论文部分内容阅读
【摘 要】概述建筑给排水中节水节能的相关要素。结合领域内新技术的应用现状及发展趋势，以所占能耗比重较大的建筑给水、热水系统作为主要对象，介绍了现阶段建筑给排水设计中广泛应用的节能节水技术特点。
【关键词】小议；节能节水；给排水；节能；节水
现阶段，我国建筑给排水系统内的能源消耗主要由给水、排水、消防供水、生活热水、循环用水、重复用水产生，其中生活及热水系统所占其中比例最大。以下主要针对这两个系统的节能节水设计谈一些体会，以期和广大国内同行共同探讨：
一、给水系统
(一)用水定额、供水分区的确定
1.根据建筑物性质、卫生器具设置标准及当地实际情况等因素综合考虑选定合理的用水定额。过高或过低的用水定额都对供水设备的能耗浪费有直接的影响，以500户小区为例（假设条件为：普通住宅Ⅲ类，单户Ng为11.95，全部由变频加压设备供水），用水定额如选取300L/人·d 时与250L/人·d时的设计秒流量差比约为8%，变频泵组能耗差比约为12%。所以对用水定额的选取应慎重。
2.在满足建筑最不利点用水器具正常使用的前提下，充分利用市政供水水压直接供水。从建筑物性质、卫生器具的完善程度、给水配件阀件的允许工作压力值等因素确定竖向分区，尽量减少分区减压阀的设置、不串联设置减压阀，结合建筑物高度合理地设置供水竖向分区。
(二)供水方式的合理运用
1.在选择何种供水方式时应开拓思路，对建筑物不同使用功能区的用水作细致的水力计算，在充分利用市政供水压力的前提下，根据建筑物性质合理的运用变频调速（或管网叠压）供水设备、地下生活水池、屋顶生活水箱的联合供水方式以达到较好的节能效果。
2.变频调速供水设备的合理应用
（1）变频技术实现节能是有前提的。目前变频一般改变频率，频率最小可变为25Hz，即转速最低应维持50%以上，一般离心泵运行的高效区流量范围为(1～0.5)Q。在供水曲线低于上述限制区段时，应设置稳压泵，对于极小供水流量持续时间较长时，还应增设气压罐。
（2）节能潜力能否转为节能效果的关键在于变频设备是否能长期工作在高效区，所以泵组中水泵的选用十分重要。
（3）采用厂家的成套产品时不应仅根据流量和扬程选型，还应从转数、转速水泵与电机的效率、电机功率等方面综合比较后，并根据实际使用情况，对成套产品按设计要求及项目特点作合理的调整。
3.管网叠压供水设备的适当应用
（1）管网叠压供水节能主要体现在充分利用市政管网的供水水压，节能的多少主要取决于市政供水管网可资用水头与项目设备扬程的比例。
（2）因市政供水管网的水力条件、项目所在地周边用户用水情况都与叠压系统的正常运行有直接关联，在设计选泵时应明确市政管网可利用的水压和其它水力条件、了解周边用水情况，否则水泵的低效工作更严重，反而变成耗能产品。
(三)节水器具及仪表的采用
1.生活用水器具均应采用节水型卫生器具，其产品的技术性能应符合国家城镇建设行业标准《节水型生活用水器具》CJ164-2002的要求，不应选用违反强制性技术标准条文规定的生活用水器具。
2.管材选用时应考虑安全卫生、经济可靠、施工便捷等综合效益，特别是经济性判断不应只局限于前期投资，还应考虑其使用过程的运营费用。
3.自2000年12月1日起执行的由建设部、国家经贸委、质量技监局、建材局联合印发的《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》（建住房[1999]295号）规定，冲水量≥9L的坐便器不得用于住宅建筑。目前采用冲水量≤6L的坐便器，比淘汰产品节水率约10%（住宅约10%、宾馆、饭店4%，办公楼27%）；厨房的洗涤盆、沐浴头、洗脸洗手盆采用瓷芯节水龙头和充气龙头，节水率约20%。可见在建筑内充分使用节水型卫生器具，可节能节水约5%～10%，建筑物越高，节能效果越显著。
二、热水系统
(一)热源的选择
1.热水的制备占热水系统的能耗85%以上，因此热源的选择十分重要。局部热水供应的热源在有条件的地区和建筑应优先采用太阳能、空气源热泵。
2.太阳能作为一种清洁安全的新能源，被越来越多地应用于热水供应系统。利用太阳能的直接加热设备有真空管式和热管式，其集热效率高，保温性能好，受环境影响小，全自动运行，操作简单，维护方便，可全年使用。
(1)集热器的选用根据实际情况考虑其抗冻性能、抗热冲击性能、承压能力等因素。
(2)寒冷地区应采取可靠的防冻方式。
(3)集热应因地制宜综合应用串联、并联方式使水流平衡。
(4)必要时采取辅助加热方式。
3.热泵采用逆卡诺循环，性能系数(COP)可达3.5-4.0，即能量的1/4左右靠电力输入，3/4左右来自自然，减少一次能源的消耗，不排热风，会降低热岛效应，对环境有利。
(二)系统的合理选择与设计
1.规范的热水用水定额可按低限值采用。最大时用水量有两种计算方式：均最大时叠加；主要用水对象最大时加其它用水对象平均时，其用水量差值约30%，应严谨分析再选定。
2.在满足配水点最低水温要求的条件下，供水温度可适当采用低限值，可节约能耗。
3.对于空气源热泵系统，无辅助热源应按最冷月平均气温和设计小时平均秒供热量选择空气源热泵机组。有辅助热源宜应春分、秋分所在月平均气温和相应的设计小时平均秒供热量选择空气源热泵机组。
4.合理设置热水回水管道，保证循环效果，节能节水。注意单栋建筑的循环水管应采用同程布置方式。
5.对于碳酸盐硬度大的冷水应采取水质软化或水质稳定的措施。管道应作好保温。
6.热水系统的运行管理：由于季节变化，热水用水量变化大，同时，太阳能及空气源热泵机组受环境影响较大。
三、其它給排水系统
(一) 雨水利用系统
1.采用雨水初期弃流技术，收集较为洁净的中、后期雨水，雨水经过不同的水质处理工艺，可达到不同的使用要求。
2.采用雨水入渗技术，设置渗透式雨水井、雨水口、雨水沟、渗透管等产品，加强雨水的渗透效果，充分补充地下水，同时，还可以调节地表径流，减轻市政雨水排水的压力，减少洪涝，实现雨水的资源化，使水文循环向着有利于城市生活的方向发展。
(二) 分质供水的概念和给水的循环使用
1.分质供水就是根据不同用途的水质要求来分别供水。目前民用建筑主要有饮用净水水质标准、生活饮用水水质标准、生活杂用水水质标准、景观用水水质标准等。
2.分质供水为给水的循环使用提供了可能，如设置中水回用系统，就是收集较为洁净的生活废水，经处理后作为杂用水使用。
四、结语
经济合理是建筑给排水设计中遵循的一个重要原则，其与节能节水也有密切的关联。如何在设计中从整体出发，细致分析，严密论证，在满足经济合理的原则下达到一个较好的节能节水目的。
【关键词】小议；节能节水；给排水；节能；节水
现阶段，我国建筑给排水系统内的能源消耗主要由给水、排水、消防供水、生活热水、循环用水、重复用水产生，其中生活及热水系统所占其中比例最大。以下主要针对这两个系统的节能节水设计谈一些体会，以期和广大国内同行共同探讨：
一、给水系统
(一)用水定额、供水分区的确定
1.根据建筑物性质、卫生器具设置标准及当地实际情况等因素综合考虑选定合理的用水定额。过高或过低的用水定额都对供水设备的能耗浪费有直接的影响，以500户小区为例（假设条件为：普通住宅Ⅲ类，单户Ng为11.95，全部由变频加压设备供水），用水定额如选取300L/人·d 时与250L/人·d时的设计秒流量差比约为8%，变频泵组能耗差比约为12%。所以对用水定额的选取应慎重。
2.在满足建筑最不利点用水器具正常使用的前提下，充分利用市政供水水压直接供水。从建筑物性质、卫生器具的完善程度、给水配件阀件的允许工作压力值等因素确定竖向分区，尽量减少分区减压阀的设置、不串联设置减压阀，结合建筑物高度合理地设置供水竖向分区。
(二)供水方式的合理运用
1.在选择何种供水方式时应开拓思路，对建筑物不同使用功能区的用水作细致的水力计算，在充分利用市政供水压力的前提下，根据建筑物性质合理的运用变频调速（或管网叠压）供水设备、地下生活水池、屋顶生活水箱的联合供水方式以达到较好的节能效果。
2.变频调速供水设备的合理应用
（1）变频技术实现节能是有前提的。目前变频一般改变频率，频率最小可变为25Hz，即转速最低应维持50%以上，一般离心泵运行的高效区流量范围为(1～0.5)Q。在供水曲线低于上述限制区段时，应设置稳压泵，对于极小供水流量持续时间较长时，还应增设气压罐。
（2）节能潜力能否转为节能效果的关键在于变频设备是否能长期工作在高效区，所以泵组中水泵的选用十分重要。
（3）采用厂家的成套产品时不应仅根据流量和扬程选型，还应从转数、转速水泵与电机的效率、电机功率等方面综合比较后，并根据实际使用情况，对成套产品按设计要求及项目特点作合理的调整。
3.管网叠压供水设备的适当应用
（1）管网叠压供水节能主要体现在充分利用市政管网的供水水压，节能的多少主要取决于市政供水管网可资用水头与项目设备扬程的比例。
（2）因市政供水管网的水力条件、项目所在地周边用户用水情况都与叠压系统的正常运行有直接关联，在设计选泵时应明确市政管网可利用的水压和其它水力条件、了解周边用水情况，否则水泵的低效工作更严重，反而变成耗能产品。
(三)节水器具及仪表的采用
1.生活用水器具均应采用节水型卫生器具，其产品的技术性能应符合国家城镇建设行业标准《节水型生活用水器具》CJ164-2002的要求，不应选用违反强制性技术标准条文规定的生活用水器具。
2.管材选用时应考虑安全卫生、经济可靠、施工便捷等综合效益，特别是经济性判断不应只局限于前期投资，还应考虑其使用过程的运营费用。
3.自2000年12月1日起执行的由建设部、国家经贸委、质量技监局、建材局联合印发的《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》（建住房[1999]295号）规定，冲水量≥9L的坐便器不得用于住宅建筑。目前采用冲水量≤6L的坐便器，比淘汰产品节水率约10%（住宅约10%、宾馆、饭店4%，办公楼27%）；厨房的洗涤盆、沐浴头、洗脸洗手盆采用瓷芯节水龙头和充气龙头，节水率约20%。可见在建筑内充分使用节水型卫生器具，可节能节水约5%～10%，建筑物越高，节能效果越显著。
二、热水系统
(一)热源的选择
1.热水的制备占热水系统的能耗85%以上，因此热源的选择十分重要。局部热水供应的热源在有条件的地区和建筑应优先采用太阳能、空气源热泵。
2.太阳能作为一种清洁安全的新能源，被越来越多地应用于热水供应系统。利用太阳能的直接加热设备有真空管式和热管式，其集热效率高，保温性能好，受环境影响小，全自动运行，操作简单，维护方便，可全年使用。
(1)集热器的选用根据实际情况考虑其抗冻性能、抗热冲击性能、承压能力等因素。
(2)寒冷地区应采取可靠的防冻方式。
(3)集热应因地制宜综合应用串联、并联方式使水流平衡。
(4)必要时采取辅助加热方式。
3.热泵采用逆卡诺循环，性能系数(COP)可达3.5-4.0，即能量的1/4左右靠电力输入，3/4左右来自自然，减少一次能源的消耗，不排热风，会降低热岛效应，对环境有利。
(二)系统的合理选择与设计
1.规范的热水用水定额可按低限值采用。最大时用水量有两种计算方式：均最大时叠加；主要用水对象最大时加其它用水对象平均时，其用水量差值约30%，应严谨分析再选定。
2.在满足配水点最低水温要求的条件下，供水温度可适当采用低限值，可节约能耗。
3.对于空气源热泵系统，无辅助热源应按最冷月平均气温和设计小时平均秒供热量选择空气源热泵机组。有辅助热源宜应春分、秋分所在月平均气温和相应的设计小时平均秒供热量选择空气源热泵机组。
4.合理设置热水回水管道，保证循环效果，节能节水。注意单栋建筑的循环水管应采用同程布置方式。
5.对于碳酸盐硬度大的冷水应采取水质软化或水质稳定的措施。管道应作好保温。
6.热水系统的运行管理：由于季节变化，热水用水量变化大，同时，太阳能及空气源热泵机组受环境影响较大。
三、其它給排水系统
(一) 雨水利用系统
1.采用雨水初期弃流技术，收集较为洁净的中、后期雨水，雨水经过不同的水质处理工艺，可达到不同的使用要求。
2.采用雨水入渗技术，设置渗透式雨水井、雨水口、雨水沟、渗透管等产品，加强雨水的渗透效果，充分补充地下水，同时，还可以调节地表径流，减轻市政雨水排水的压力，减少洪涝，实现雨水的资源化，使水文循环向着有利于城市生活的方向发展。
(二) 分质供水的概念和给水的循环使用
1.分质供水就是根据不同用途的水质要求来分别供水。目前民用建筑主要有饮用净水水质标准、生活饮用水水质标准、生活杂用水水质标准、景观用水水质标准等。
2.分质供水为给水的循环使用提供了可能，如设置中水回用系统，就是收集较为洁净的生活废水，经处理后作为杂用水使用。
四、结语
经济合理是建筑给排水设计中遵循的一个重要原则，其与节能节水也有密切的关联。如何在设计中从整体出发，细致分析，严密论证，在满足经济合理的原则下达到一个较好的节能节水目的。