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摘 要节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针,也是当前一项极为紧迫的任务。介绍建筑给排水及消防的节水、节能的十一个途径。
关键词给排水;节水;节能;设计
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)101-0048-01
我國是水资源严重不足的国家,人均水资源占有量约为2400 多立方米,仅为世界人均水资源占有量的四分之一,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展的战略目标中显得极为重要,而对我们给排水工作者来说,节约国家的能源,为国家的发展做出自己应有的贡献更是责无旁贷。
1利用太阳能作住宅热水加热
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。我国属于太阳能资源丰富的国家之一,全国总面积2/3以上年日照时数2000小时,辐射总量高于5000MJ/(m2·a),均适合推广太阳能热水器。
1)在使用的太阳能热水器技术上,按集热器类型可分为平板型、全玻璃真空管型和金属—玻璃真空管型。
2)按安装方式可分集中安装方式和单独安装。太阳能在实际工程中的应用节能明显,以笔者在洛阳伊川太阳绿城小区的太阳能设计为例,在各住宅屋顶安装全玻璃真空管太阳能集热器集中集热,贮热水箱及电辅助加热设置各单元的屋面上,按照定温放水的方式运行,在每一个单元管道井设置热水给水立管,分户安装计量水表。小区内共768户,日用水量平均每户按150L计算,总集热面积1840m2,经粗略核算,该小区太阳能热水系统常规能源替代量153.23吨标准煤/年,相应减少CO2排放379吨,减少SO2排放3.06吨,减少粉尘排放1531公斤。累计使用寿命内可替代常规能源2298吨标准煤。
由此可见在工程设计中,热水热源的选择应优先考虑太阳能。
2合理利用市政管网余压
在城市供水中,根据城市供水规模大小不同,一般市政给水管网压力均在0.2~0.4MPa之间。合理利用市政管网压力,采用分区供水方式,可以减少二次加压能耗。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。这样既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。
3采用节水型卫生器具,减少供水量
1)减少马桶冲洗水量:若全部使用冲水量≤6L的马桶,则住宅可节水14%,宾馆、饭店可节水4%,办公楼可节水27%。
2)厨房、沐浴、盥洗的节水。厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。瓷芯节水龙头节水效果也比较明显。
3)在公建卫生间中积极推广使用红外感应控制式水龙头和延时自闭式水龙头。
4发展中水系统
中水指的是人们日常生活中各种排水经过处理后,达到规定的水质标准,可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。建筑排水如果收集起来经过净化处理成为中水,用作建筑杂用水和城市杂用水,如冲厕所、道路清扫、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工、消防等杂用,从而替代出等量的自来水,这样相当于增加了城市的供水量。因此在水资源越发缺乏的情况下,建设第二水资源——中水势在必行。它是实现污水资源化、节约水资源的有力措施,是今后节约用水发展的必然方向。从我国设有中水系统的旅馆、住区等民用建筑统计,利用中水冲洗厕所便器等杂用,可节水30%～40%。
5推广新型管材、新技术在工程的应用
由于镀锌钢管容易生锈,会造成水质污染,长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管、PE管、PVC-U管等就能很好的解决此类浪费问题。阀门也是建筑给排水中最常用的配件之一,其类型和质量的好坏也能影响用水的质量。一般的,截止阀比闸阀关的严,闸阀比蝶阀关得严。当同等条件时,我们就应当选用更能够节水的阀门。
6控制超压出流
超压出流是指给水配件前的静水压大于流出水头,其流量大于额定流量的现象。超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益,是浪费的水量。由于这种水量浪费不易被人们察觉和认识,因此可称之为隐形水量浪费。根据有关数据研究,当配水点处静水压力大于0.15MPa时,水龙头流出水量明显上升。因此建议高层分区给水系统最低卫生器具配水点处静水压大于0.15MPa时,宜采取减压措施。
7雨水的利用
雨水利用就是将雨水收集起来,经过一定的设施和药剂处理后,得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水,处理后的雨水作为一种可以利用的水资源可以用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水。目前,世界上许多国家都展开了对雨水利用的研究,以节约水资源,减轻当地的用水和污水处理负担。
8合理的设置消防水池及相关的消防加压系统
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。消防贮水量应按其中最大的一座高层建筑需水量来计算。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,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。
9加强水表在现实的管理的积极作用
1)增加小区进户总水表的设置。增加小区进户总水表,通过与各户水表进行水量平衡分析,有利于查出漏水隐患。
2)提高水表计量的准确度。由于有的建筑物水表型号过大。用水量较小时,水表指针基本不动。为此应采取有效措施提高水表计量的准确度。
3)发展IC卡水表和远传水表近几年,我国住宅设计开始将水表相对集中或统一设于一楼(或设备层),或把水表设于管井内。这些设计会造成供水管线的增加和成本的提高,同时还增加了施工难度和住户验看水表不方便等问题。可见,我国的水表应用技术应朝着IC卡水表和远传水表系统的方向发展。
10防止二次污染造成的水量浪量
二次污染事故的发生,使得建筑给水系统不能正常工作,造成用户用水困难。同时,受到污染的水将会被排放;对供水系统的清洗处理,也需耗费大量的自来水,这些都造成了水的严重浪费。因而防止建筑给水系统二次污染,对节约用水有着十分重要的意义。
1)在条件许可时应优先考虑叠压供水的方案。叠压供水无需设置生活水箱,可以有效的防止二次污染。
2)严格执行设计规范中有关防止水质污染的规定。采用水泵、水箱二次供水方式时,应严格执行设计规范中有关水池(箱)材质选用、配管和构造设计及防止管道系统回流污染等规定,杜绝由于选材或设计、施工不当引起的水质污染。
3)水池、水箱应定期清洗。为保证水箱良好的卫生条件,在工程设计中应强调对水箱水质和水箱清洗的周期,并应适当增加水箱的清洗次数。
4)推广使用优质给水管材。在建筑给水中,塑料管与镀锌钢管相比,在经济上具有一定优势。铜管和不锈钢管虽然造价较高,但使用年限长,还可用于热水系统。应根据建筑和给水性质,选择合适的优质给水管材。
11在热水设计中,尽量完善热水循环系统,减少水资源的浪费
在实际生活中,大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象,主要体现在开启热水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡,循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流,使远离加热设备的环路中水温下降;热水管网布置或计算不合理,致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊,若冷水的压力比热水大,使用配水装置时往往要出流很多冷水,之后才能将温度调至正常。因此在热水系统设计中循环管道应尽量保证同程布置,冷热水分区应一致,当不能满足时,应采取保证系统冷、热水压力平衡的措施。
12结束语
建筑给排水节水、节能潜能很大,若我们每一位给排水设计者能结合实际工程,设计出更加合理的节水、节能的方案,可节约建筑给排水方面所需能量的40%左右,节约用水约30%左右,也是一件利国利民的大事。
关键词给排水;节水;节能;设计
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)101-0048-01
我國是水资源严重不足的国家,人均水资源占有量约为2400 多立方米,仅为世界人均水资源占有量的四分之一,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展的战略目标中显得极为重要,而对我们给排水工作者来说,节约国家的能源,为国家的发展做出自己应有的贡献更是责无旁贷。
1利用太阳能作住宅热水加热
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。我国属于太阳能资源丰富的国家之一,全国总面积2/3以上年日照时数2000小时,辐射总量高于5000MJ/(m2·a),均适合推广太阳能热水器。
1)在使用的太阳能热水器技术上,按集热器类型可分为平板型、全玻璃真空管型和金属—玻璃真空管型。
2)按安装方式可分集中安装方式和单独安装。太阳能在实际工程中的应用节能明显,以笔者在洛阳伊川太阳绿城小区的太阳能设计为例,在各住宅屋顶安装全玻璃真空管太阳能集热器集中集热,贮热水箱及电辅助加热设置各单元的屋面上,按照定温放水的方式运行,在每一个单元管道井设置热水给水立管,分户安装计量水表。小区内共768户,日用水量平均每户按150L计算,总集热面积1840m2,经粗略核算,该小区太阳能热水系统常规能源替代量153.23吨标准煤/年,相应减少CO2排放379吨,减少SO2排放3.06吨,减少粉尘排放1531公斤。累计使用寿命内可替代常规能源2298吨标准煤。
由此可见在工程设计中,热水热源的选择应优先考虑太阳能。
2合理利用市政管网余压
在城市供水中,根据城市供水规模大小不同,一般市政给水管网压力均在0.2~0.4MPa之间。合理利用市政管网压力,采用分区供水方式,可以减少二次加压能耗。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。这样既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。
3采用节水型卫生器具,减少供水量
1)减少马桶冲洗水量:若全部使用冲水量≤6L的马桶,则住宅可节水14%,宾馆、饭店可节水4%,办公楼可节水27%。
2)厨房、沐浴、盥洗的节水。厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。瓷芯节水龙头节水效果也比较明显。
3)在公建卫生间中积极推广使用红外感应控制式水龙头和延时自闭式水龙头。
4发展中水系统
中水指的是人们日常生活中各种排水经过处理后,达到规定的水质标准,可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。建筑排水如果收集起来经过净化处理成为中水,用作建筑杂用水和城市杂用水,如冲厕所、道路清扫、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工、消防等杂用,从而替代出等量的自来水,这样相当于增加了城市的供水量。因此在水资源越发缺乏的情况下,建设第二水资源——中水势在必行。它是实现污水资源化、节约水资源的有力措施,是今后节约用水发展的必然方向。从我国设有中水系统的旅馆、住区等民用建筑统计,利用中水冲洗厕所便器等杂用,可节水30%～40%。
5推广新型管材、新技术在工程的应用
由于镀锌钢管容易生锈,会造成水质污染,长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管、PE管、PVC-U管等就能很好的解决此类浪费问题。阀门也是建筑给排水中最常用的配件之一,其类型和质量的好坏也能影响用水的质量。一般的,截止阀比闸阀关的严,闸阀比蝶阀关得严。当同等条件时,我们就应当选用更能够节水的阀门。
6控制超压出流
超压出流是指给水配件前的静水压大于流出水头,其流量大于额定流量的现象。超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益,是浪费的水量。由于这种水量浪费不易被人们察觉和认识,因此可称之为隐形水量浪费。根据有关数据研究,当配水点处静水压力大于0.15MPa时,水龙头流出水量明显上升。因此建议高层分区给水系统最低卫生器具配水点处静水压大于0.15MPa时,宜采取减压措施。
7雨水的利用
雨水利用就是将雨水收集起来,经过一定的设施和药剂处理后,得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水,处理后的雨水作为一种可以利用的水资源可以用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水。目前,世界上许多国家都展开了对雨水利用的研究,以节约水资源,减轻当地的用水和污水处理负担。
8合理的设置消防水池及相关的消防加压系统
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。消防贮水量应按其中最大的一座高层建筑需水量来计算。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,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。
9加强水表在现实的管理的积极作用
1)增加小区进户总水表的设置。增加小区进户总水表,通过与各户水表进行水量平衡分析,有利于查出漏水隐患。
2)提高水表计量的准确度。由于有的建筑物水表型号过大。用水量较小时,水表指针基本不动。为此应采取有效措施提高水表计量的准确度。
3)发展IC卡水表和远传水表近几年,我国住宅设计开始将水表相对集中或统一设于一楼(或设备层),或把水表设于管井内。这些设计会造成供水管线的增加和成本的提高,同时还增加了施工难度和住户验看水表不方便等问题。可见,我国的水表应用技术应朝着IC卡水表和远传水表系统的方向发展。
10防止二次污染造成的水量浪量
二次污染事故的发生,使得建筑给水系统不能正常工作,造成用户用水困难。同时,受到污染的水将会被排放;对供水系统的清洗处理,也需耗费大量的自来水,这些都造成了水的严重浪费。因而防止建筑给水系统二次污染,对节约用水有着十分重要的意义。
1)在条件许可时应优先考虑叠压供水的方案。叠压供水无需设置生活水箱,可以有效的防止二次污染。
2)严格执行设计规范中有关防止水质污染的规定。采用水泵、水箱二次供水方式时,应严格执行设计规范中有关水池(箱)材质选用、配管和构造设计及防止管道系统回流污染等规定,杜绝由于选材或设计、施工不当引起的水质污染。
3)水池、水箱应定期清洗。为保证水箱良好的卫生条件,在工程设计中应强调对水箱水质和水箱清洗的周期,并应适当增加水箱的清洗次数。
4)推广使用优质给水管材。在建筑给水中,塑料管与镀锌钢管相比,在经济上具有一定优势。铜管和不锈钢管虽然造价较高,但使用年限长,还可用于热水系统。应根据建筑和给水性质,选择合适的优质给水管材。
11在热水设计中,尽量完善热水循环系统,减少水资源的浪费
在实际生活中,大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象,主要体现在开启热水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡,循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流,使远离加热设备的环路中水温下降;热水管网布置或计算不合理,致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊,若冷水的压力比热水大,使用配水装置时往往要出流很多冷水,之后才能将温度调至正常。因此在热水系统设计中循环管道应尽量保证同程布置,冷热水分区应一致,当不能满足时,应采取保证系统冷、热水压力平衡的措施。
12结束语
建筑给排水节水、节能潜能很大,若我们每一位给排水设计者能结合实际工程,设计出更加合理的节水、节能的方案,可节约建筑给排水方面所需能量的40%左右,节约用水约30%左右,也是一件利国利民的大事。