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【摘 要】 建筑给排水的节水节能工作只是其中一个领域。其中高层建筑给排水系统比较复杂,有代表性,无论是在技术的广度还是设计深度上都远远超过一般的建筑给排水,其中不少问题还没有得到很好地解决。所以我们选择高层建筑作为研究对象。很多设计工作者忽视了建筑给排水的节水节能,认为主要目的就是达到使用要求,从文中论述可知,建筑给水系统存在巨大的节水节能空间。
【关键词】 建筑给排水;节水节能
在人类社会中,水的重要性是不言而喻的。水首先是一种生命资源,是人类生存的基本条件,是世间万物的生存之本;其次,水是一种经济资源,是国民经济发展的命脉。同时水又是一种自然资源,存在量是有限的,虽然可再生,但非常脆弱,较容易被损害而丧失其应有的价值。
水资源是有限的,全球有60%以上的陆地淡水不足,有40多个国家缺水。世界上有1/3的人得不到安全饮用水。地球上可供生活、农业和工业之用的水源正在走向极限,水问题是全球性的问题。
一、建筑供水现状
建筑供水系统,是将城镇给水系统管网内水或自备水源给水管网内水引入和送入建筑的各用水设备出的给水管道系统成为建筑给水系统,一个完善的建筑给水系统常由引入管,水表节点,给水管道,贮水加压设备,给水附件,配水设施等组成。水和能源都是我们提高生活质量、增强国力,发展经济不可缺少的宝贵资源。我国的水资源并不丰富,人均占有水量很低,可以说节水就是节能,节流相当于节源。
以某市为例,2008,2009年两年全年的供水量分别为27343.5万吨和27570.8万吨,其中居民生活用水为11260.7万吨和11678.4万吨,可见居民生活用水占城市供水总量很大比重。居民用水差额部分主要与市政管网、建筑内部管网、以及用水设备、节水器具跑冒漏损有关。跑冒漏损的现象也大大提高了居民用水的消耗水平,因而居民生活用水还蕴含着巨大的节水空间。市自来水公司经选择较有代表性的61处小区内网进行测试(其中二十年以上的泵站7处,十年至二十年的泵站47处,十年以内的泵站7处),得出小区内网漏失率为9.73%,按照2008年全年用水量计算,漏失水量为27570.8X9.73%=2682.6万吨,相当于一个中小城市一年的使用量。某市一吨水的单价为1.9元,按这个水价计算,每年损失5097万元,相当于一个中小企业一年的收入。
二、既有建筑节水节能技术方法
1、防止给水系统超压出流造成的“隐形”水量浪费
在我国现有建筑中,给水系统的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的。为改变这一状况,应采取以下措施:
1)合理限定配水点的水压,采取减压措施。由于超压出流造成的“隐形”水量浪费并未引起人们的足够重视,因此在我国现行的《建筑给水排水设计规范》和“建筑给水排水设计规范征求意见”中虽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,但这只是从防止给水配件承压过高会导致损坏的角度考虑的,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作用。
2)采用节水龙头。在同一压力下,节水龙头具有较好的节水效果,节水量从3﹪-50%不等,大部分在20﹪-30%之间。且在静压越高,普通水龙头出水量越大的地方,节水龙头的节水量也越大。因此,应在建筑中(尤其在水压超标的配水点)安装使用节水龙头,减少水量浪费。
2、减少热水系统的无效冷水量
随着人民生活水平的提高和建筑功能的完善,建筑热水供应己逐渐成为建筑供水不可缺少的组成部分。据调查,各种热水供应系统,大多存在着严重的水量浪费现象,主要表现在开启热水配水装置后,往往要放掉不少冷水后才能正常使用。这部分流失的冷水,未产生使用效益,可称为无效冷水,也即浪费的水量。无效冷水的产生原因是多方面的,因此应从建筑热水系统的各个环节抓起,减少无效冷水的排放。
3、新建建筑应选用支管或立管循环方式
目前我国现行的《建筑给水排水设计规范》(以下简称“规范),中提出了三种热水循环方式:干管循环、立管循环、支管循环;同时,允许热水供应系统较小、使用要求不高的定时供应系统,如公共浴室等可不设循环管。热水系统的循环方式直接决定了无效冷水是否存在及冷水量的相对大小。支管循环方式虽然最节水,但其工程成本最高,投资回收期也最长。立管循环方式的节水量虽比支管循环少;投资回收期短。干管循环方式虽然回水系统的工程成本较低,但节水效果较差,并且工程成本的回收期也不低,所以无论从节水的角度还是从工程成本回收的角度看,干管循环方式均无优势。可见,与干管循环相比,立管循环节水效果较好;与支管循环相比,立管循环具有较明显的经济优势。无循环系统产生大量的无效冷水量,不符合节水要求,同时也给人们的使用带来不便,应予淘汰。
4、减少局部热水供应系统管线的长度并进行管道保温
我国现有住宅大多采用局部热水供应系统,系统中不设回水管。当家用燃气热水器的设置点与卫生间相距较远时,每次洗浴都需放掉管内滞留的大量冷水。又因为热水管几乎都未采取保温措施,管中水流散热较快,因此在洗浴过程中,当关闭淋浴器后再次开启时,可能又要放掉一些低溫水。热水管线越长,水量浪费越大。为解决这一问题,提出以下建议:(1)在建筑设计中,除考虑建筑功能和建筑布局外,还应考虑节水因素,尽量减少热水管线长度。(2)在有关规范和施工验收标准中,增设“连接家用热水器的热水管均应进行保温”的内容,以规范家用热水管道的安装,保证热水使用过程中的水温。并应组织力量开发与燃气热水器配套的回水装置。
5、严格执行有关设计、施工规范,建立健全管理制度
循环方式确定后,热水管网的设计和施工质量及管理水平直接影响无效冷水量的大小。如设计时,循环管道应采取同程布置的方式;在高层建筑中,冷、热水系统的分区应一致,各区水加热器、贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应,以保证冷、热水压力相同等。 6、减少调温造成的水量浪费
为减少调温造成的水量浪费,公共浴室应采用单管热水系统,温控装置是控制其水温的关键部件。据反映,现有温控装置不够灵敏,洗浴水忽冷忽热。因此应积极开发性能稳定、灵敏的单管水温控制设备。
目前我国建筑双管热水系统冷热水的混合方式大多采用混合龙头式和双阀门调节式,每次开启配水装置时,为获得适宜温度的水,都需反复调节。因此应逐步采用带恒温装置的冷热水混合龙头,以使用户能够快速得到符合温度要求的热水,减少由于调温时间过长靠造成的水量浪费。
7、防止二次污染造成的水量浪费
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。
8、在高层建筑给水中采用变频调速泵供水
水池、水泵、高位水箱加压供水方式是目前高层建筑中使用最广泛的供水方式。有研究表明,这种供水系统的水质指标合格率有所下降,其原因约有一半是水在加压输送和贮存过程中造成的。
变频调速泵供水直接用泵将贮水池内的水送至用户,取消了水箱,减少了发生二次污染的几率。我国有的地区己明令在特定情况下使用这种供水方式。如上海住宅设计标准中规定,住宅设计规模在400户以上时,采用变频调速水泵集中供水。
目前绝大部分高层建筑的生活与消防贮水池合建,水池容积过大,生活用水储量一般不足总储量的20%,生活用水贮存时间过长,有时长达2-3天。有研究表明,夏季水温较高时,水箱中的水在贮存12小时后,余氯即为零,细菌快速繁殖。合建水池在每月的消防试水时还会造成消防试水的排放浪费。
如果把生活饮用水与消防用水水池分开,两种水池分开设置可在很大程度上减轻生活用水的细菌性污染。消防试水可排放到消防贮水池中,不必外排。此外,分建水池的总容积基本没有增加,不会过多增加造價,并且还可优化地下室设计、有效利用地下室面积。因此从现在起,新建建筑的生活与消防水池应分开设置。
9、严格执行设计规范中有关防止水质污染的规定
采用水池、水泵、水箱二次供水方式,虽然存在着二次污染问题,但也具有供水水量和水压较稳定可靠等优点。因而,完全淘汰这种供水方式是不可能的,应严格执行设计规范中有关水池材质选用、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。
10、合理选择给水方式
在给水方式的选择上,在综合考虑其它因素的基础上,应该注意对能量的利用。除此之外,为了达到节水节能目的,还应合理设置和使用水表,严格按照规范要求选择和安装水表,限制水表使用年限,提高水表的准确度,水表前加过滤器,发展使用IC卡水表和远传水表。
三、结语
节水型社会注重使用有限的水资源发挥更大的社会效益,创造更良好的物质财富和良好的生态效益,即以最小的人力、物力、资金投入以及最少水量来满足人类的生活、社会经济的发展和生态环境的保护。那么就必须通过广泛的宣传教育,提高全民的节水意识,并引入多种建筑节水技术与措施,采用有效的节水器具与设备,降低生产或生活过程中水资源的利用量,达到环境、生态、经济效益的一致性与可持续发展的目标。从而让我们这样一个人口多、水资源相对贫乏的国家减小将要面临缺水的威胁。
参考文献:
[1]陈宗杰.国内建筑给水排水新技术研究[D]重庆:重庆大学,2003.
[2]刘振印.建筑给排水节能节水技术探讨[J]给水排水,200733(1):61-71
[3]常金秋.建筑给水设计的节水问题[J]上海应用技术学院学报,2006}6(2)120-123.
[4]王艳斌.建筑给排水节水措施探讨[J]河北北方学院院报,200723(1):71-74
【关键词】 建筑给排水;节水节能
在人类社会中,水的重要性是不言而喻的。水首先是一种生命资源,是人类生存的基本条件,是世间万物的生存之本;其次,水是一种经济资源,是国民经济发展的命脉。同时水又是一种自然资源,存在量是有限的,虽然可再生,但非常脆弱,较容易被损害而丧失其应有的价值。
水资源是有限的,全球有60%以上的陆地淡水不足,有40多个国家缺水。世界上有1/3的人得不到安全饮用水。地球上可供生活、农业和工业之用的水源正在走向极限,水问题是全球性的问题。
一、建筑供水现状
建筑供水系统,是将城镇给水系统管网内水或自备水源给水管网内水引入和送入建筑的各用水设备出的给水管道系统成为建筑给水系统,一个完善的建筑给水系统常由引入管,水表节点,给水管道,贮水加压设备,给水附件,配水设施等组成。水和能源都是我们提高生活质量、增强国力,发展经济不可缺少的宝贵资源。我国的水资源并不丰富,人均占有水量很低,可以说节水就是节能,节流相当于节源。
以某市为例,2008,2009年两年全年的供水量分别为27343.5万吨和27570.8万吨,其中居民生活用水为11260.7万吨和11678.4万吨,可见居民生活用水占城市供水总量很大比重。居民用水差额部分主要与市政管网、建筑内部管网、以及用水设备、节水器具跑冒漏损有关。跑冒漏损的现象也大大提高了居民用水的消耗水平,因而居民生活用水还蕴含着巨大的节水空间。市自来水公司经选择较有代表性的61处小区内网进行测试(其中二十年以上的泵站7处,十年至二十年的泵站47处,十年以内的泵站7处),得出小区内网漏失率为9.73%,按照2008年全年用水量计算,漏失水量为27570.8X9.73%=2682.6万吨,相当于一个中小城市一年的使用量。某市一吨水的单价为1.9元,按这个水价计算,每年损失5097万元,相当于一个中小企业一年的收入。
二、既有建筑节水节能技术方法
1、防止给水系统超压出流造成的“隐形”水量浪费
在我国现有建筑中,给水系统的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的。为改变这一状况,应采取以下措施:
1)合理限定配水点的水压,采取减压措施。由于超压出流造成的“隐形”水量浪费并未引起人们的足够重视,因此在我国现行的《建筑给水排水设计规范》和“建筑给水排水设计规范征求意见”中虽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,但这只是从防止给水配件承压过高会导致损坏的角度考虑的,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作用。
2)采用节水龙头。在同一压力下,节水龙头具有较好的节水效果,节水量从3﹪-50%不等,大部分在20﹪-30%之间。且在静压越高,普通水龙头出水量越大的地方,节水龙头的节水量也越大。因此,应在建筑中(尤其在水压超标的配水点)安装使用节水龙头,减少水量浪费。
2、减少热水系统的无效冷水量
随着人民生活水平的提高和建筑功能的完善,建筑热水供应己逐渐成为建筑供水不可缺少的组成部分。据调查,各种热水供应系统,大多存在着严重的水量浪费现象,主要表现在开启热水配水装置后,往往要放掉不少冷水后才能正常使用。这部分流失的冷水,未产生使用效益,可称为无效冷水,也即浪费的水量。无效冷水的产生原因是多方面的,因此应从建筑热水系统的各个环节抓起,减少无效冷水的排放。
3、新建建筑应选用支管或立管循环方式
目前我国现行的《建筑给水排水设计规范》(以下简称“规范),中提出了三种热水循环方式:干管循环、立管循环、支管循环;同时,允许热水供应系统较小、使用要求不高的定时供应系统,如公共浴室等可不设循环管。热水系统的循环方式直接决定了无效冷水是否存在及冷水量的相对大小。支管循环方式虽然最节水,但其工程成本最高,投资回收期也最长。立管循环方式的节水量虽比支管循环少;投资回收期短。干管循环方式虽然回水系统的工程成本较低,但节水效果较差,并且工程成本的回收期也不低,所以无论从节水的角度还是从工程成本回收的角度看,干管循环方式均无优势。可见,与干管循环相比,立管循环节水效果较好;与支管循环相比,立管循环具有较明显的经济优势。无循环系统产生大量的无效冷水量,不符合节水要求,同时也给人们的使用带来不便,应予淘汰。
4、减少局部热水供应系统管线的长度并进行管道保温
我国现有住宅大多采用局部热水供应系统,系统中不设回水管。当家用燃气热水器的设置点与卫生间相距较远时,每次洗浴都需放掉管内滞留的大量冷水。又因为热水管几乎都未采取保温措施,管中水流散热较快,因此在洗浴过程中,当关闭淋浴器后再次开启时,可能又要放掉一些低溫水。热水管线越长,水量浪费越大。为解决这一问题,提出以下建议:(1)在建筑设计中,除考虑建筑功能和建筑布局外,还应考虑节水因素,尽量减少热水管线长度。(2)在有关规范和施工验收标准中,增设“连接家用热水器的热水管均应进行保温”的内容,以规范家用热水管道的安装,保证热水使用过程中的水温。并应组织力量开发与燃气热水器配套的回水装置。
5、严格执行有关设计、施工规范,建立健全管理制度
循环方式确定后,热水管网的设计和施工质量及管理水平直接影响无效冷水量的大小。如设计时,循环管道应采取同程布置的方式;在高层建筑中,冷、热水系统的分区应一致,各区水加热器、贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应,以保证冷、热水压力相同等。 6、减少调温造成的水量浪费
为减少调温造成的水量浪费,公共浴室应采用单管热水系统,温控装置是控制其水温的关键部件。据反映,现有温控装置不够灵敏,洗浴水忽冷忽热。因此应积极开发性能稳定、灵敏的单管水温控制设备。
目前我国建筑双管热水系统冷热水的混合方式大多采用混合龙头式和双阀门调节式,每次开启配水装置时,为获得适宜温度的水,都需反复调节。因此应逐步采用带恒温装置的冷热水混合龙头,以使用户能够快速得到符合温度要求的热水,减少由于调温时间过长靠造成的水量浪费。
7、防止二次污染造成的水量浪费
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。
8、在高层建筑给水中采用变频调速泵供水
水池、水泵、高位水箱加压供水方式是目前高层建筑中使用最广泛的供水方式。有研究表明,这种供水系统的水质指标合格率有所下降,其原因约有一半是水在加压输送和贮存过程中造成的。
变频调速泵供水直接用泵将贮水池内的水送至用户,取消了水箱,减少了发生二次污染的几率。我国有的地区己明令在特定情况下使用这种供水方式。如上海住宅设计标准中规定,住宅设计规模在400户以上时,采用变频调速水泵集中供水。
目前绝大部分高层建筑的生活与消防贮水池合建,水池容积过大,生活用水储量一般不足总储量的20%,生活用水贮存时间过长,有时长达2-3天。有研究表明,夏季水温较高时,水箱中的水在贮存12小时后,余氯即为零,细菌快速繁殖。合建水池在每月的消防试水时还会造成消防试水的排放浪费。
如果把生活饮用水与消防用水水池分开,两种水池分开设置可在很大程度上减轻生活用水的细菌性污染。消防试水可排放到消防贮水池中,不必外排。此外,分建水池的总容积基本没有增加,不会过多增加造價,并且还可优化地下室设计、有效利用地下室面积。因此从现在起,新建建筑的生活与消防水池应分开设置。
9、严格执行设计规范中有关防止水质污染的规定
采用水池、水泵、水箱二次供水方式,虽然存在着二次污染问题,但也具有供水水量和水压较稳定可靠等优点。因而,完全淘汰这种供水方式是不可能的,应严格执行设计规范中有关水池材质选用、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。
10、合理选择给水方式
在给水方式的选择上,在综合考虑其它因素的基础上,应该注意对能量的利用。除此之外,为了达到节水节能目的,还应合理设置和使用水表,严格按照规范要求选择和安装水表,限制水表使用年限,提高水表的准确度,水表前加过滤器,发展使用IC卡水表和远传水表。
三、结语
节水型社会注重使用有限的水资源发挥更大的社会效益,创造更良好的物质财富和良好的生态效益,即以最小的人力、物力、资金投入以及最少水量来满足人类的生活、社会经济的发展和生态环境的保护。那么就必须通过广泛的宣传教育,提高全民的节水意识,并引入多种建筑节水技术与措施,采用有效的节水器具与设备,降低生产或生活过程中水资源的利用量,达到环境、生态、经济效益的一致性与可持续发展的目标。从而让我们这样一个人口多、水资源相对贫乏的国家减小将要面临缺水的威胁。
参考文献:
[1]陈宗杰.国内建筑给水排水新技术研究[D]重庆:重庆大学,2003.
[2]刘振印.建筑给排水节能节水技术探讨[J]给水排水,200733(1):61-71
[3]常金秋.建筑给水设计的节水问题[J]上海应用技术学院学报,2006}6(2)120-123.
[4]王艳斌.建筑给排水节水措施探讨[J]河北北方学院院报,200723(1):71-74