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摘要:结合实际工作,从建筑给排水系统的设计、建筑污水处理回用等角度,研究探讨了建筑给水排水节水应采取的途征和方法,以获得最大的节水效果节能效益。
关键词:建筑给排水；节水；节能；污水回用。
1建筑给水排水节能的重要性
众所周知,我国是一个水资源丰富的国家,水资源总量为2. 8×10 m3,居世界第六位,但是分摊到每个人身上,人均水量仅为2. 4×10 am.仅是世界人均水平的四分之一,名列第110位.加上降雨地域、时间上分布不均匀,水污染日益严重,供水能力不足等原因,全国仍有三分之二城市不同程度缺水,这将严重影响城市经济的发展和人民生活的改善.随着近年来城市建筑业突飞猛进发展,在城市总用水量中,建筑内部用水的所占的比例逐年增加,水资源短缺问题已成为经济发展的一个制约因素.面对这一严峻形势,如何加强节水节能的科学管理,全面开展节水工作,采用节水设备,搞好污水处理及污水回用,保护生态环境,是当前给排水设计的重点。
2 建筑给排水节水分析
2.1使用节水型卫生洁具。
二十世纪八九十年代,我国采用的坐便器冲水量普遍大于9 L,耗水量大。公共卫生间蹲坑以前基本采用高位水箱或冲洗阀冲洗,小便器采用手动冲洗阀,公共卫生间使用较为频繁且使用人员不固定,尤其是男厕所,小便器使用频繁,采用手动冲洗阀往往达不到良好的冲洗效果,时间长了容易在排水管中积存尿垢而堵塞,冲洗水量较难控制,且冲洗阀零件容易腐蚀和损坏,有长流水现象,高位水箱冲水量大,浪费比较严重。2000年以后,新建或改建的住宅楼打部使用冲水量小于6 L的坐便器,且采用两挡冲洗阀门,对新建公共卫生间蹲坑,采用了节水型两挡冲洗低位水箱,小便器采用感应式冲洗阀,不需要人触摸操作,方便卫生,冲洗及时,避免了长流水现象。虽然节水型卫生洁具一次性投资较高,但是从长远看,节水效果明显,投资会很快回收。
2.2控制用水点的超压出流。
《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0.45 MPa,特殊情况下不宜大于0.55 MPa,而卫生器具的最佳使用水压宜为0.20 MPa~0.30 MPa,大部分处于超压出流。有关数据研究表明,当配水点处静水压力大于0.15 MPa时,水龙头流出水量明显上升。规范虽然对给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制性规定,但这只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑,并未从防止超压出流的角度考虑,因此压力要求过于宽松,对限制超压出流基本没有起作用,如果没有考虑这一点,会造成很大的水资源浪费。所以在进行工程设计时,需要与设计单位设计师进行充分交流,根据建筑给水系统超压出流的实际情况,对给水系统的压力做出合理设计,以避免水资源浪费。
2.3地下管网改造。
我国城市大部分老住宅小区地下给排水管道年代久远,给水管道跑冒滴漏,排水管道堵塞,水资源浪费现象严重,老小区给排水管道改造是节能节水的重要途径之一。我单位于2010年对小区排水管道进行了改造,新敷管道全部采用排水阻力小、施工便利的HPDE双壁波纹管,实现了雨污分流,减少了市政污水处理量,达到了节能减排要求。
2.4生活污水处理回用。
生活污水经过处理后达到一定水质标准,在一定范围内可以重复使用,处理后的水可用于厕所冲洗、园林绿化、道路保洁、景观喷泉、洗车等。生活污水处理回收利用优点多,主要是节能减排、绿色环保、循环经济、可持续发展。为响应国家政策号召,我单位于2008年投资建设了一座日处理量1200t的污水处理站,处理后的生活污水用于鱼类养殖、景观喷泉和周边绿化,节约了大量水资源,取得了良好的经济效益和社会效益。
3建筑给排水节能分析
3.1太阳能利用。
太阳能是一种环保、节能、廉价、无污染的绿色能源,利用价值大,是节能的重要途径之一,我国大部分地区位于北纬40°以北,日照时间长,适合推广使用太阳能热水器。太阳能热水器集热效率高,保温性能好,受环境影响小,自动运行,操作简单,维护方便,春、夏、秋季热水温度基本可满足家庭使用要求,冬季也可部分利用太阳能,节约大量能源。太陽能热水器的节能计算如下:用水量按每人次淋浴热水量100 L考虑,常年冷水平均水温10℃,淋浴热水温度40℃,平均每人每次淋浴耗能:100 L×(40℃-10℃)×[4.19×103J/(kg•℃)]=12 570 000 J,按每度电能热功当量3 617 000 J/kWh计算,热水器加热效率为0.9,每人次淋浴用电量=12 570 000/(3 617 000×0.90)=3.86 kWh。按每人每月淋浴8次,每户3人,80%使用太阳能热水器计算,每户住宅每年可节约电能:3人×8次×12月×3.86 kWh/(人•次)×80%=889 kWh。我单位从1997年开始,陆续在1 200多套公寓住房安装太阳能热水器,现在所有公寓楼及家属住房已全部安装了太阳能热水器,节能效果相当显著。
3.2合理利用市政管网力。
合理的给水系统分区、供水加压方式、加压系统控制是节能的有效途径。现在城市城区土地利用率均较高,城区住宅高层建筑增多,且一般多层住宅楼层均在5层以上,供水均要求采用二次加压。一般市政给水管网压力在0.2 MPa~0.4 MPa,只能满足3层~5层建筑供水需求。合理利用市政管网压力,采用分区供水方式并采用新型供水设施,可以减少二次加压能耗。我单位所在地市政管网压力为0.3 MPa,近年新建的几幢小高层公寓楼,5层以下采用市政管网直接供水,5层以上采用变频供水设备供水,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,造成能耗及水资源浪费。
3.3采用无负压供水系统。
我国城市高层建筑与小高层建筑的给水系统长期以来主要是采用二次供水,采用“水箱、水泵供水方式”,在该系统中,低楼层住户由市政自来水管网直接供水,高楼层住户由加压水泵将水送至高位水箱,再由高位水箱二次供水,或采用“变频水泵机组供水方式”。常规的二次供水方式需设置调节水箱,存在二次污染的问题,水箱清洗时需停水,给生活带来不便。针对二次供水存在的问题,目前市场上出现了一种环保、卫生、节能的无负压供水方式。无负压供水方式的工作原理是:设备采用水泵与自来水管网直接相连,用压力调节罐作为水泵进水储水装置,采用稳流补偿器消除管网内所产生的负压,在充分利用自来水管网原有压力的基础上实现供水的二次增压。
综上所述，给排水行业节水节能工作涉及给水排水系统各个环节,必须把节水节能作为一个系统工程来抓,才能获得更大的节水节能效益。
关键词:建筑给排水；节水；节能；污水回用。
1建筑给水排水节能的重要性
众所周知,我国是一个水资源丰富的国家,水资源总量为2. 8×10 m3,居世界第六位,但是分摊到每个人身上,人均水量仅为2. 4×10 am.仅是世界人均水平的四分之一,名列第110位.加上降雨地域、时间上分布不均匀,水污染日益严重,供水能力不足等原因,全国仍有三分之二城市不同程度缺水,这将严重影响城市经济的发展和人民生活的改善.随着近年来城市建筑业突飞猛进发展,在城市总用水量中,建筑内部用水的所占的比例逐年增加,水资源短缺问题已成为经济发展的一个制约因素.面对这一严峻形势,如何加强节水节能的科学管理,全面开展节水工作,采用节水设备,搞好污水处理及污水回用,保护生态环境,是当前给排水设计的重点。
2 建筑给排水节水分析
2.1使用节水型卫生洁具。
二十世纪八九十年代,我国采用的坐便器冲水量普遍大于9 L,耗水量大。公共卫生间蹲坑以前基本采用高位水箱或冲洗阀冲洗,小便器采用手动冲洗阀,公共卫生间使用较为频繁且使用人员不固定,尤其是男厕所,小便器使用频繁,采用手动冲洗阀往往达不到良好的冲洗效果,时间长了容易在排水管中积存尿垢而堵塞,冲洗水量较难控制,且冲洗阀零件容易腐蚀和损坏,有长流水现象,高位水箱冲水量大,浪费比较严重。2000年以后,新建或改建的住宅楼打部使用冲水量小于6 L的坐便器,且采用两挡冲洗阀门,对新建公共卫生间蹲坑,采用了节水型两挡冲洗低位水箱,小便器采用感应式冲洗阀,不需要人触摸操作,方便卫生,冲洗及时,避免了长流水现象。虽然节水型卫生洁具一次性投资较高,但是从长远看,节水效果明显,投资会很快回收。
2.2控制用水点的超压出流。
《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0.45 MPa,特殊情况下不宜大于0.55 MPa,而卫生器具的最佳使用水压宜为0.20 MPa~0.30 MPa,大部分处于超压出流。有关数据研究表明,当配水点处静水压力大于0.15 MPa时,水龙头流出水量明显上升。规范虽然对给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制性规定,但这只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑,并未从防止超压出流的角度考虑,因此压力要求过于宽松,对限制超压出流基本没有起作用,如果没有考虑这一点,会造成很大的水资源浪费。所以在进行工程设计时,需要与设计单位设计师进行充分交流,根据建筑给水系统超压出流的实际情况,对给水系统的压力做出合理设计,以避免水资源浪费。
2.3地下管网改造。
我国城市大部分老住宅小区地下给排水管道年代久远,给水管道跑冒滴漏,排水管道堵塞,水资源浪费现象严重,老小区给排水管道改造是节能节水的重要途径之一。我单位于2010年对小区排水管道进行了改造,新敷管道全部采用排水阻力小、施工便利的HPDE双壁波纹管,实现了雨污分流,减少了市政污水处理量,达到了节能减排要求。
2.4生活污水处理回用。
生活污水经过处理后达到一定水质标准,在一定范围内可以重复使用,处理后的水可用于厕所冲洗、园林绿化、道路保洁、景观喷泉、洗车等。生活污水处理回收利用优点多,主要是节能减排、绿色环保、循环经济、可持续发展。为响应国家政策号召,我单位于2008年投资建设了一座日处理量1200t的污水处理站,处理后的生活污水用于鱼类养殖、景观喷泉和周边绿化,节约了大量水资源,取得了良好的经济效益和社会效益。
3建筑给排水节能分析
3.1太阳能利用。
太阳能是一种环保、节能、廉价、无污染的绿色能源,利用价值大,是节能的重要途径之一,我国大部分地区位于北纬40°以北,日照时间长,适合推广使用太阳能热水器。太阳能热水器集热效率高,保温性能好,受环境影响小,自动运行,操作简单,维护方便,春、夏、秋季热水温度基本可满足家庭使用要求,冬季也可部分利用太阳能,节约大量能源。太陽能热水器的节能计算如下:用水量按每人次淋浴热水量100 L考虑,常年冷水平均水温10℃,淋浴热水温度40℃,平均每人每次淋浴耗能:100 L×(40℃-10℃)×[4.19×103J/(kg•℃)]=12 570 000 J,按每度电能热功当量3 617 000 J/kWh计算,热水器加热效率为0.9,每人次淋浴用电量=12 570 000/(3 617 000×0.90)=3.86 kWh。按每人每月淋浴8次,每户3人,80%使用太阳能热水器计算,每户住宅每年可节约电能:3人×8次×12月×3.86 kWh/(人•次)×80%=889 kWh。我单位从1997年开始,陆续在1 200多套公寓住房安装太阳能热水器,现在所有公寓楼及家属住房已全部安装了太阳能热水器,节能效果相当显著。
3.2合理利用市政管网力。
合理的给水系统分区、供水加压方式、加压系统控制是节能的有效途径。现在城市城区土地利用率均较高,城区住宅高层建筑增多,且一般多层住宅楼层均在5层以上,供水均要求采用二次加压。一般市政给水管网压力在0.2 MPa~0.4 MPa,只能满足3层~5层建筑供水需求。合理利用市政管网压力,采用分区供水方式并采用新型供水设施,可以减少二次加压能耗。我单位所在地市政管网压力为0.3 MPa,近年新建的几幢小高层公寓楼,5层以下采用市政管网直接供水,5层以上采用变频供水设备供水,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,造成能耗及水资源浪费。
3.3采用无负压供水系统。
我国城市高层建筑与小高层建筑的给水系统长期以来主要是采用二次供水,采用“水箱、水泵供水方式”,在该系统中,低楼层住户由市政自来水管网直接供水,高楼层住户由加压水泵将水送至高位水箱,再由高位水箱二次供水,或采用“变频水泵机组供水方式”。常规的二次供水方式需设置调节水箱,存在二次污染的问题,水箱清洗时需停水,给生活带来不便。针对二次供水存在的问题,目前市场上出现了一种环保、卫生、节能的无负压供水方式。无负压供水方式的工作原理是:设备采用水泵与自来水管网直接相连,用压力调节罐作为水泵进水储水装置,采用稳流补偿器消除管网内所产生的负压,在充分利用自来水管网原有压力的基础上实现供水的二次增压。
综上所述，给排水行业节水节能工作涉及给水排水系统各个环节,必须把节水节能作为一个系统工程来抓,才能获得更大的节水节能效益。