论文部分内容阅读
摘要：随着我国经济不断发展，当前我国日益严重的水资源短缺和水环境污染情况，不仅困扰国计民生，并已成为制约社会经济可持续发展的重要因素。就给排水设施而言，节水和节能是密不可分的，科学合理的给排水设计，对现代建筑的节水节能影响非常大，蕴藏着巨大的潜力。文章分析了高层建筑给排水设计的常见問题，对给水系统、排水系统及消防设计对其组成和布置、系统设计中如何节能节水经济性运行进行了分析。
关键词：高层建筑；给排水；节能设计；经济性
一、高层建筑给排水与节能工程
（一）高层建筑给排水的特点
高层建筑的建筑标准高。给水排水设各使用人数多，水量大，一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大；竖向分区多；火灾隐患大；高层建筑的排水量大，管道长，管道压力波动大。目前，如何合理地设计给排水及消防系统，对高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最重要的问题。当前的高层给排水技术总体上日趋成熟，但也存在许多待解决的问题：（1）新型减压、稳压设备的研制与应用；（2）安全可靠经济实用运行管理方便的供水技术的研究与应用；（3）低成本高效能新烈管道材料的开发与应用；（4）高层建筑消防与自动控制技术；（5）提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；为了适应和推动高层建筑的发展，必须不断改进和提高给排水的技术水平。
（二）高层建筑给排水与节能、经济
建筑给排水研究对于建筑节能有重要的现实意义、但是，对于建筑给排水专业在节水节能中的作用及普遍存在的问题，社会对其重视仍然不够、建筑高能耗在工程设计及应用中普遍存在严重低效耗能情况。在现实中时常出现，这种不合理的设计，造成了巨大的能源浪费，不利于国家经济社会的可持续发展。因此，只有不断的加强建筑给排水设计人员的能耗意识，真正把节能、节水放在重要位置，才能保证高效的能源应用，实现可持续发展。
二、高层建筑排水系统的设计
建筑内部的排水系统直接影响着人们的日常生活和生产，在设计中，应首先保证排水的通畅和室内良好的居住环境，避免疾病的传染。尤其对于高层建筑的排水立管，因排水量大，建筑高度高，合理地设置排水通气系统和消能装置，对增加立管排水流量，保证排水系统的通畅有着重要的意义。由于高层建筑卫生洁具排水系统连接管的立管较长，底层排水压力大，易使下层卫生洁具发生排水喷溅；卫生洁具属于间断排水，使排水方向的前行管道系统产生正压，水流下降过程中，后续管道产生负压形成抽吸，均可能使管道系统发生水喷溅和水封水抽吸。一般10层及以上的建筑生活污水立管应设置专用通气体立管，从最高层算起，污水管道每隔六层设置消能装置，每隔三层设结合通气管同通气立管相连接。
（一）科学选择给水系统
高层建筑加压给水系统主要有两种方式：水池——水泵——水箱联合供水、水池——水泵调速供水采用水池——水泵调速供水，水压稳定，此系统无高位水箱，避免了水质二次污染，是目前建筑高度小于100m的高层建筑的主要供水方式。该方式中，水泵通过改变水泵电机频率来改变水泵出水流量，可以明显节能水泵调速一般是减速问题。在选择变频泵组时，水泵台数一般不小于3台或者设计1台小流量泵，以适应一定范围内的流量变化。居住小区给水泵房采用变频泵供给时，分区并联供水比水泵升压减压阀分区供水安全性能高且节省能量。
（二）单独设置生活给水系统和消防给水系统
按照《高规》规定，生活给水系统静压以不大于300～400kPa分区为宜，消防给水系统静压以不大于800kPa分区为宜。为此，在高层建筑给水系统的设计中，应将生活给水系统和消防给水系统单独设置，以防生活给水管道超压而造成超量供水等问题。如果按照消防给水系统的要求水压值分区，必然会造成生活给水系统的严重超压，需要常年使用减压阀降压节流，造成能源浪费；如果按照生活给水系统的水压要求分区，则会相对增加水泵机组
数目。
（三）注意生活给水管道中的减压节流
生活给水系统按规定竖向分区后，仍存在部分卫生器具配水点水压偏大的问题，若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将是额定流量的4～5倍，随之引起水量浪费、水压过高、漏水量增加等弊病同时，还易产生水击，噪声和振动，致使管件损坏、破裂。为了减少超压出流现象，给水系统设计中需合理配置减压装置，将水压控制在限值要求范围内。目前，减压装置主要有减压阀、减压孔板和节流塞。
（四）热水供应中的节能
生活热水供应系统所耗能源占整个建筑能耗的10%～30%，而其，用于制备生活热水的热源又占其系统能耗的85%以上，因此合理选择生活热水的热源对于节能有举足轻重的作用。集体热水供应系统的热源可按下列顺序选择：（1）工业余热、废热。利用工业余热、废热，变废为宝，既可节能又消除了污染，在有此条件的地方应优先选用。（2）地热水资源丰富且允许开发的地热，可根据水质、水温等条件用其作热源，也可直接用其作为生活热水。但地热水按其形成条件不同，其水温、水质、水几等均有很大差别，设计，应采取相应的升温、降温、去除有害物质的措施，以保证地热水的安全合理利用。（3）太阳能是一种取之不尽的最有条件推广应勇的热源。凡当地年日照时数人于1200h年太阳辐射量人于4200M J/m2的地区均可采用太阳能作为热源。（4）有水源（含地下水、地表水、污废水）可供热回收利用的地方、气候温暖地区，土壤热物性能较好的地方可分别采川水源、气源、地源热泵制备热源，或直接供给生活热水。（5）选择能保证全年供热的城市热网或区域性锅炉房的热水或蒸汽做热源。如热网或区域性锅炉房仅在采暖期运行，则应经经济技术比较后确定热源。（6）上述条件不存在、不可能或不合理时，可采用专用的蒸汽或热水锅炉制备热源，也可采用燃油、燃气热水机组制备生活热水。（7）当地电力供应较富裕，有鼓励夜间使用低谷电的政策时，可采用电能作热源或直接制备生活热水。
三、结语
作为人们生活必须的重要资源的水，在当前的环境下需得到有效的保护与合理的利用、而对建筑给排水进行有效的经济性控制，能够在很大程度上减少资源浪费和能源消耗。科学合理的给排水设计，对现代建筑的节水节能影响非常大，蕴藏着巨大的潜力。因此，在建筑给排水系统的设计过程中，不仅要强调其使用功能完善、外形美观等，还应当从节水节能的角度出发，进行科学、合理的设计，从而实现水资源的可持续保护和利用，为节约型社会的建设做出贡献。
关键词：高层建筑；给排水；节能设计；经济性
一、高层建筑给排水与节能工程
（一）高层建筑给排水的特点
高层建筑的建筑标准高。给水排水设各使用人数多，水量大，一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大；竖向分区多；火灾隐患大；高层建筑的排水量大，管道长，管道压力波动大。目前，如何合理地设计给排水及消防系统，对高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最重要的问题。当前的高层给排水技术总体上日趋成熟，但也存在许多待解决的问题：（1）新型减压、稳压设备的研制与应用；（2）安全可靠经济实用运行管理方便的供水技术的研究与应用；（3）低成本高效能新烈管道材料的开发与应用；（4）高层建筑消防与自动控制技术；（5）提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；为了适应和推动高层建筑的发展，必须不断改进和提高给排水的技术水平。
（二）高层建筑给排水与节能、经济
建筑给排水研究对于建筑节能有重要的现实意义、但是，对于建筑给排水专业在节水节能中的作用及普遍存在的问题，社会对其重视仍然不够、建筑高能耗在工程设计及应用中普遍存在严重低效耗能情况。在现实中时常出现，这种不合理的设计，造成了巨大的能源浪费，不利于国家经济社会的可持续发展。因此，只有不断的加强建筑给排水设计人员的能耗意识，真正把节能、节水放在重要位置，才能保证高效的能源应用，实现可持续发展。
二、高层建筑排水系统的设计
建筑内部的排水系统直接影响着人们的日常生活和生产，在设计中，应首先保证排水的通畅和室内良好的居住环境，避免疾病的传染。尤其对于高层建筑的排水立管，因排水量大，建筑高度高，合理地设置排水通气系统和消能装置，对增加立管排水流量，保证排水系统的通畅有着重要的意义。由于高层建筑卫生洁具排水系统连接管的立管较长，底层排水压力大，易使下层卫生洁具发生排水喷溅；卫生洁具属于间断排水，使排水方向的前行管道系统产生正压，水流下降过程中，后续管道产生负压形成抽吸，均可能使管道系统发生水喷溅和水封水抽吸。一般10层及以上的建筑生活污水立管应设置专用通气体立管，从最高层算起，污水管道每隔六层设置消能装置，每隔三层设结合通气管同通气立管相连接。
（一）科学选择给水系统
高层建筑加压给水系统主要有两种方式：水池——水泵——水箱联合供水、水池——水泵调速供水采用水池——水泵调速供水，水压稳定，此系统无高位水箱，避免了水质二次污染，是目前建筑高度小于100m的高层建筑的主要供水方式。该方式中，水泵通过改变水泵电机频率来改变水泵出水流量，可以明显节能水泵调速一般是减速问题。在选择变频泵组时，水泵台数一般不小于3台或者设计1台小流量泵，以适应一定范围内的流量变化。居住小区给水泵房采用变频泵供给时，分区并联供水比水泵升压减压阀分区供水安全性能高且节省能量。
（二）单独设置生活给水系统和消防给水系统
按照《高规》规定，生活给水系统静压以不大于300～400kPa分区为宜，消防给水系统静压以不大于800kPa分区为宜。为此，在高层建筑给水系统的设计中，应将生活给水系统和消防给水系统单独设置，以防生活给水管道超压而造成超量供水等问题。如果按照消防给水系统的要求水压值分区，必然会造成生活给水系统的严重超压，需要常年使用减压阀降压节流，造成能源浪费；如果按照生活给水系统的水压要求分区，则会相对增加水泵机组
数目。
（三）注意生活给水管道中的减压节流
生活给水系统按规定竖向分区后，仍存在部分卫生器具配水点水压偏大的问题，若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将是额定流量的4～5倍，随之引起水量浪费、水压过高、漏水量增加等弊病同时，还易产生水击，噪声和振动，致使管件损坏、破裂。为了减少超压出流现象，给水系统设计中需合理配置减压装置，将水压控制在限值要求范围内。目前，减压装置主要有减压阀、减压孔板和节流塞。
（四）热水供应中的节能
生活热水供应系统所耗能源占整个建筑能耗的10%～30%，而其，用于制备生活热水的热源又占其系统能耗的85%以上，因此合理选择生活热水的热源对于节能有举足轻重的作用。集体热水供应系统的热源可按下列顺序选择：（1）工业余热、废热。利用工业余热、废热，变废为宝，既可节能又消除了污染，在有此条件的地方应优先选用。（2）地热水资源丰富且允许开发的地热，可根据水质、水温等条件用其作热源，也可直接用其作为生活热水。但地热水按其形成条件不同，其水温、水质、水几等均有很大差别，设计，应采取相应的升温、降温、去除有害物质的措施，以保证地热水的安全合理利用。（3）太阳能是一种取之不尽的最有条件推广应勇的热源。凡当地年日照时数人于1200h年太阳辐射量人于4200M J/m2的地区均可采用太阳能作为热源。（4）有水源（含地下水、地表水、污废水）可供热回收利用的地方、气候温暖地区，土壤热物性能较好的地方可分别采川水源、气源、地源热泵制备热源，或直接供给生活热水。（5）选择能保证全年供热的城市热网或区域性锅炉房的热水或蒸汽做热源。如热网或区域性锅炉房仅在采暖期运行，则应经经济技术比较后确定热源。（6）上述条件不存在、不可能或不合理时，可采用专用的蒸汽或热水锅炉制备热源，也可采用燃油、燃气热水机组制备生活热水。（7）当地电力供应较富裕，有鼓励夜间使用低谷电的政策时，可采用电能作热源或直接制备生活热水。
三、结语
作为人们生活必须的重要资源的水，在当前的环境下需得到有效的保护与合理的利用、而对建筑给排水进行有效的经济性控制，能够在很大程度上减少资源浪费和能源消耗。科学合理的给排水设计，对现代建筑的节水节能影响非常大，蕴藏着巨大的潜力。因此，在建筑给排水系统的设计过程中，不仅要强调其使用功能完善、外形美观等，还应当从节水节能的角度出发，进行科学、合理的设计，从而实现水资源的可持续保护和利用，为节约型社会的建设做出贡献。