建筑给排水设计中的节水节能措施探讨

1、建筑给排水设计中的节水节能措施探讨    摘要：紧密结合建筑给排水工程设计中的各个方面，从管网分区方式、水泵选型、管材选用，卫生器具节能限流、中水回用、兩水回收等角度，深入探讨了设计中可以采用的节水节能的有效措施。关键词：给排水设计；节水；节能0引言我国是一个水资源短缺而人口众多的国家，据资料显示全国人均水资源占有量只相当于世界人均水平的1/4，居世界的110位，被列为全球13个贫水国之一。目前在全国666个建制市中，有330多个城市不同程度的贫水，其中严重缺水的达108个，每年因缺水而影响的工业产值2300亿元。因此，如何在给排水设计中采用合理措施以达

2、到节能节水的目的，对我国的经济建设具有重要意义。1建筑给水排水节水节能的设计依据建筑给水排水专业在节水节能设计中主要的法规、规范、标准有：中华人民共和国节约能源法、中华人民共和国建筑法、中华人民共和国奇再生能源法、建设部民用建筑节能管理规定、JGJ2695民用建筑节能设计标准、GB501892005公共建筑节能设计标准.GB503682005住宅建筑规范、GB500152003建筑给水排水设计舞范、GB503642005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范、GB502422002、建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规程、GB503352002污水再生利用工程设计规范、CECS611994城市污水

3、回用设计规范、GB503362002建筑中水设计规范sGB504002006建筑与小区雨水利用工程技术规范、CJ164-2002节水型生活用水器具、GB/T503782006録色建筑评价标准等。 .2建筑给排水设计中的节水节能措施2.1充分利用市政管网的压力,合理分区供水设计前做好充分的调查，掌握准确的市政水压、水量资料，充分利用市政管网的剩余水头。在建筑给排水的设计中，常将市政水直接引入生活贮水箱，特别是贮水箱位于地下室时更是浪费市政管网的可用水头。各地区市政管网的压力有所不同，一般市政给水管网压力在0.20.4MPa之间，能满足35层多层建筑的供水压力，在实际设计中一般建筑均为五

4、层以上，供水要求二次加压。合理利用市政管网的压力，采用分区供水方式和新型供水设施，可以有效减少二次加压能耗。例如高层建筑的下面几层用水量较大的公共服务商业设施可单独分区，利用市政管网的压力直接供水，既充分利用市政管网压力又减少生活水箱容积。供水中采用新型无负压供水设施也可起到充分利用市政管网压力的作用。2.2合理选择二次供水的加压方式在我国常见的二次供水方式可分为以下4种：(1)位水箱供水方式。流程是自来水水箱或水池水泵高位水箱用户;这是20世纪80年代以前经常采用的供水方式，优点是压力稳定，供水可靠，水泵始终在高效段运行；缺点是供水压力受高位水箱设置高度的限制，占地面积大，噪声较大，水质二次

5、污染严重，没有利用自来水管网的压力。(2)气压给水方式。流程是自来水水箱或水池水泵气压水罐用户;常见于20世纪80年代.早、中期，优点是占地面积较小，罐体密闭，污染较小;缺点是调节容量较小，水压变化较大，水泵不完全在高效段工作，水泵平均效率较低，并且水泵的扬程存在压力差值的能量额外消耗，无用功不可避免，一般要增加能耗15%25%,自来水释放到水箱或水池但没有利用自来水管网的压力，目前使用较少。变频给水方式。流程是自来水水箱或水池水泵用户。在20世纪的90年代经常采用，优点是供水压力恒定，取消了高位水箱，避免了水质污染。缺点是没有利用自来水管网的压力，投资较高，占地面积较大，运行管理麻烦，保留了

6、水箱或水池,产生水质的二次污染。无负压给水方式。流程是自来水稳流补偿器水泵用户，该种方式是1997年首次研制出的一种二次供水方式，用户管道直接与自来水管网串接而不产生负压，取消了水箱、水池,避免了因水箱、水池的清洗或消毒及溢流等所产生的水量浪费，节水效果较好;同时彻底解决了二次供水的水质污染问题。当自来水管网压力达到用户给水系统所需要的供水压力时，水泵进入休眠停泵状态，自来水管网经旁通管直接向用户供水，利用自来水管网压力达到节能的目的。无负压给水方式在设计时，受某些条件的制约，如自来水管网的水量、水压以及电源情况等。经常停电、停水，或者是对有毒物质、核工业、辐射、生化等危险品进行加工、制造、贮

7、存的二次供水场合不适宜使用无负压给水方式。前3种供水方式中因为第3种更为节能卫生，故推荐使用。无负压给水在使用中应充分考虑用户的实际用水情况及当地自来水部门的相关要求。2.3合理设计水泵的运行参数设计中水泵的选择主要有以下几个方面：选择高效水泵并使工况位于高效区。另外大泵的效率一般比小泵要高，设计时尽可能选则大泵。搭配选择水泵。离心泵运行的高效区流量范围为(1一0.5)Q，建筑的用水量也是不断变化的，设计时注意选配几种大、小泵（一般不超过3种)，以适应用水量的变化。优先采用变频调速水泵供水。变频调速水泵可自动调节水泵转速，避免电机频繁启动，从根本上防止能源浪费，节电率可达30%50°

8、/综上，水泵选型应在准确计算设计秒流量后进行,做到大小搭配,在高效区内选取合适的变频调速水泵。2.4生活给水管道的减压节流措施建筑给水排水设计规范第3.3.5条规定，高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa,特殊情况下不宜大于0.55MPa。规范对压力做出限制主要出于防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度，而压力太高也会导致卫生器具超压出流现象。所谓超压出流是指卫生器具在单位时间内的出水量超过额定流量的现象，它不但破坏给水系统中水量的正常分配,还会产生无效用水量，浪费水资源。在曰常设计中，为防止配水管静水压大于0.35MPa,可采用合理分区，设置

9、减压阀、减压孔板、节流塞等相应减压限流措施。2.5使用节水节能型卫生器具和配水器具设备给水水嘴建议选择能限制出流率、陶瓷芯等密封性好的节水型水嘴。节水型水嘴和普通水嘴相比较，在水压相同的条件下，节水量为3%50%,大部分在20%30°C厨房或卫生间的水嘴和龙头建议选择充气水嘴，可以有效节水,充气率一般在15%左右，即节水率在15%左右。建议选择节水型便器,坐便器水箱容积不大于6L。建议选择大、小便分档冲洗的产品，小便的冲水量一般为4L。公共场所建议选择感应式便器或延时自闭式冲洗阀和水嘴。延时自闭式冲洗阀在出水一定时间后自动关闭,可避免长流水现象。感应式阀门克服了上述缺点，避免了触摸操

10、作，节水、卫生，但造价较高。有些场合可运用真空技术进行冲洗，达到节水的效果。2.6合理使用新型管材随着新型节能管材的不断研究，对于钢管的依赖性问题得到解决，出现了很多可靠、安全、性能好，美观实用的新型复合管材。如用于高压干管的铝塑复合管、钢塑复合管、薄壁不锈钢管、铜管；用于支管管路的承压小的PP-R管、PE管等，很好地解决了能源浪费问题。在对管道水头损失进行计算时，应严格对选用的管材的物理参数(如计算内径、公称压力等)进行水头损失计算，不能随意参廂，套查水力计算表;否则,将影响计算结果的准确性,其后果是导致供水系统压力过大或不足。设计时应根据具体使用的要求，合理选择能够满足供水系统工作压力要求

11、的管材，避免“大马拉小车”现象。例如用PN=1.25MPa的PP-R管替代PN=1.0MPa管材，不但初期投资浪费，还会增加27%29%的水头损失,产生能量浪费。再比如当给水系统设计需要选用公称压力PN多1.25MPa的给水塑料管材时，建议选用PE80级或PE100级的PE给水管，不宜选用PN>1.25MPa的PP-R给水管材，这样可减少27%30%的水头损失。当计算所需的管径DN务70nun时，建议选用衬塑钢管，相比PPR或PE管可减少30%以上的水头损失。在管道连接方式上，尽可能采用局部水头损失小的连接方式，如PPR管，建议采用分水器分水，PE管建议采用三通分水或对熔连接，这样可减少

12、大约20%以上的局部水头损失。2.7热水供应系统的节水节能热水水源的利用可采用太阳能、水源热泵、地源热泵等技术。利用太阳能系统制备热水，既节能又环保。多层住宅设计太阳能宜每户单独设置，在建筑的公共部位设置管道井，每户的太阳能进出水管均放置在公共管道井中，每户的太阳能集热板和储热水箱均设置在屋面，储热水箱需带辅助电加热功能。当日照不足时，热水由设在储热水箱内的辅助电加热系统提供。高层住宅可分户设置分散的太阳能热水器，每户的太阳能集热板放置在建筑外立面的向阳处,储热水箱需带辅助电加热功能,放置在阳台内。高层住宅也可把整个屋面布置成几组串连的太阳能聚热板，集中供热，在楼梯间顶部设置储热水箱间，储热水

13、箱需带辅助电加热功能，热水上供下回，循环泵在水箱间内热水循环方式的设计，建议采用集中热水供应系统，保证干管、立管中的热水循环。2.8建筑中水的推广使用人们的日常生活用水并非需要全部达到生活饮用水标准，例如冲厕，浇洒绿地及冲洗车辆等可利用中水。在建筑单体的给排水设计中采用分质排水：76.2011年第11期粪便污水、厨房废水直接进入市政管网,其他优质排水如淋浴、洗衣废水单独设置管道，收集作为中水的原水。中水代替自来水用做冲厕、绿化浇灌、冲洗车辆等，则可为国家节约大量的水资源，长期下来，也可为住户节约大量水费。中水系统因在初期投资较大，且在已建成工程中改造较复杂,所以实施起来还须一个过程，但中水是发

14、展的必然趋势,是污水资源化,节约水资源的有力措施。2.9雨水的充分利用雨水系统的设计，多年来很少考虑到利用，只是考虑如何有效地排放，使之白白地浪费掉,有效地利用雨水在我国有些缺水地区已经开始引起关注。雨水的利用分为直接利用和作为中水水源的间接利用。建筑物中收集雨水的一般做法是，用导管把屋顶雨水引入设置在地下的雨水沉砂池，沉淀后的雨水上清液流入储水池，再由水泵送入杂用水集中储水池，经加氯消毒后送入中水系统，水质较差的初期雨水不予利用。经过上述处理后，雨水作为一种可以用于城市绿化、厕所冲洗以及其他适合中水水质标准的用水。3结语节水节能己成为给水排设计工作者的紧迫任务，各种节排措施也已成为国内外考评绿色建筑的