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摘要：给水系统节水、节能的实质就是不仅要对有限的水资源的合理利用，更是要节省能源耗费及经济给水，需要加强给水系统的管理，调整居民用水的结构，做到新时期的节水考虑，控制其他资源的耗费，特别是不可再生资源的直接耗费或转换使用，由传统的节水模式转变为节水、节能、经济要求三项共同作用，统筹考虑新型可再生能源的发展，将建筑给水系统的发展转变为具有可持续发展意义的新趋势。本文阐明了建筑给水设计节能的关注要点，分析研究了建筑给水设计节能的有效措施。
关键词：建筑给水设计节能有效措施
中图分类号：TE08 文献标识码： A 文章编号：
建筑业作为我国经济发展的支柱产业, 正在飞速发展,而人们对供水量和水质的要求以及消防的要求也在不断扩展, 这就对设计人员、施工人员以及监理提出了更高的要求,不仅要符合规范规定的要求, 更要把好校核关, 努力做到既为投资方节约成本又避免能源的浪费。而目前节约能源的关键除了节水节能技术, 还要加强人们的节水节能意识和改变用水习惯, 应倡导节约资源, 杜绝浪费。
一、建筑给水设计节能的关注要点
1、超压出流现象
建筑内部给水系统的压力, 必须能将需要的水量输送到建筑物内最不利点的用水设备处, 并保证有足够的工作水头。卫生器具给水额定流量是按照卫生器具用途和使用要求而规定的卫生器具给水配件单位时间的出水量。最低工作压力是为基本上满足卫生器具使用要求而规定的给水配件前的工作压力。给水配件前的压力大于最低工作压力, 给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象, 称超压出流现象。该流量与额定流量的差值, 为超压出流量。为了满足最不利点水头的要求, 超压出流现象必然存在。超压出流现象不但会破坏给水系统中水量的正常分配, 因超压出流的水未产生任何效益, 即为无效水量。而且当水压过大时, 水龙头启闭时易产生水击及管道振动, 使得阀门和给水龙头等磨损较快, 缩短使用寿命, 并可能引起管道连接处松动漏水, 加剧了水的浪费。在高层建筑中, 高区的供水还必须由水泵提供, 提升这部分无效水量又直接造成了电能的浪费。
2、给水管道及附件的损坏导致水量浪费
管道的老化及生锈, 阀门、水表、龙头等的破损导致水量的损耗。给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处都会有不同程度的漏水现象。尤其埋于地下的的管道破裂漏水更不易被发现, 造成极大的水资源浪费; 其次是给水附件的不合理选择, 造成实际出流量远大于需要的用水量, 造成水量的浪费。
3、加压贮水系统选择不合理造成浪费
目前新修高層建筑的消防加压系统一般都是各号楼单独设置, 这就造成工程建设和设备投资及运转费用过高, 并且多座贮水池的大消防贮水及定期换水也造成了严重的水电资源的浪费。再加上一些设计人员只求符合设计规范, 没有考虑到设备及管道的投资以及后期运转上的资源消耗。比如给水方式选择的不合理, 给水分区的不合理, 以及选择水泵机组的不合理都造成了不同程度资源的浪费。尤其以水泵机组选择不合理造成资源浪费最为严重, 因为水泵机组的运转是靠电能以维持, 在整个给水工程中95% ~ 98%的电能是用来维持水泵的运转, 因此在设计时这方面必须引起重视
二、建筑给水设计节能的有效措施
1、改进二次供水
第一、给水方式比较
（1）水池-水泵-高位水箱给水
高位水箱给水是应用较为普遍的一种传统的给水方式。它主要由贮水池、加压水泵、高位水箱和配水管网组成，高位水箱在给水系统中的作用，主要是贮水、调节水量和稳定水压。高位水箱给水方式又可分为并联给水方式、串联给水方式、减压水箱给水方式、减压阀给水方式等。经过对四种给水模式的对比发现，串联给水与减压给水结合的方式相对于其他三种模式，造价降低，并管理维护较为方便，同时也减小了噪声、震动等负面影响，因而针对高层建筑的应用更加合理，也较为经济。
（2）气压罐给水
气压给水设备方式的给水设备包括离心水泵和气压水罐，其中气压水罐是一种钢制的密闭容器，可以把气压给水模式看做是水泵-水箱给水方式的一种变形， 气压罐就相当于密闭的小容积水箱，作用是是在系统中既可以储存和调节水量，给水时利用容器内空气的可压缩性，将罐内储存的水压送到一定的高度，可取消给水系统中的高位水箱。
（3）变频恒压给水方式
变频调速恒压给水的技术和装备在给水系统中的应用，使得变频调速恒压给水系统成为当前高层建筑给水方式中一种新型的给水方案。变频给水的运行原理是：将给水管路中压力的变化或是流量的变化状态以信号形式传达给压力传感器，通过向变频调速装置反映，据此调节给水的频率，然后自动调节给水的压力并使之保持恒定， 使水泵的供水量、扬程与所需用水量和压力相吻合，达到节能的目的。因此变频调速泵给水方式广泛适用于用水量较大且不均匀的建筑给水系统中。
变频给水的节能效果是对设置高位水箱的给水方式而言的。对于那些不宜设置高位水箱的地区和高层建筑来说，变频泵的应用减少了建筑面积，减少了基建的投资；当系统用水量减少时，水泵降低转速运行，随之转速下降，从而调节流量，比一般设备节能10%-40%，同时也避免了水质的二次污染。
第二、给水方式的发展
（1）三种传统恒压给水方式的比较和缺陷
由于高位水箱-水泵的给水方式对占地面积方面要求较高，导致建筑面积的利用率较低，所以产生了气压罐给水的方式来替代水箱的设置， 在稳定水压的同时节省了建筑空间，是对水泵-高位水箱给水方式的一大改进。但气压罐给水方式的水压变化较大，且水泵的运行频率过高，造成水压的不稳等问题。
变频给水模式则改善了高位水箱-水泵给水和气压罐给水两种模式，使得给水系统的建筑面积得到更充分利用，也减少了高位水箱设置的复杂性， 使给水水质得到较好的保证，同时随水量要求变化水泵自主调节，满足了节能的要求。
（2）新型给水方式的发展
由于传统的气压给水设备和变频调速给水设备都不能有效地利用市政管网的水压，使能量无效耗费，因此针对传统的二次供水技术的革新就出现了叠压给水技术，也称为管网叠压给水方式或无负压给水方式；主要给水设备是由变频水泵机组、稳流罐、负压补偿装置等组成，要求给水管网水压不小于设定压力值，并保证水质不被污染。
管网叠压给水模式实际上是在变频恒压给水的基础之上，加了一套稳流罐设备，直接接在市政管网上，使水从接入口首先进入稳流罐，再利用真空消除器的作用，自动排除罐内的空气；当安装在设备出口处的压力传感器检测到了市政管网的水压满足给水要求时，系统则不经过加压泵直接利用自来水的压力给水；如果市政管网的压力小于给水压力要求时，检测压力的差额，由加压泵补给差额，以达到设定压力；当市政给水的水量不足时，空气由真空消除器进入到稳流罐中，破坏罐内的真空，然后自动抽取稳流罐内的水进行供给，并且避免管网内产生负压。
2、改进热水系统
第一、无效热水量的减少
无效热水量是热能耗费中影响较大的因素，同时也浪费了大量的用水资源，要避免产生无效热水浪费，能控制无效热水量的技术主要从用户末端控制出水温度和出水量，要保证管道高效保温，同时减小供热支管的长度，保持冷热水的水压平衡，同时要减少冷热水的水压波动、保持稳定，减少水温调节时间；主要从下面几方面措施来实施。
（1）选择合理的循环方式
热水系统中，无效冷水的产生及出水量的大小与系统的循环方式有很大的关系；在规范中提出热水的循环方式主要有立管循环、干管循环及支管循环；根据有关调查结果证明，支管循环方式能达到最节水的效果，而立管循环方式的节水量相对较少，但能最快的使投资回收，其经济优势较明显；干管循环的方式在从节水和经济的角度看都处劣势； 相对的，若系统不设置循环模式， 就会有大量的无效冷水量产生，不利于人们的使用，因此，对于建筑内的热水系统应鼓励设计时使用循环模式，尤其是支管循环的方式。
（2）提高熱水管网设计质量
热水管网的分区同给水分区一样， 对水压也有一定要求， 若分区的不合理会导致进水口的冷热水压力相差过大，从而产生无效水量的增加，同时也会造成热水系统出现超压出流的现象； 当热水的横干管过长或坡度设计不合理时，水流会在流动过程中浪费热能，也会导致水量浪费；热水温度较高，杂质较多，比冷水更容易在管道或接口处产生水垢或堆积杂质，这样就容易影响到阀门处的密封度和其他设备的使用寿命等，一旦出现问题，影响较大。
（3）对现有不合理热水系统进行改造
根据对几种热水系统循环方式的比较，建筑内热水系统推荐使用支管循环、立管循环方式或结合起来使用，那么针对目前设计不合理的供应系统， 应尽快的组织进行改造，转换循环模式。
（4）减少调温造成的水量浪费
在住宅使用的淋浴设备中，常常因为温度的调节而浪费水量，造成热能的耗费，要减少调温时间则需要对现有常用的混合龙头式和双阀门调节式的设备进行改善，在每次开启装置时，使用恒温出水模式，预先调定出水温度，因此对设备的质量和灵敏度要求较高，需要对冷热水的混合龙头做进一步的改善。
第二、提高供热设备的利用效率
提高热水制备的节能技术关键是提高热能设备的效率，控制热水储存容积，降低换热设备的热媒回水温度等，其中对热能设备的选用尤为重要，且节能的力度最大，而新型热能的开发是热水设备利用率提高的较大潜力的推动力。
总之，建筑给水系统设计要达到节水、节能的效果，应从以下几个方面考虑：给水系统充分利用市政自来水管网压力直接供水；采用二次加压供水的建筑选择合理的分区供水系统，并选用节能型供水设备；控制供水管网的水头损失；控制用户用水点的水压；选用节水型产品；计量及对给水系统实行监控。
在建筑给水系统设计中，通过利用市政自来水管网压力直接供水，采用分区供水，选用节能型供水设备，控制管网的水头损失等技术措施可达到节能效果；采用分区供水，控制用水点的压力，选用节水型产品、计量及对给水系统监控等可达到节水目的。
参考文献：
[1] 蔡丰华.浅谈几种建筑给排水节能技术[J]. 四川建材. 2009(03)
[2] 王伟,赵少丽.高层建筑二次加压供水系统节能的讨论[J]. 科技信息. 2011(22)
[3] 耿琳燕.建筑给水排水节能途径探析[J]. 现代物业(上旬刊). 2011(08)
关键词：建筑给水设计节能有效措施
中图分类号：TE08 文献标识码： A 文章编号：
建筑业作为我国经济发展的支柱产业, 正在飞速发展,而人们对供水量和水质的要求以及消防的要求也在不断扩展, 这就对设计人员、施工人员以及监理提出了更高的要求,不仅要符合规范规定的要求, 更要把好校核关, 努力做到既为投资方节约成本又避免能源的浪费。而目前节约能源的关键除了节水节能技术, 还要加强人们的节水节能意识和改变用水习惯, 应倡导节约资源, 杜绝浪费。
一、建筑给水设计节能的关注要点
1、超压出流现象
建筑内部给水系统的压力, 必须能将需要的水量输送到建筑物内最不利点的用水设备处, 并保证有足够的工作水头。卫生器具给水额定流量是按照卫生器具用途和使用要求而规定的卫生器具给水配件单位时间的出水量。最低工作压力是为基本上满足卫生器具使用要求而规定的给水配件前的工作压力。给水配件前的压力大于最低工作压力, 给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象, 称超压出流现象。该流量与额定流量的差值, 为超压出流量。为了满足最不利点水头的要求, 超压出流现象必然存在。超压出流现象不但会破坏给水系统中水量的正常分配, 因超压出流的水未产生任何效益, 即为无效水量。而且当水压过大时, 水龙头启闭时易产生水击及管道振动, 使得阀门和给水龙头等磨损较快, 缩短使用寿命, 并可能引起管道连接处松动漏水, 加剧了水的浪费。在高层建筑中, 高区的供水还必须由水泵提供, 提升这部分无效水量又直接造成了电能的浪费。
2、给水管道及附件的损坏导致水量浪费
管道的老化及生锈, 阀门、水表、龙头等的破损导致水量的损耗。给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处都会有不同程度的漏水现象。尤其埋于地下的的管道破裂漏水更不易被发现, 造成极大的水资源浪费; 其次是给水附件的不合理选择, 造成实际出流量远大于需要的用水量, 造成水量的浪费。
3、加压贮水系统选择不合理造成浪费
目前新修高層建筑的消防加压系统一般都是各号楼单独设置, 这就造成工程建设和设备投资及运转费用过高, 并且多座贮水池的大消防贮水及定期换水也造成了严重的水电资源的浪费。再加上一些设计人员只求符合设计规范, 没有考虑到设备及管道的投资以及后期运转上的资源消耗。比如给水方式选择的不合理, 给水分区的不合理, 以及选择水泵机组的不合理都造成了不同程度资源的浪费。尤其以水泵机组选择不合理造成资源浪费最为严重, 因为水泵机组的运转是靠电能以维持, 在整个给水工程中95% ~ 98%的电能是用来维持水泵的运转, 因此在设计时这方面必须引起重视
二、建筑给水设计节能的有效措施
1、改进二次供水
第一、给水方式比较
（1）水池-水泵-高位水箱给水
高位水箱给水是应用较为普遍的一种传统的给水方式。它主要由贮水池、加压水泵、高位水箱和配水管网组成，高位水箱在给水系统中的作用，主要是贮水、调节水量和稳定水压。高位水箱给水方式又可分为并联给水方式、串联给水方式、减压水箱给水方式、减压阀给水方式等。经过对四种给水模式的对比发现，串联给水与减压给水结合的方式相对于其他三种模式，造价降低，并管理维护较为方便，同时也减小了噪声、震动等负面影响，因而针对高层建筑的应用更加合理，也较为经济。
（2）气压罐给水
气压给水设备方式的给水设备包括离心水泵和气压水罐，其中气压水罐是一种钢制的密闭容器，可以把气压给水模式看做是水泵-水箱给水方式的一种变形， 气压罐就相当于密闭的小容积水箱，作用是是在系统中既可以储存和调节水量，给水时利用容器内空气的可压缩性，将罐内储存的水压送到一定的高度，可取消给水系统中的高位水箱。
（3）变频恒压给水方式
变频调速恒压给水的技术和装备在给水系统中的应用，使得变频调速恒压给水系统成为当前高层建筑给水方式中一种新型的给水方案。变频给水的运行原理是：将给水管路中压力的变化或是流量的变化状态以信号形式传达给压力传感器，通过向变频调速装置反映，据此调节给水的频率，然后自动调节给水的压力并使之保持恒定， 使水泵的供水量、扬程与所需用水量和压力相吻合，达到节能的目的。因此变频调速泵给水方式广泛适用于用水量较大且不均匀的建筑给水系统中。
变频给水的节能效果是对设置高位水箱的给水方式而言的。对于那些不宜设置高位水箱的地区和高层建筑来说，变频泵的应用减少了建筑面积，减少了基建的投资；当系统用水量减少时，水泵降低转速运行，随之转速下降，从而调节流量，比一般设备节能10%-40%，同时也避免了水质的二次污染。
第二、给水方式的发展
（1）三种传统恒压给水方式的比较和缺陷
由于高位水箱-水泵的给水方式对占地面积方面要求较高，导致建筑面积的利用率较低，所以产生了气压罐给水的方式来替代水箱的设置， 在稳定水压的同时节省了建筑空间，是对水泵-高位水箱给水方式的一大改进。但气压罐给水方式的水压变化较大，且水泵的运行频率过高，造成水压的不稳等问题。
变频给水模式则改善了高位水箱-水泵给水和气压罐给水两种模式，使得给水系统的建筑面积得到更充分利用，也减少了高位水箱设置的复杂性， 使给水水质得到较好的保证，同时随水量要求变化水泵自主调节，满足了节能的要求。
（2）新型给水方式的发展
由于传统的气压给水设备和变频调速给水设备都不能有效地利用市政管网的水压，使能量无效耗费，因此针对传统的二次供水技术的革新就出现了叠压给水技术，也称为管网叠压给水方式或无负压给水方式；主要给水设备是由变频水泵机组、稳流罐、负压补偿装置等组成，要求给水管网水压不小于设定压力值，并保证水质不被污染。
管网叠压给水模式实际上是在变频恒压给水的基础之上，加了一套稳流罐设备，直接接在市政管网上，使水从接入口首先进入稳流罐，再利用真空消除器的作用，自动排除罐内的空气；当安装在设备出口处的压力传感器检测到了市政管网的水压满足给水要求时，系统则不经过加压泵直接利用自来水的压力给水；如果市政管网的压力小于给水压力要求时，检测压力的差额，由加压泵补给差额，以达到设定压力；当市政给水的水量不足时，空气由真空消除器进入到稳流罐中，破坏罐内的真空，然后自动抽取稳流罐内的水进行供给，并且避免管网内产生负压。
2、改进热水系统
第一、无效热水量的减少
无效热水量是热能耗费中影响较大的因素，同时也浪费了大量的用水资源，要避免产生无效热水浪费，能控制无效热水量的技术主要从用户末端控制出水温度和出水量，要保证管道高效保温，同时减小供热支管的长度，保持冷热水的水压平衡，同时要减少冷热水的水压波动、保持稳定，减少水温调节时间；主要从下面几方面措施来实施。
（1）选择合理的循环方式
热水系统中，无效冷水的产生及出水量的大小与系统的循环方式有很大的关系；在规范中提出热水的循环方式主要有立管循环、干管循环及支管循环；根据有关调查结果证明，支管循环方式能达到最节水的效果，而立管循环方式的节水量相对较少，但能最快的使投资回收，其经济优势较明显；干管循环的方式在从节水和经济的角度看都处劣势； 相对的，若系统不设置循环模式， 就会有大量的无效冷水量产生，不利于人们的使用，因此，对于建筑内的热水系统应鼓励设计时使用循环模式，尤其是支管循环的方式。
（2）提高熱水管网设计质量
热水管网的分区同给水分区一样， 对水压也有一定要求， 若分区的不合理会导致进水口的冷热水压力相差过大，从而产生无效水量的增加，同时也会造成热水系统出现超压出流的现象； 当热水的横干管过长或坡度设计不合理时，水流会在流动过程中浪费热能，也会导致水量浪费；热水温度较高，杂质较多，比冷水更容易在管道或接口处产生水垢或堆积杂质，这样就容易影响到阀门处的密封度和其他设备的使用寿命等，一旦出现问题，影响较大。
（3）对现有不合理热水系统进行改造
根据对几种热水系统循环方式的比较，建筑内热水系统推荐使用支管循环、立管循环方式或结合起来使用，那么针对目前设计不合理的供应系统， 应尽快的组织进行改造，转换循环模式。
（4）减少调温造成的水量浪费
在住宅使用的淋浴设备中，常常因为温度的调节而浪费水量，造成热能的耗费，要减少调温时间则需要对现有常用的混合龙头式和双阀门调节式的设备进行改善，在每次开启装置时，使用恒温出水模式，预先调定出水温度，因此对设备的质量和灵敏度要求较高，需要对冷热水的混合龙头做进一步的改善。
第二、提高供热设备的利用效率
提高热水制备的节能技术关键是提高热能设备的效率，控制热水储存容积，降低换热设备的热媒回水温度等，其中对热能设备的选用尤为重要，且节能的力度最大，而新型热能的开发是热水设备利用率提高的较大潜力的推动力。
总之，建筑给水系统设计要达到节水、节能的效果，应从以下几个方面考虑：给水系统充分利用市政自来水管网压力直接供水；采用二次加压供水的建筑选择合理的分区供水系统，并选用节能型供水设备；控制供水管网的水头损失；控制用户用水点的水压；选用节水型产品；计量及对给水系统实行监控。
在建筑给水系统设计中，通过利用市政自来水管网压力直接供水，采用分区供水，选用节能型供水设备，控制管网的水头损失等技术措施可达到节能效果；采用分区供水，控制用水点的压力，选用节水型产品、计量及对给水系统监控等可达到节水目的。
参考文献：
[1] 蔡丰华.浅谈几种建筑给排水节能技术[J]. 四川建材. 2009(03)
[2] 王伟,赵少丽.高层建筑二次加压供水系统节能的讨论[J]. 科技信息. 2011(22)
[3] 耿琳燕.建筑给水排水节能途径探析[J]. 现代物业(上旬刊). 2011(08)