新加压供水，而无负压变频设备能充分利用原有市政管网压力供水，与供水管网直接串接，差多少，补多少。

1.2 合理选用变频供水设备

（1）变频系统主要有恒压变量变频及变压变量变频两种，有条件时应尽量将恒压点移至最不利用水点附近，形成变压变量系统，较为节能。

（2）变频供水装置中，水泵的选用十分重要。应让水泵基本在高效区运行，选用Q-H 特性曲线随流量的增大，扬程逐渐下降的曲线，在额定转速时的工作点，应位于高效区的末端。泵组宜多台运行。对于用水量不大的单体建筑可选三台，一台变频、一台工频、一台备用泵轮换工作。每台泵流量按设计流量的60 %选择。对于小区集中供水，可采用大泵、中泵多台并联并配夜间小泵（单台主泵的1/ 3 - 1/ 2） 加气压罐组合供水，在运行过程中根据用水量随时调整。

1.3节水器具及仪表的采用

（1）生活用水器具均应采用节水型卫生器具，其产品的技术性能应符合国家城镇建设行业标准《节水型生活用水器具》CJ 164 - 2002 的要求，不应选用违反强制性技术标准条文规定的生活用水器具。

（2）用水设备安装水表等计量设备，是节水的重要措施之一。有条件直接进行一户一表的改造。水表应设置使用期限。现有远传可控水表，同时具备了抄表、阀控和预付费功能，并可通过银行进行收费管理，可以有效解决自来水公司管理、抄表、收费等管理需求，可使用于智能化小区及自来水公司一户一表改造。

2 熱水系统

2.1 热源的选取

（1）太阳能用作住宅热水加热的节能技术措施。利用能制备生活热水，既节约能源又保护环境。多层居住建筑太阳能宜分散设置，在楼梯间公共部位设管道井，各户的太阳能进出水管均设在管井中，每户的太阳能集热水箱设置在屋面。阴雨天无法使用太阳能时，热水由设在室内的燃气热水器补充。对于高层住宅除上部几层可以设置分散的太阳能热水器外，其它层不宜采用分散设置太阳能，应采用集中供热的太阳能热水系统。高层建筑太阳能的利用有直接利用和间接利用。直接利用是把整个屋面均布置成几组串连集热的太阳能聚热板，在楼梯间顶部设水箱间，热水箱内设电辅助加热设备，热水采用上供下回，循环泵设置在水箱间；间接利用是太阳能集热板集中设置在屋面，换热器热水箱设在地下室设备间内，制备好的热水再用变频泵加压送到各用户。当太阳能不足时，用燃气式电能辅助加热。

（2）空气源热泵用作制取热水。空气源热泵的通过吸收空气中热量来制取生活热水。其耗电量仅为电热水器的四分之一，燃气热水器的三分之一，让生活热水变得更加低廉。空气源热水机组可以实现全天候大水量、多点同时供水，让需要用热水的地方，随时都能用到，并在制取热水的过程中午废物排放，不会造成二次污染。

2.2 热水系统的合理选择与设计

（1） 在满足配水点最低水温要求的条件下，适当采用低的供水温度，可节约能耗。对于局部温度要求高的部位，建议二次加热。特别对于热泵系统，当出水温度达不到个别用水点的要求，或可能出现短时（或季节性） 供热不足时，应设置辅助热源。

（2）对于空气源热泵系统，无辅助热源应按最冷月平均气温和设计小时平均供热量选择空气源热泵机组。有辅助热源宜按春分、秋分所在月平均气温和相应的设计小时平均供热量选择空气源热泵机组。在空气源热泵的选用时，应按不同季节的环境温度进行核对，为避免设备选型过大，可满足过渡季节的使用要求，冬天若难以满足使用，可采用电辅助加热。

3 其他给排水系统

3.1 建立合理有效的水处理循环系统

现如今随着社会的发展，提倡建设绿色生态型小区成为住宅建设的新方向。小区建设雨水收集系统，收集后的雨水与水景循环水一同进入雨水处理系统，雨水处理系统采用较先进的MBR， 即膜法生物处理系统，就是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效污水处理与回用工艺。收集的雨水将用于小区的水景、冲洗汽车、绿化喷灌等。

3.2 消防贮水池的设置及加压

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。另外，高层建筑群或小区应尽可能共用消防水池和加压水泵。消防贮水量应按其中最大的一座高层建筑用水量来计算。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，还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。

4 结束语

给排水系统与建筑用户的日常生活紧密相连，其人性化设计是保证用户的生活质量的基本要求。在满足消费者需求的同时，考虑给排水系统的节能降耗也是现代世界资源形势的内在要求。因此，在设计中采取一切必要措施，充分贯彻节能节水的设计要求，成为摆在每个给排水设计师面前的一个不容回避的责任。这就需要我们在设计中，充分理解设计中的每一个细节，在保证设计功能需要的前提下，尽最大可能减少系统建造及运行成本。

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[M].中国计划出版社，2007（3）.

[2]建筑给排水设计规范[M].中国计划出版社，2009 。